ماذا يحدث عند تنبيه الخلية العصبية ؟

تنبيه الخلية العصبية يعني اثارتها او تهييجها بمنبه يجب ان يكون بقوة كافية لإحداث تغيير في فرق الجهد على جانبي الغشاء. قد يكون هذا المنبيه مادة كيميائية او تغيير في درجة الحرارة او فعل ميكانيكي مباشر على الغشاء البلازمي او غيرها.

يقوم المنبه بدور أساسي في فتح بعض القنوات التي تفتح وتقفل أيونياً داخل غشاء الخلية خاصة على الزوائد. الشكل (1) يوضح التغيرات التي تحدث للخلية العصبية عند تنبيهها.

شكل 1 حركة السيالة العصبية بعد التنبيه

عند تنبيه الخلية العصبية على مستقبلات الزوائد الشجيرية او على موقع من جسمها تفتح مسامية الغشاء للقنوات المتعلقة بأيونات الصوديوم (شحنة +) لأنها أكثر حساسية من أيونات البوتاسيوم لتزيد من دخولها إلى داخل الخلية (تدفق داخلي للصوديوم) مضيفة بذلك زيادة في الشحنات الموجبة داخل الخلية مقارنة بخارج الخلية بحيث يصبح وسط الخلية أقل شحنة سالبة وخارج الخلية أقل شحنة موجبة وفي هذه الحالة يصبح الغشاء في صورة تسمى إزالة الاستقطاب (Depolarization) بمعنى ان الوسط الداخلي للخلية أصبح يحمل الشحنة الموجبة والخارجي يحمل الشحنة السالبة وهي النقطة التي عندها تبتدئ نقطة الاشتعال (Threshold).

ونتيجة لذلك تتكون السيالة العصبية (أو الجهد الحركي) داخل الخلية العصبية ويحدث تغيير في فرق الجهد الحركي على جانبي الغشاء ويزداد من – 70 ميللي فولت وقد يصل إلى حوالي + 30 ميللي فولت في بعض الخلايا العصبية الكبيرة.

عندما يصل فرق الجهد إلى نقطة محددة (على حسب نوع الخلية العصبية) تبتدئ بعد ذلك القنوات الأيونية المتحكمة في حركة البوتاسيوم بالفتح، للسماح للبوتاسيوم بالخروج إلى خارج الخلية. خروج البوتاسيوم (شحنة موجبة) وإيقاف دخول الصوديوم (شحنة +) في ظل وجود شحنة سالبة للبروتين في الداخل يعيد وضع الخلية بحيث يصبح داخلها سالبا مقارنة بخارجها وهذا ما يسمى بإعادة الاستقطاب (Repolarization).

يمكن توضيح التغيرات التي تطرأ على الجهد الحركي (Action potential, AP) عندما يتم تنبيه الخلية العصبية كما يلي (الشكل 2 ) :

شكل 2 : الجهد الحركي وانتقال السيالة العصبية

1. عندما يتم التنبيه يحدث توليد كهربائي لغشاء الخلية ينجم عنه احداث الشرارة او الاشتعال التي ينشأ عنها بداية إزالة الاستقطاب (زيادة مسامية الغشاء لدخول الصوديوم) أو بداية فتح القنوات الأيونية للصوديوم (Depolarization).
2. خلال هذه المرحلة يتغير وسط الخلية موجباً مقارنة بخارج الخلية محدثة بذلك ارتفاع في فرق الجهد قد يصل إلى حوالي + 30 ميللي فولت من الخلايا العصبية الكبيرة.
3. عند الوصول إلى هذه النقطة، تقفل قنوات الصوديوم ويتوقف تدفق الصوديوم إلى الداخل وتتوقف الزيادة في فرق الجهد.
4. تفتح قنوات البوتاسيوم ويبتدئ البوتاسيوم في التدفق إلى الخارج مسبباً بذلك زيادة في الشحنة الموجبة خارج الخلية وتخفيق سريع في فرق الجهد إلى ان يرجع قريباً من الوضع الطبيعية (Repolarization).
5. يلاحظ ان قنوات البوتاسيوم تبقى مفتوحة لفترة أطول من قنوات الصوديوم وبالتالي يكون خروج أيونات البوتاسيوم أكثر من دخول أيونات الصوديوم ويصبح فرق الجهد على الغشاء خلال هذه الفترة أكثر سلبية بمقدار حوالي (1 – 2 ميللي فولت) مما كان عليه في وضعه الطبيعي مسبباً في تكوين ما يسمى بالإفراط في الاستقطاب (Hyperpolarization).
6. يتم التوازن بين دخول وخروج الأيونات وإعادة الغشاء إلى وضعه الطبيعي (- 70 ميللي فولت).

ومن الملاحظ ان اثارة الجهد الحركي وزرعها في الخلية العصبية تختلف في ما إذا كان محورها مغلف بالميلين او غير مغلف ويمكن تلخيص الأحداث في كل منها كما يلي :

أ . في حالة المحور غير الميليني :

• يحدث تدفق للصوديوم أثناء الجهد الحركي.
• يعمل هذا التدفق على ازالة استقطاب الاجزاء المحيطة به.
• يتكون الجهد الحركي على طول المحور دون توقف.

ب . في حالة المحور الميليني :

• يحدث تدفق للصوديوم فقط من خلال عقد (رانفير).
• يتكون الجهد الحركي دون توقف فقط من خلال عقد (رانفير) وبهذا نلاحظ قفز السيالة من عقدة إلى عقدة (الانتقال القفزي Saltatory Conduction).
• تنتشر أيونات الصوديوم من خلال المحور مسببة في احداث ازالة الاستقطاب في العقدة التي تليها (الشكل 3).

شكل 3: حركة السيالة العصبية من خلال الخلية العصبية وعقد (رانفير) الانتقالي القفزي.