جزیره دانش- دانش آموزان
مغز و هزاران سلول عصبی : شکل گیری پیام عصبی

حذف تصاویر و رنگ‌ها  | تاریخ ارسال: ۱۳۸۳/۶/۲۲ |  نویسنده: آقاي حسن سالاری | 

غشای پلاسمایی همه سلول‌ها به صورت مانعی در برابر جابه‌جایی یون‌ها عمل می‌کند. پروتئین ها و یون‌های فسفات معدنی که غشا آن‌ها را درون سلول نگه می‌دارد، بار منفی دارند. از این رو، درون سلول از بیرون آن منفی‌تر است. این بارهای منفی، یون‌های کوچک دارای بار مثبت را به درون سلول می‌کشانند. اما، از میان این نوع یون‌ها تنها K + می‌تواند به مقدار محسوسی از خلال غشا بگذرد. در نتیجه، غلظت K + درون سلول‌ها، بیشتر از مایع برون سلولی است. برعکس، غشا پلاسمایی نفوذپذیری بسیار اندکی به Na + دارد و غلظت Na + در مایع برون سلولی بیشتر از درون سلول است.

عمل پمپ K + / Na + نیز در ایجاد این اختلاف غلظت و با ر موثر است. این، پمپ به ازای هر دو یون پتاسیمی که وارد سلول می‌کند، سه یون از آن خارج می‌سازد. بنابراین، درون سلول در مقایسه با برون سلول منفی‌تر می‌شود.



یون های سدیم در داخل سلول به جایگاه خود در پمپ سدیم/پتاسیم متصل می‌شوند.

AWT IMAGE

شکل پمپ تغیر می‌کند و در نتیجه یون‌های سدیم به بیرون رانده می‌شوند.  یون‌های پتاسیم در خارج سلول به جایگاه خود در پمپ سدیم/پتاسیم متصل می‌شوند.

AWT IMAGE

یون‌های سدیم آزاد می‌شوند و  در همین زمان یون‌های پتاسیم به درون سلول انتقال می‌یابند.

AWT IMAGE

یون‌های پتاسیم آزاد می‌شوند و چرخه دیگری آغاز می‌شود.

AWT IMAGE

پتانسیل آرامش

همانطور که گفته شد، غشای سلول دو محیط سیتوپلاسم و مایع برون سلولی را از هم مجزا می‌سازد. این دو محیط از لحاظ غلظت و بار با هم تفاوت دارند؛ درون سلول منفی‌تر از بیرون آن است. تفاوت باری که بین دو محیط وجود دارد، اختلاف پتانسیل می‌نامند. چون این تفاوت بین دو سوی غشای سلول وجود دارد از آن با عنوان پتانسیل غشا یاد می‌شود. پتانسیل غشا در واحد ولت بیان می‌شود.

همه سلول‌های بدن، پتانسل غشا دارند. اما تنها سلول‌های عصبی و سلول‌های ماهیچه‌ای می‌توانند از این پتانسیل غشا برای ایجاد پیام عصبی بهره گیرند. وقتی نرون یا سلول ماهیچه‌ای در حالت استراحت است (پیام عصبی تولید نمی‌کند) پتانسیل غشا پتانسیل آرامش نامیده می‌شود. مقدار این پتانسیل در حدود 70- میلی ولت ( mV ) است. در این حالت درون سلول منفی‌تر از بیرون آن است. از این‌رو، گفته می‌شود سلول دروضعیت پلاریزه (دارای قطب؛ درون منفی و برون مثبت) است. توجه داشته باشید که در حالت پلاریزه، درون سلول یون‌های مثبت و برون سلول یون‌های منفی نیز وجود دارد، اما مقدار یون‌های مثبت در برون سلول بیشتر است.

اگر پتانسیل غشا در اثر محرکی افزایش یابد (برای مثال، به 35- یا 10+) گفته می‌شود سلول در وضعیت دپلاریزه (از دست دادن قطبیت) قراردارد. زیرا، در این حالت اختلاف پتانسیل درون و برون سلول کاهش می‌یابد. اگر محرک باعث کاهش پتانسیل غشا شود (برای مثال، تا 85- یا کمتر) گفته می‌شودسلول در حالت هایپرپلاریزه (قطبیت زیاد) قراردارد. زیرا، در این حالت بر اختلاف پتانسیل درون و برون سلول افزوده می‌شود.

