شارك:
هيكل المشبك العصبي ، أنواع وكيف يعمل
ال المشبك العصبي يتكون من اتحاد الأزرار الطرفية من اثنين من الخلايا العصبية بهدف نقل المعلومات. كلمة المشبك تأتي من اليونانية sunaptein, وهو ما يعني "لجمع".
عند المشابك ، ترسل الخلية العصبية الرسالة ، بينما يستلمها جزء آخر. وبالتالي ، يحدث الاتصال عادة في اتجاه واحد: من الزر الطرفي لخلية أو خلية واحدة إلى غشاء الخلية الأخرى. على الرغم من أنه صحيح أن هناك بعض الاستثناءات.
كل خلية عصبية واحدة تتلقى معلومات من الأزرار الطرفية للخلايا العصبية الأخرى. وبدورها ، تتشابك الأزرار الطرفية للأخير مع الخلايا العصبية الأخرى.
يتم تعريف الزر الطرفي بأنه سماكة صغيرة في نهاية محور عصبي ، والذي يرسل معلومات عند المشبك. في حين أن محور عصبي هو عبارة عن "كبل" ممدود ورقيق ينقل الرسائل من نواة الخلية العصبية إلى زرها الطرفي.
يمكن لخلية عصبية واحدة أن تتلقى معلومات من مئات الخلايا العصبية ، ويمكن لكل منها إنشاء عدد كبير من نقاط الاشتباك العصبي معها.
يمكن أن تتشابك الأزرار الطرفية للخلايا العصبية مع غشاء السوما أو التشعبات.
يحتوي سوما أو جسم الخلية على نواة الخلايا العصبية. لديها آليات تجعل من الممكن الحفاظ على الخلية. في المقابل ، التشعبات هي فروع للخلية تشبه الشجرة التي تبدأ من سوما.
عندما تنتقل إمكانية الفعل عبر محور عصبي ، تطلق الأزرار الطرفية المواد الكيميائية. يمكن أن يكون لهذه المواد تأثيرات مثيرة أو مثبطة على الخلايا العصبية التي ترتبط بها. في نهاية العملية برمتها ، تؤدي تأثيرات هذه المشابك العصبية إلى سلوكنا.
العمل المحتمل هو نتاج عمليات الاتصال داخل الخلايا العصبية. في ذلك هناك مجموعة من التعديلات في غشاء محور عصبي التي تسبب إطلاق المواد الكيميائية أو الناقلات العصبية.
تبادل الخلايا العصبية الناقلات العصبية في نقاط الاشتباك العصبي الخاصة بهم كوسيلة لإرسال المعلومات إلى بعضهم البعض.
نقاط الاشتباك العصبي مثيرة
مثال على التشابكات العصبية المثيرة هو رد الفعل الانسحاب عندما نحرق. ستكتشف الخلايا العصبية الحسية الأجسام الساخنة ، لأنها ستحفز التشعبات.
سترسل هذه الخلية العصبية رسائل من خلال محورها إلى أزرارها الطرفية الموجودة في الحبل الشوكي. سوف تطلق الأزرار الطرفية للخلية العصبية الحسية مواد كيميائية تعرف باسم الناقلات العصبية التي تثير العصبونات التي تتشابك فيها.
على وجه الخصوص ، إلى interneuron (الذي يتوسط بين الخلايا العصبية الحسية والحركية). هذا من شأنه أن يسبب interneuron لإرسال المعلومات على طول محور عصبي لها. في المقابل ، تفرز الأزرار الطرفية لعالم النقل الداخلي الناقلات العصبية التي تثير الخلايا العصبية الحركية.
من شأن هذا النوع من الخلايا العصبية أن يرسل رسائل على طول محوره ، والذي يجمع العصب للوصول إلى العضلات المستهدفة. بمجرد تحرير النواقل العصبية بواسطة الأزرار الطرفية للخلية العصبية الحركية ، تتقلص خلايا العضلات للابتعاد عن الجسم الساخن.
مثبطات المشابك
هذا النوع من المشبك هو أكثر تعقيدا إلى حد ما. سيتم تقديمه في المثال التالي: تخيل أنك تأخذ صينية ساخنة جدًا من الفرن. أنت ترتدي قفازات حتى لا تحرق نفسك ، لكنها رقيقة وتبدأ الحرارة في تجاوزها. بدلاً من إلقاء الدرج على الأرض ، حاول أن تدعم الحرارة قليلاً حتى تتركها على السطح.
رد فعل الانسحاب من كائن حي لدينا قبل حافز مؤلم من شأنه أن يجعلنا الافراج عن الكائن ، على الرغم من ذلك ، فقد سيطرنا على هذا الدافع. كيف تحدث هذه الظاهرة?
