ما هو الاستقطاب العصبي وكيف يعمل؟

يعتمد أداء نظامنا العصبي ، الذي يتم فيه تضمين الدماغ ، على نقل المعلومات. هذا ناقل الحركة الكهروكيميائي ، ويعتمد على توليد نبضات كهربائية تُعرف باسم إمكانات الحركة ، والتي تنتقل عبر الخلايا العصبية بأقصى سرعة. يعتمد توليد البقول على دخول وخروج أيونات ومواد مختلفة داخل غشاء العصبونات.

وبالتالي ، فإن هذا الإدخال والإخراج يتسبب في اختلاف الظروف والشحنة الكهربائية التي يجب أن تتباينها الخلية عادة ، مما يؤدي إلى بدء عملية تتوج بانبعاث الرسالة.. إحدى الخطوات التي تسمح بها عملية نقل المعلومات هذه هي إزالة الاستقطاب. هذا الاستقطاب هو الخطوة الأولى في توليد إمكانات العمل ، أي انبعاث رسالة.

من أجل فهم الاستقطاب ، من الضروري مراعاة حالة الخلايا العصبية في الظروف السابقة لذلك ، أي عندما تكون الخلية العصبية في حالة راحة. في هذه المرحلة ، عندما تبدأ آلية الأحداث ، ستنتهي بظهور نبضة كهربائية تنتقل بالخلايا العصبية إلى أن تصل إلى وجهتها ، وهي المناطق المتاخمة للفضاء المتشابك ، لتنتهي في النهاية بتوليد نبضات عصبية أخرى أو لا في نبضات أخرى من خلال استقطاب آخر.

عندما لا يعمل الخلايا العصبية: حالة الراحة

الدماغ البشري يعمل باستمرار طوال حياته. حتى أثناء النوم ، لا يتوقف نشاط الدماغ, ببساطة يتم تقليل نشاط مواقع معينة في الدماغ إلى حد كبير. ومع ذلك ، فإن الخلايا العصبية لا تنبعث دائمًا نبضات كهربية حيوية ، ولكنها في حالة راحة تنتهي بالتغيير لتوليد رسالة.

في ظل الظروف العادية, في حالة الراحة ، يكون لغشاء الخلايا العصبية شحنة كهربائية محددة تبلغ -70 مللي فولت, بسبب وجود الأنيونات أو أيونات سالبة الشحنة داخله ، بالإضافة إلى البوتاسيوم (رغم أن هذا له شحنة موجبة). لكن, السطح الخارجي له شحنة أكثر إيجابية بسبب زيادة وجود الصوديوم, موجبة الشحنة ، مع الكلور سالبة الشحنة. تتم المحافظة على هذه الحالة بسبب نفاذية الغشاء ، والتي يمكن نقلها بسهولة إلى البوتاسيوم.

على الرغم من أن قوة الانتشار (أو ميل المائع يتم توزيعه بالتساوي من خلال موازنة تركيزه) والضغط الإلكتروستاتيكي أو الجذب بين أيونات الشحنة المقابلة ، ينبغي معادلة الوسط الداخلي والخارجي ، وهذا النفاذية يجعل من الصعب للغاية, كونه مدخل أيونات إيجابية تدريجي جدا ومحدودة.

أيضا, الخلايا العصبية لديها آلية تمنع التوازن الكهروكيميائي من التغيير ، ما يسمى مضخة الصوديوم والبوتاسيوم, التي تطرد بانتظام ثلاثة أيونات الصوديوم من الداخل للسماح بدخول اثنين من البوتاسيوم من الخارج. وبهذه الطريقة ، يتم طرد أيونات أكثر إيجابية من التي يمكن أن تدخل ، مما يجعل الشحنة الكهربائية الداخلية مستقرة.

ومع ذلك ، سوف تتغير هذه الظروف عند نقل المعلومات إلى الخلايا العصبية الأخرى ، وهو التغيير الذي ، كما ذكرنا ، يبدأ بالظاهرة المعروفة باسم إزالة الاستقطاب..

الاستقطاب

الاستقطاب هو جزء من العملية التي تبدأ إمكانات العمل. وبعبارة أخرى ، هو جزء من العملية التي تسببت في إصدار إشارة كهربائية ، والتي سوف تنتهي في السفر عبر الخلايا العصبية لتتسبب في نقل المعلومات من خلال الجهاز العصبي. في الواقع ، إذا كان علينا أن نقصر كل نشاط عقلي على حدث واحد ، فإن الاستقطاب سيكون مرشحًا جيدًا لشغل هذا المنصب ، لأنه بدونه لا يوجد نشاط عصبي وبالتالي لن نكون قادرين على إبقاء أنفسنا على قيد الحياة.