پتانسیل عمل

از آنجا که دو لایه لپیدی غشا نسبت به بیشتر یون‌های نفوذپذیری بسیار اندکی دارد، آنها از طریق مجاری ویژه‌ای از خلال غشا می‌گذرند. این مجاری ماهیت پروتئینی دارند. نفوذ پذیری غشا به Na + ، K + و دیگر یون‌های معدنی به وسیله بخشی از این مجاری به نام دریچه تنظیم می‌شوند. دریچه‌های مجاری غشا در شرایط ویژه‌ای باز یا بسته می‌شوند. وقتی دریچه مجرایی بسته است، نفوذ پذیری غشا به آن یون پایین است و وقتی دریچه مجرایی باز می‌شود، نفوذ پذیی غشا به آن یون افزایش می‌یابد.

در غشای سلول عصبی دریچه‌های مجاری Na + و K + تحت تأثیر پتانسیل غشاء باز یا بسته می‌شوند. از این‌رو، این مجاری را با عنوان مجاری حساس به ولتاژ معرفی می‌کنند. در پتانسیل آرامش ( mV 70-) دریچه‌های مجاری Na + بسته است. از این رو، فقط مقدار بسیار اندکی Na + از این مجاری نشت می‌کند. در این حالت بعضی از مجاری K + باز هستند. بنابراین، سلول در حال استراحت به K + بیشتر از Na + نفوذپذیر است. وقتی سلول دپلاریزه می‌شود، تغییر ولتاژ به باز یا بسته شدن بعضی از دریچه‌ها می انجامد . در نتیجه غلظت یون‌ها ی درون و برون سلول‌ تغییر می‌کند.

AWT IMAGE

وقتی غلظت یون‌ها در دو طرف غشای سولو عصبی در تعادل است مجاری حساس به ولتاژ بسته اند.

AWT IMAGE

وقتی یون های اضافی تعادل را بر هم می‌زنند، مجاری حساس به ولتاژ باز می‌شوند و یون‌ها از خلال آنها عبور می‌کنند.

وقتی محرکی که باعث دِپلاریزه شدن غشای سلول عصبی می‌شود، بر آن اثر می‌گذارد، دریچه‌های مجاری Na + باز می‌شوند. در نتیجه، یون‌های سدیم به درون سلول سرازیر می‌شوند. به این ترتیب، پتانسیل غشا کاهش می‌یابد و سلول دپلاریزه می‌شود. دپلاریزه شدن سلول که در واقع نوعی تغییر ولتاژ است باعث باز شدن مجاری K + و خروج این یون از سلول می‌شود. وقتی که خروج یون‌های پتاسیم افزایش یافت، همگام با تغییر ولتاژ دریچه‌های مجاری Na + بسته می‌شوند. در نهایت بیشتر مجاری K + نیز بسته می‌شوند و فقط بعضی از آنها باز می‌مانند. به این ترتیب سلول دوباره به حالت آرامش خود باز می‌گردد. البته، پمپ Na + / K + نیز در این بازگشت موثر است. یکی از ویژگیهای این پمپ این است که هرگاه غلظت یون‌های سدیم درون سلول زیاد شود، سرعت فعالیت آن به شدت افزایش می‌یابد.

تغییر نفوذ پذیری غشاء به Na + و K + که باعث تغییر پتانسیل غشاء می‌شود، واقعه‌ای را می‌سازد که پتانسیل عمل یا تکانه عصبی نام دارد. به عبارت دیگر، پتانسیل عمل تغییر ولتاژ غشا است که تحت تاثیر محرک رخ می‌دهد.

AWT IMAGE

پتانسیل عمل با ورود سدیم به سلول عصبی و خروج پتاسیم از آن شکل می‌گیرد. ورود سدیم به دپلاریزه شدن و خروج پتاسیم به پلاریزه شدن مجدد می‌انجامد.
& nbsp;

به خاطر داشته باشید که انتقال اطلاعات بین بخش‌های مختلف دستگاه عصبی از طریق پتانسیل عمل انجام می‌شود. مغز صدا، تصویر، مزه یا بو دریافت نمی‌کند، بلکه پتانسیل عمل‌هایی را دریافت می‌کند که از گیرنده‌های حسی ویژه صدا، تصویر، مزه یا بو منشاء می‌گیرند، در طول اعصاب حسی جا به جا می‌شوند و به مراکز پردازش ویژه خود در مغز برسند.

پتانسیل آرامش

Resting potential

دپلاریزه

Depolarization

هایپرپلاریزه

Hyperpolarization

پتانسیل غشاء

Membrane potentiol

پتانسیل عمل

Action potentiol

مجرا

Channel

دریچه

Gate

تکانه عصبی

Nerve impulse

مجرای حساس به ولتاژ

Voltgae gated channel

بازگشت به مقاله اصلی

نشانی مطلب در وبگاه جزیره دانش:
http://jazirehdanesh.com/find.php?item=1.210.25.fa
برگشت به اصل مطلب