المشابك الكهربائية: كيف هي وكيف تعمل في الجهاز العصبي

السمة الرئيسية لجهازنا العصبي هي قدرته على نقل المعلومات من خلية إلى أخرى. يحدث هذا الاتصال بين الخلايا بعدة طرق ، أحدها يمر المشابك الكهربائية ، الشقوق الصغيرة التي تسمح بمرور التيار الكهربائي.

على الرغم من أن هذا النوع من المشابك أكثر شيوعًا للحيوانات اللافقارية والفقاريات السفلية ، فقد لوحظ أيضًا في بعض مناطق الجهاز العصبي للثدييات ، بما في ذلك البشر.

في السنوات الأخيرة ، فقدت المشابك الكهربائية مكانتها لصالح عدد أكبر من المشابك الكيميائية المعقدة. في هذه المقالة سوف نرى كيف تبدو هذه المشابك الكهربائية وما يميزها.

• مقالات لها صلة: "ما هي فجوة المشبك وكيف تعمل؟"

ما هي المشابك الكهربائية؟

يحدث نقل المعلومات بين الخلايا العصبية على مستوى تقاطع متخصص يعرف باسم المشبك. في هذا الفضاء المشبكي ، تتواصل الخلايا العصبية وتستخدم ، بشكل أساسي ، مسارين: المشبك الكيمياء ، عندما يحدث نقل المعلومات عن طريق إطلاق مواد أو ناقلات عصبية ، و الكهرباء.

في المشابك الكهربائية ، يتم ربط أغشية الخلايا العصبية قبل وبعد المشبك عن طريق تقاطع فجوة ، أو مفترق فجوة. يتدفق من خلالها التيار الكهربائي من خلية إلى أخرى وبشكل مباشر.

تتميز قنوات الوصلات الفراغية هذه بمقاومة منخفضة (أو موصلية عالية) ، أي مرور التيار الكهربائي ، أي من الأيونات موجبًا أو سالبًا ، يتدفق من الخلايا العصبية قبل المشبكية إلى الخلايا العصبية بعد المشبكية ، مما يؤدي إلى إزالة الاستقطاب أو فرط الاستقطاب.

فرط الاستقطاب وإزالة الاستقطاب

في حالة الراحة ، تتمتع الخلية العصبية بإمكانية الراحة (إمكانية عبر الغشاء) من -60 إلى -70 ملي فولت. وهذا يعني أن داخل الخلية مشحون سلبًا بالنسبة إلى الخارج.

في المشبك الكهربائي ، يحدث فرط الاستقطاب عندما تصبح إمكانات الغشاء أكثر سلبية عند نقطة معينة من الغشاء العصبي ، بينما يحدث نزع الاستقطاب عندما تصبح إمكانات الغشاء أقل سلبية (أو أكثر إيجابي).

كلا ال فرط الاستقطاب مثل إزالة الاستقطاب يحدث عندما تحدث القنوات الأيونية (بروتينات تسمح بمرور أيونات معينة عبر غشاء الخلية) للغشاء مفتوحًا أو مغلقًا ، مما يغير قدرة أنواع معينة من الأيونات على دخول الخلية أو مغادرتها. خلية.

• قد تكون مهتمًا بـ: "إمكانات العمل: ما هي وما هي مراحلها؟"

الاختلافات مع المشابك الكيميائية

من وجهة نظر وظيفية ، يختلف الاتصال بين الخلايا العصبية عبر المشابك الكهربائية اختلافًا كبيرًا عن ذلك الذي يحدث في المشابك الكيميائية. الفرق الرئيسي هو السرعة: في الأخير ، هناك تأخير متشابك من وقت وصول جهد الفعل إلى الطرفية قبل المشبكية حتى يتم تحرير الناقل العصبي ، بينما في المشابك الكهربائية يكون التأخير عمليا غير موجود.

يسمح هذا الاتصال بين الخلايا بهذه السرعة العالية بالاقتران الوظيفي المتزامن (تزامن) لشبكات الخلايا العصبية المرتبطة بالمشابك الكهربائية.

هناك فرق آخر بين المشابك الكهربائية والكيميائية يكمن في تنظيمها.. يجب أن يتبع الأخير عملية معقدة متعددة الخطوات ، تخضع للعديد من نقاط التفتيش ، والتي تؤدي في النهاية إلى إطلاق وربط الناقل العصبي بالمستقبل. كل هذا يتناقض مع بساطة المشابك الكهربائية ، حيث تسمح القنوات بين الخلايا بالتدفق ثنائي الاتجاه للأيونات والجزيئات الصغيرة في أي حالة تقريبًا.

