پتانسیل عمل (نورون ها)

غشاء خارجی نورون ها از ذراتی با ساختار چربی تشکیل شده.

در مطلب قبل با پتانسیل آرامش و نفوذ پذیری غشای نورون آشنا شدید، حال در این جا پتانسل عمل و انتقال پتانسیل و ... را مورد بررسی قرار می دهیم.

پتانسل عمل عبارت است از تغییر ناگهانی و شدید اختلاف پتانسیل بین دو سوی غشا. طی پتانسیل عمل، پتانسیل داخل غشا نسبت به خارج آن ناگهان مثبت تر می شود و بلافاصله به حالت اول خود بر می گردد. در نتیجه پتانسیل عمل، دارای دو مرحله می باشد:

 مثبت تر شدن درون غشا نسبت به بیرون

 بازگشت به حالت آرامش

مثبت تر شدن درون غشا نسبت به بیرون را اینگونه توضیح می دهند:

 در ایجاد پتانسیل عمل نیز یون های ⁺Na و ⁺K نقش مهمی را به عهده دارند.

 در غشای نورون، پروتئین های مخصوصی به نام کانال های دریچه دار وجود دارند.

 کانال های دریچه دار با باز و بسته شدن خود، ورود و خروج یون ها را به درون سلول کنترل می کنند.

 باز و بسته شدن این نوع کانال ها به ولتاژ بستگی دارد.

 در ایجاد پتانسیل عمل، دو نوع کانال دریچه دار دخالت می کنند که عبارت اند از:

کانال دریچه دار سدیم که عبور یون های سدیم را کنترل می کند.

کانال دریچه دار پتاسیم که عبور یون های پتاسیم را کنترل می کند.

 کانال های دریچه دار سدیم و پتاسیم در حالت آرامش، هر دو بسته می باشند.

زمانی که محرکی بر نورون اثر می کند، در نقطه اثر محرک، کانال های دریچه دار سدیم باز می شوند و ورود ناگهانی یون های سدیم به داخل سلول رخ می دهد. به این ترتیب داخل سلول مثبت تر می شود به طوری که پتانسیل آن از   -65mV  به +40mV می رسد.

نکته: پس پتانسیل عمل در هر زمان در یک نقطه از نورون اتفاق می افتد و هیچ وقت به صورت همزمان در کل نورون پتانسیل عمل نخواهیم داشت.

انواع پروتئین های غشایی نورون

نکته: پمپ سدیم همیشه فعال می باشد و تنها ممکن است، فعالیتش کم و یا زیاد بشود.

بازگشت به حالت آرامش

وقتی پتانسیل به +40mV   رسید، کانال های دریچه دار سدیم بسته و کانال های دریچه دار پتاسیم باز می شوند. در پی باز شدن این کانال ها، یون های پتاسیم از سلول خارج می شوند. به این ترتیب، اختلاف پتانسیل داخل سلول نسبت به خارج آن ذئباره منفی تر می شود، به طوری که پتانسیل از +40mV دوباره به -65mV  کاهش می یابد.

بعد از پایان پتانسیل عمل، فعالیت بیشتر پمپ سدیم – پتاسیم، غلظت یون های Na⁺  و K⁺  را دوباره به حالت اولیه بر می گرداند و پتانسیل را در -65mV  ثابت نگه می دارد.

هدایت پتانسیل عمل

پتانسیل عمل، بعد از تولید در یک نقطه از سلول عصبی، در نقاط مجاور هم ایجاد می شود و نقطه به نقطه در طول تار عصبی سیر می کند. جهت سیر پتانسیل عمل، همواره از دندریت به جسم سلولی و از جسم سلولی به آکسون است. چانچه می دانید، پیام عصبی در واقع همان جریان پتانسیل عمل می باشد.

 اگر تار عصبی میلین نداشته باشد، تار عصبی ایجاد شده در یک نقطه، نقطه مجاور خود را به تولید پتانسیل عمل تحریک می کند. در تارهای عصبی میلین، پتانسیل عمل در یک گره رانویه، در گره رانویه مجاور نیز پتانسیل عمل ایجاد می کند و بنابر این پتانسیل عمل از یک گره به گره دیگر، به گونه ای جهش وار سیر می کند. بنابراین سرعت سیر پتانسیل عمل در تارهای میلینی به مراتب بیشتر است. اندازه گیری ها نشان می دهند که سرعت سیر پتانسیل عمل در تارهای بدون میلین حدود 1m/s   اما در تارهای میلینی تا حدود 100m/s می باشد.

وقتی جریان عصبی به پایه آکسون نورون پیش سیناپسی می رسد، باید فضای سیناپسی را طی کند و به سلول پس سیناپسی منتقل شود. انتقال پیام عصبی از نورون پیش سیناپسی به سلول پس سیناپسی با آزاد شدن ماده ای که انتقال دهنده عصبی نام داردف انجام می شود. انتقال دهنده های عصبی انواع گوناگونی دارند مثلا یکی از انتقال دهنده های اصلی استیل کولین می باشد.

استیل کولین

استیل کولین انتقال دهنده عصبی بین اعصاب حرکتی و عضلات مخطط است و در بسیاری از سیناپس های بین نورون ها در مغز و دستگاه عصبی خود مختار نیز عمل می کند.

نکته: انتهای پایانه های آکسون کمی قطور و دارای کیسه های ترشحی هستند. درون این کیسه ها تعداد زیادی میتوکندری وجود دارند. وجود این میتوکندری ها فعالیت زیستی شدید بخش انتهایی آکسون را نشان می دهد.

اگر انتقال دهنده عصبی در فضای سیناپس بماند چه اتفاقی می افتد؟ همچین اتفاقی نمی افتد مثلا استیل کولین در سیناپس  فقط مدت کوتاهی اثر می کند زیرا به وسیله آنزیمی تجزیه شده و بی اثر می شود.

انتقال دهنده های عصبی پس از رسیدن به نورون پس سیناپسی، سبب تغییر پتانسیل الکتریکی آن می شوند. این تغییر ممکن است در جهت فعال کردن یا مهار کردن نورون پس سیناپسی باشد. ادامه دارد ...

منبع:http://www.konkooracademy.com

مرکز یادگیری سایت تبیان، مرجان سلیمانیان