سيال عصبي

السيال العصبي أو النبض العصبي (Nerve Impulse)‏ هو الرسائل التي تنقلها الأعصاب من أعضاء الحس (أجهزة الاستقبال) إلى الجهازالعصبى المركزي ومن الجهاز المركزي إلى أعضاء الاستجابة.^[1][2]. وتتم عملية النقل إما بواسطة كهربائية (انظر جهد الفعل) أو عن طريق التفاعلات الكيماوية بين الأعصاب، تقدر سرعة السيال العصبي في الأعصاب بـ 120 متراً بالثانية أي ما يعادل 432 كم في الساعة.

يتكون الجهاز العصبي من خلايا منفردة، تتعاون معاً لإنجاز وظائف معقدة، وتدعى هذه الخلايا العصبونات. إن السيال العصبي هو اللغة الوحيدة التي تتفاهم بها العصبونات والشكل الذي تترجم إليه أنواع المؤثرات جميعها التي تؤثر في الجسم، ينتقل السيال من خلية عصبية لأخرى من خلال الروابط الفجوية والتي هي عبارة عن قنوات دقيقة تسمح بسريان التيار من خلالها مباشرة وتكون هذه الطريقة أسرع مقارنة بالانتقال عبر التشابك الكيمياوي.

نقل السيال العصبي

نقل السيال العصبي ظاهرة كهربائية ذات طبيعة كيميائية تمر خلالها الخلية العصبية بأربع حالات هي:- 1- الخلية العصبية في وضع الراحة. 2- التغيرات التي تحدث عند تنبيه الخلية العصبية. 3- كيفية انتقال السيال العصبى خلال الألياف العصبية. 4- كيف تعود الخلية العصبية أو الليفة العصبية إلى حالتها الأصلية.

في وقت الراحة يكون سطح الخلية الخارجي موجبا والداخلي سالبا هذه الحالة تعرف بالاستقطاب تنتج حالة الاستقطاب نتيجة لثلاثة أسباب هي:- 1- النفاذية الاختيارية للغشاء العصبي. 2- التوزيع غير المتكافئ للايونات داخل وخارج الخلية العصبية. 3. مضخات الصوديوم والبوتاسيوم.

النفاذية الاختيارية للغشاء العصبي

1- النفاذية الاختيارية غير المتساوية لايونات الصوديوم والبوتاسيوم : فالغشاء العصبى أثناء الراحة أكثر نفاذية لايونات البوتاسيوم إلى الوسط الخارجي 40 مرة عن ايونات الصوديوم للداخل وتستقر ايونات البوتاسيوم على سطح الخارجي للخلية مكسبه إياه شحنه موجبة.

التوزيع غير المتكافئ للأيونات داخل وخارج الخلية

عند دراسة تركيز الايونات داخل وخارج الخلية العصبية وجد أن هناك اختلاف في تركيز الايونات خارج وداخل الخلية حيث أن تركيز ايونات الصوديوم Na + خارج الخلية أكثر من تركيزه داخل الخلية بنسبة 15:10 مرة، وتركيز ايونات K+ داخل الخلية أكثر ثلاثون مرة عن تركيز في السائل المحيط بالخلية.

وكذلك تركيز الايونات السالبة داخل الخلية العصبية مثل ايونات الكلور –C l والبروتينات المتأينة ذات الأوزان الجزيئية العالية والتي تحمل شحنات سالبة بتركيز على الناحية الداخلية للغشاء العصبى أعلى بكثير من تركيزها خارج الخلية العصبية حيث أن كمية الايونات السالبة داخل الخلية العصبية تعادل كل الشحنات الموجبة وتتفوق عليها. وهذا التوزيع غير المتكافئ للايونات داخل وخارج الخلية العصبية ينشأ عنه فرق جهد يسمى فرق الجهد التأثيرى.

فرق الجهد التأثيري

هو فرق الجهد بين سطح الخلية العصبية الخارجى الموجب والداخلى السالب الناتج عن التوزيع غير المتكافئ للايونات داخل وخارج الخلية العصبية عند الاستقطاب ويساوى في وقت الراحة(- 70 مللى فولت).

مضخات الصوديوم والبوتاسيوم

تعمل مضخات الصوديوم والبوتاسيوم على المحافظة على الثبات النسبي لهذا التوزيع حتى حدوث التنبيه ومرور السيال وعلى هذا تتراكم ايونات البوتاسيوم الموجبة خارج الغشاء أثناء الراحة تاركة البروتينات السالبة (والتى لاتستطيع عبور الغشاء لكبر حجمها) في الناحية الداخلية منه وكذلك ايونات الكلور – Cl. ولا تتأثر الخلية الا إذا كان المؤثر كاف لاثارتها.

تحدث تغيرات في نفاذية غشاء الخلية مما يؤدى إلى اندفاع ايونات الصوديوم بكميات كبيرة إلى داخل الخلية وتندفع كميات من ايونات البوتاسيوم خارجها وذلك عن طريق ممرات أو قنوات في غشاء الخلية.

كمية الشحنات الموجبة التي تدخل الخلية تكفى لمعادلة كل الايونات السالبة ويصبح داخل الخلية موجب وخارج الخلية سالب الشحنة ( عكس ما كان علية وقت الراحة) يطلق على هذه الحالة إزالة الاستقطاب ويصبح فرق الجهد حوالى +40 مللى فولت.