مزايا المشابك الكهربائية مقابل المشابك الكيميائية

المشابك الكهربائية هي الأكثر شيوعًا في الفقاريات الأقل تعقيدًا وفي بعض مناطق دماغ الثدييات. إنها أسرع من المشابك الكيميائية ولكنها أقل بلاستيكية. ومع ذلك ، فإن هذا النوع من المشبك له العديد من المزايا البارزة جدًا:

ثنائية الاتجاه

المشبك الكهربائي لديه انتقال ثنائي الاتجاه لإمكانات العمل. ومع ذلك ، يمكن للكيمياء التواصل بطريقة واحدة فقط.

القدرة على التنسيق

يتم إنشاء تزامن النشاط العصبي في المشابك الكهربائية ، ما الذي يجعل الخلايا العصبية يمكن أن تنسق مع بعضها البعض.

سرعة

فيما يتعلق بسرعة الاتصال ، فهي أسرع في المشابك الكهربائية ، بسبب حقيقة أن إمكانات الفعل السفر عبر القناة الأيونية دون الحاجة إلى إطلاق أي مواد كيميائية.

سلبيات

المشابك الكهربائية لها أيضًا عيوب على المشابك الكيميائية. بشكل أساسي ، لا يمكنهم تحويل إشارة استثارة من خلية عصبية إلى إشارة مثبطة في أخرى. أي أنها تفتقر إلى المرونة والتنوع والقدرة على تعديل الإشارات التي تمتلكها نظيراتها الكيميائية.

• قد تكون مهتمًا بـ: "المشبك: ما هي وأنواعها ووظائفها"

خصائص هذا النوع من المشبك

معظم القنوات بين الخلايا التي تشكل المشابك الكهربائية تعتمد على الجهد; أي أن موصليةها (أو ، على العكس ، مقاومتها لمرور التيار الكهربائي) تختلف كدالة لاختلاف الجهد على جانبي الأغشية التي تشكل التقاطع.

في بعض النقابات ، في الواقع ، تسمح حساسية الجهد هذه للقناة بإجراء تيارات إزالة الاستقطاب في اتجاه واحد فقط (ما يعرف بتصحيح المشابك الكهربائية).

يحدث أيضًا أن يتم إغلاق معظم قنوات الاتصال استجابةً لانخفاض درجة الحموضة داخل الخلايا أو بسبب ارتفاع الكالسيوم السيتوبلازمي (في السيتوبلازم العديد من عمليات التمثيل الغذائي من خلية).

لقد تم اقتراح أن هذه الخصائص لها دور وقائي من خلال الحصول على فصل الخلايا المصابة عن طريق الخلايا الأخرى ، منذ ذلك الحين في أولاً ، هناك زيادات كبيرة في الكالسيوم والبروتونات السيتوبلازمية التي يمكن أن تؤثر على الخلايا المجاورة إذا عبرت القنوات. المتصلين.

الاتصال العصبي

تمكنت العديد من التحقيقات من التحقق من أن الخلايا العصبية ليست مرتبطة ببعضها البعض بشكل فوضوي ، ولكن العلاقات بين المراكز العصبية المختلفة اتبع الإرشادات التي تتجاوز نوعًا حيوانيًا معينًا ، كونها من سمات المجموعة الحيوانية.

ينشأ هذا الاتصال بين مراكز الأعصاب المختلفة أثناء التطور الجنيني ويتم إتقانه أثناء نموه وتطوره. تظهر الأسلاك الأساسية في الحيوانات الفقارية المختلفة تشابهًا عامًا ، انعكاس لأنماط التعبير الجيني موروث من أسلاف مشتركين.

أثناء تمايز الخلايا العصبية ، ينمو محورها العصبي مسترشدًا بالخصائص الكيميائية للهياكل التي تتشكل. يجد في مساره وهذه بمثابة مرجع لمعرفة كيفية وضع نفسه ووضع نفسه داخل الشبكة العصبية.

أظهرت دراسات الاتصال العصبي أيضًا أنه عادة ما يكون هناك تطابق يمكن التنبؤ به بين موقع الخلايا العصبية في مركز المنشأ ومحور محاورها في مركز الوجهة ، والقدرة على إنشاء خرائط طبوغرافية دقيقة للربط بين كلاهما مناطق.

المراجع الببليوجرافية:

• واكسمان ، س. (2012). تشريح الأعصاب السريري. بادوفا: بيكسين.