يُنظر إلى الحرارة القادمة من الدرج ، مما يزيد من نشاط المشابك العصبية المثيرة على الخلايا العصبية الحركية (كما هو موضح في القسم السابق). ومع ذلك ، فإن هذا الإثارة يتصدى للتثبيط الذي يأتي من بنية أخرى: دماغنا.
يرسل هذا معلومات تشير إلى أننا إذا أسقطنا الدرج ، فقد تكون كارثة كاملة. لذلك ، يتم إرسال الرسائل إلى الحبل الشوكي التي تمنع رد الفعل الانسحاب.
لهذا ، يصل محور عصبي من الدماغ إلى الحبل الشوكي ، حيث تتشابك الأزرار الطرفية مع interneuron المثبطة. هذا يفرز الناقل العصبي المثبط الذي يقلل من نشاط الخلايا العصبية الحركية ، ومنع رد الفعل الانسحاب.
من المهم أن نلاحظ أن هذه مجرد أمثلة. العمليات أكثر تعقيدًا (خاصة تلك المثبطة) ، حيث تضم الآلاف من الخلايا العصبية المتورطة فيها.
العمل المحتملة
من أجل أن يكون هناك تبادل للمعلومات بين عصبتين أو مشابك عصبية ، أولاً ، يجب أن يكون هناك احتمال للعمل.
تحدث هذه الظاهرة في الخلايا العصبية التي ترسل الإشارات. غشاء هذه الخلية لديه شحنة كهربائية. في الواقع ، فإن أغشية جميع الخلايا في جسمنا لديها شحنة كهربائية ، ولكن المحاور فقط يمكن أن تسبب إمكانات العمل.
ويسمى الفرق بين الإمكانات الكهربائية داخل الخلايا العصبية وخارجها ، إمكانات الغشاء.
يتم التوسط في هذه التغيرات الكهربائية بين داخل وخارج الخلية العصبية بتركيزات الأيونات الموجودة ، مثل الصوديوم والبوتاسيوم.
عندما يحدث انقلاب سريع للغاية في غشاء محتمل ، يتم إنتاج جهد فعلي. وهو يتألف من دفعة كهربائية موجزة ، يقودها محور عصبي من سوما أو نواة الخلايا العصبية إلى الأزرار الطرفية.
يجب أن يضاف أن احتمال الغشاء يجب أن يتجاوز عتبة معينة من الإثارة لاحتمال حدوث العمل. يتم ترجمة هذا الدافع الكهربائي إلى إشارات كيميائية يتم إطلاقها من خلال الزر الطرفي.
هيكل المشبك العصبي
تتواصل الخلايا العصبية من خلال المشابك ، ويتم نقل الرسائل من خلال إطلاق الناقلات العصبية.
تنتشر هذه المواد الكيميائية في الفضاء السائل بين الأزرار الطرفية والأغشية التي تنشئ المشابك.
تسمى الخلايا العصبية التي تطلق الناقلات العصبية من خلال زرها الطرفي بالخلية العصبية قبل المشبكية. في حين أن الشخص الذي يتلقى المعلومات هو الخلايا العصبية بعد المشبكي.
عندما يلتقط الأخير الناقلات العصبية ، يتم إنتاج الإمكانات التشابكية المزعومة. وهذا هو ، فهي تغييرات في إمكانات الغشاء من الخلايا العصبية بعد المشبكي.
للتواصل ، يجب على الخلايا أن تفرز المواد الكيميائية (الناقلات العصبية) التي يتم اكتشافها بواسطة مستقبلات متخصصة. تتكون هذه المستقبلات من جزيئات البروتين المتخصصة.
يتم تمييز هذه الظواهر ببساطة عن طريق المسافة بين الخلايا العصبية التي تطلق المادة والمستقبلات التي تلتقطها.
وبالتالي ، يتم إطلاق الناقلات العصبية بواسطة الأزرار الطرفية للخلية العصبية قبل المشبكية ويتم اكتشافها من خلال مستقبلات موجودة في غشاء العصبون بعد المشبكي. يجب أن يكون كل من الخلايا العصبية تقع من مسافة قريبة لهذا النقل أن يحدث.
ومع ذلك ، خلافًا لما يمكن التفكير فيه ، فإن الخلايا العصبية التي تصنع المشابك الكيميائية لا تتحد جسديًا. في الواقع ، يوجد بينهما مساحة تُعرف بالفضاء المتشابك أو المشقوق المتشابك.
يبدو أن هذه المساحة تختلف من مشبك إلى آخر ، ولكنها عمومًا بعرض حوالي 20 نانومتر. هناك شبكة من خيوط في الشق المشابك التي تحافظ على الخلايا العصبية قبل وبعد المشبك محاذاة.