الظاهرة نفسها التي يشير إليها هذا المفهوم هي زيادة كبيرة مفاجئة في الشحنة الكهربائية داخل الغشاء العصبي. هذه الزيادة ترجع إلى ثابت أيونات الصوديوم الموجبة الشحنة داخل غشاء الخلايا العصبية. من اللحظة التي تحدث فيها هذه المرحلة من الاستقطاب ، فإن ما يلي هو تفاعل متسلسل بفضل ظهور نبضة كهربائية تنتقل عبر الخلايا العصبية وتنتقل إلى منطقة بعيدة عن المكان الذي بدأت فيه ، تعبر عن تأثيرها. في محطة العصب تقع بجانب الفضاء متشابك ويموت.

دور مضخات الصوديوم والبوتاسيوم

تبدأ العملية في محور العصبونات ، المنطقة التي تقع فيها كمية كبيرة من مستقبلات الصوديوم الحساسة للجهد. على الرغم من أنها عادة ما تكون مغلقة ، في حالة راحة ، إذا كان هناك تحفيز كهربائي يتجاوز عتبة معينة من الإثارة (عند الانتقال من -70mV إلى ما بين -65mV و -40mV) ، فإن المستقبلات تبدأ في الفتح.

نظرًا لأن الجزء الداخلي من الغشاء سالب جدًا ، فسيتم جذب أيونات الصوديوم الإيجابية جدًا بسبب الضغط الكهروستاتيكي ، الذي يدخل بكميات كبيرة. في نفس الوقت, مضخة الصوديوم / البوتاسيوم غير نشطة ، لذلك لا يتم إزالة أيونات موجبة.

مع مرور الوقت ، عندما يصبح باطن الخلية إيجابيًا بشكل متزايد ، يتم فتح قنوات أخرى ، وهذه المرة من البوتاسيوم ، الذي له أيضًا شحنة موجبة. بسبب التنافر بين الشحنات الكهربائية من نفس الإشارة ، ينتهي البوتاسيوم بالخروج إلى الخارج. بهذه الطريقة ، يتم إبطاء الزيادة في الشحن الموجب, حتى الوصول إلى أقصى + 40mV داخل الخلية.

في هذه المرحلة ، تنتهي القنوات التي بدأت هذه العملية ، وقنوات الصوديوم ، بالإغلاق ، وبذلك ينتهي الاستقطاب. بالإضافة إلى ذلك ، لبعض الوقت ستبقى غير نشطة ، وتجنب الاستقطاب الجديد. سيكون التغيير في القطبية المنتجة يسير على طول محور عصبي ، في شكل عمل محتمل, لنقل المعلومات إلى الخلايا العصبية القادمة.

و بعد?

الاستقطاب ينتهي في الوقت الذي تتوقف فيه أيونات الصوديوم عن الدخول ، وأخيرا يتم إغلاق قنوات هذا العنصر. ومع ذلك ، فإن قنوات البوتاسيوم التي فتحت بسبب هروب هذه القناة من الشحنة الإيجابية القادمة لا تزال مفتوحة ، وطرد البوتاسيوم بطريقة مستمرة..

وبالتالي ، مع مرور الوقت سوف ينتج عنه عودة إلى الحالة الأصلية ، مع إعادة الاستقطاب ، وحتى سوف تصل إلى نقطة تعرف باسم فرط الاستقطاب حيث ، بسبب الإنتاج المستمر للصوديوم ، سيكون الحمل أقل من حالة الراحة ، مما سيؤدي إلى إغلاق قنوات البوتاسيوم وإعادة تنشيط مضخة الصوديوم / البوتاسيوم. بمجرد الانتهاء من ذلك ، سيكون الغشاء جاهزًا للبدء من جديد في العملية بأكملها.

إنه نظام إعادة ضبط يسمح لك بالعودة إلى الموقف الأولي على الرغم من التغييرات التي مر بها العصبون (وبيئته الخارجية) أثناء عملية إزالة الاستقطاب. من ناحية أخرى ، يحدث كل هذا بسرعة كبيرة ، من أجل الاستجابة للحاجة إلى عمل الجهاز العصبي.

المراجع الببليوغرافية:

• Gil، R. (2002). علم النفس العصبي. برشلونة ، ماسون.

• غوميز ، م. (2012). علم النفس. دليل إعداد CEDE PIR.12. سيد: مدريد.

• غيتون ، سي. & هول ، جيه إي (2012) معاهدة علم وظائف الأعضاء الطبية. الطبعة الثانية عشرة. مكجرو هيل.

• كاندل ، إ. شوارتز ، جيه. & جيسيل ، ت. (2001). مبادئ علم الأعصاب. مدريد. مكجرو هيل.