يعمل إزالة الاستقطاب كمنبه للمنطقة المجاورة من العصب فيحدث فيها تغيرات تشبة تماما التي ذكرت عند تنبية الخلية العصبية لأول مرة أي ان السيال العصبى ينتقل على هيئة موجات من ازالة الاستقطاب ثم عودته ثم ازالته وهكذا على طول الليفية العصبية.

- بمجرد ان يزول تأثير المنبه يعود الغشاء العصبى أكثر نفاذية لايونات البوتاسيوم إلى للخارج عن ايونات الصوديوم للداخل40 مرة أي يفقد الغشاء نفاذيتة لايونات الصوديوم وتزيد نفاذيتة لايونات البوتاسيوم ويعود الغشاء لنفاذيتة السابقة قبل التنبيه (أي وقت الراحة).

- يعود التوزيع الأيوني غير المتكافئ على جانبي الغشاء إلى ما كانت عليه وقت الراحة أي عودة الاستقطاب هذا وتدعى ظاهرة اللاستقطاب (زوال الاستقطاب) من 70 مللى فولت إلى 40 مللي فولت ومن ثم العودة إلى 70 مللي فولت بجهد الفعالية.

جهد الفاعلية

هو جهد غشاء الخلية العصبية الناتج عن حدوث الاستقطاب(-70 مللي فولت) ثم زوال الاستقطاب(+40 مللي فولت) ثم عودة الاستقطاب (من -70 مللي فولت إلى +40 مللي فولت) = 110 مللي فولت.

ويعتبر جهد الفعالية المتنقل بسرعة في الليفة العصبية الحافز أو السيال العصبي.

فترة الامتناع او الجموح

هي فترة زمنية قصيرة لا يستجيب فيها العصب لأي مؤثر مهما كانت قوته وتترواح بين (0.001 إلى 0.003 من الثانية) بعد إثارة العصب. وفى هذه الفترة يستعيد الغشاء الخلوي خواصه الفسيولوجية ليمكنه نقل سيال عصبي جديد.

سرعة السيال العصبي

تعتمد سرعة السيال العصبى من مكان لأخر على قطر الليفة العصبية حيث لوحظ ان الالياف العصبية كبيرة القطر (مغلفة بالميلانين) مثل الألياف العصبية النخاعية تنقل السيالات العصبية بسرعة كبيرة حوالي 140 متر/ ثانية والألياف العصبية الرفيعة(غير المغلفة بالميلانين) تنقل السيالات العصبية بسرعة 12متر/ ثانية.

انواع التشابك العصبي

1- تشابك عصبي بين خليتين عصبيتين.

2- تشابك عصبي بين خلية عصبية وليفة عضلية.

3- تشابك عصبي بين خلية عصبية وخلايا غدية.

تركيب التشابك العصبي

تنتهي التفرعات النهائية للمحور بانتفاخات تعرف بالأزرار وتقع هذه الانتفاخات قريبة جدا من التفرعات الشجيرية للخلية العصبية التالية ويوجد بين هذه الانتفاخات والتفرعات الشجيرية للخلية العصبية المجاورة شق يسمى شق التشابك (شق التشابك: هو الشق المحصور بين الغشاء قبل التشابكى والغشاء بعد التشابكى).

ويحتوى الجزء المنتفخ على أكياس صغيرة تسمى حويصلات تشابكية تحوى بداخلها مواد كيميائية تسمى الناقلات الكيميائية مثل الاستيل كولين والنور ادرينالين وهذه المواد لها دور كبير في نقل السيال العصبى.

خطوات نقل السيال العصبي

1- عند وصول السيال العصبى إلى الانتفاخات العصبية (الأزرار) تعمل مضخة الكالسيوم الموجودة في غشاء الخلية على إدخال ايونات الكالسيوم داخل الخلية فتسبب انفجار عدد كبير من الحويصلات العصبية فيتحرر منها الناقلات الكيميائية.

2- تسبح الناقلات الكيميائية عبر الشق التشابكى حتى تصل إلى الزوائد الشجيرية للخلية العصبية المجاورة.

3- عند وصول الناقلات الكيميائية إلى المستقبلات التي توجد على أغشية الزوائد الشجيرية تعمل على إثارة تلك الأغشية في نقطة الاتصال وتغير من نفاذية تلك الأغشية لايونات الصوديوم والبوتاسيوم لإزالة استقطابها ويخلق ذلك سيالا عصبيا يعبر جسم الخلية العصبية ثم محورها إلى الخلية عصبية جديدة. 4- يعمل انزيم الكولين استيريز على تحطيم الاستيل كولين بعد عبوره إلى الزوائد الشجيرية كي يتوقف عمله ويعود الغشاء إلى حالته أثناء الراحة.

مواضيع مرتبطة

• خلية عصبية مرآتية
• جهاز عصبي
• عصب
• كمون الفعل
• عصبون

موسوعات ذات صلة :

• موسوعة علم الأحياء
• موسوعة علوم عصبية

المراجع

المصادر

1- مرجع Guyton - السيال العصبي في العضلات والأعصاب. 2- مرجع Costanzo .