العصبي
النقل العصبي أو النقل المتشابك هو التواصل بين عصبونين بسبب تبادل المواد الكيميائية أو الإشارات الكهربائية من خلال المشابك.
المشابك الكهربائية
في نفوسهم هناك النقل العصبي الكهربائي. ترتبط جسديا الخلايا العصبية من خلال هياكل البروتين المعروفة باسم "الوصلات الفجوة" أو الاتحاد في شق.
تسمح هذه الهياكل للتغيرات في الخواص الكهربائية لأحد الخلايا العصبية بالتأثير المباشر على الآخر والعكس صحيح. وبهذه الطريقة ، فإن الخلايا العصبية اثنين تتصرف كما لو كانت واحدة.
المشابك الكيميائية
في هذه يحدث النقل العصبي الكيميائي. يتم فصل الخلايا العصبية قبل وبعد المشبك عن طريق الفضاء متشابك. من المحتمل أن تؤدي الحركة المحتملة في العصبون قبل المشبكي إلى إطلاق نواقل عصبية.
هذه تصل إلى شق متشابك ، لتكون متاحة لممارسة آثارها على الخلايا العصبية بعد المشبكي.
المواد الصادرة في المشبك العصبي
أثناء الاتصال العصبي ، لا يتم إطلاق الناقلات العصبية فقط مثل السيروتونين ، الأسيتيل كولين ، الدوبامين ، النورادرينالين ، إلخ. يمكن أيضًا إطلاق مواد كيميائية أخرى ، مثل مضادات الأورام العصبية.
وتسمى هذه لأنها لأنها تعدل نشاط العديد من الخلايا العصبية في منطقة معينة من الدماغ. يفصلون في كمية أكبر ويسافرون مسافات أطول ، وينتشرون على نطاق أوسع من أجهزة الإرسال العصبية.
نوع آخر من المواد هي الهرمونات. يتم إطلاقها بواسطة خلايا الغدد الصماء ، والتي تقع في أجزاء مختلفة من الجسم مثل المعدة والأمعاء والكلى والدماغ.
يتم إطلاق الهرمونات في السائل خارج الخلية (خارج الخلايا) ، ويتم التقاطها لاحقًا بواسطة الشعيرات الدموية. ثم يتم توزيعها في جميع أنحاء الجسم من خلال مجرى الدم. يمكن أن ترتبط هذه المواد بالخلايا العصبية التي لها مستقبلات خاصة للقبض عليها.
وهكذا ، يمكن أن تؤثر الهرمونات على السلوك ، وتغيير نشاط الخلايا العصبية التي تستقبلها. على سبيل المثال ، يبدو أن هرمون تستوستيرون يزيد العدوان في معظم الثدييات.
أنواع المشابك العصبية
يمكن تمييز المشابك العصبية إلى ثلاثة أنواع وفقًا للأماكن التي تحدث فيها.
- مشابك التأكسد العصبي: في هذا النوع ، يتصل الزر الطرفي بسطح التشطيبات. أو مع العمود الفقري شجيري ، وهي نتوءات صغيرة تقع على شجيري في بعض أنواع الخلايا العصبية.
- نقاط الاشتباك العصبي: في هذه ، زر synapta الطرفية مع سوما أو نواة الخلايا العصبية.
- متشابك محاور عصبي: يتصل الزر الطرفي للخلية قبل المشبكية بمحور الخلية بعد المشبكية.
هذا النوع من المشبك يعمل بشكل مختلف عن الآخر. وتتمثل مهمتها في تقليل أو تعزيز كمية الناقل العصبي الذي يتم إطلاقه بواسطة الزر الطرفي. وبالتالي ، فإنه يعزز أو يمنع نشاط الخلايا العصبية قبل المشبكي.
كما تم العثور على نقاط التشابك الشجيري ، لكن وظيفتها الدقيقة في التواصل العصبي غير معروفة حاليًا.
كيف يحدث المشبك?
تحتوي الخلايا العصبية على أكياس تسمى الحويصلات المشبكية ، والتي يمكن أن تكون كبيرة أو صغيرة. تحتوي جميع الأزرار الطرفية على حويصلات صغيرة تحمل جزيئات ناقل عصبي بداخلها.
يتم إنتاج الحويصلات في آلية تقع في سوما تسمى جهاز جولجي. ثم يتم نقلها بالقرب من زر المحطة الطرفية. ومع ذلك ، يمكن أيضًا إنتاجها على الزر الطرفي باستخدام مواد "معاد تدويرها".
عندما يتم إرسال جهد العمل على طول محور عصبي ، يحدث الاستقطاب (الإثارة) للخلية. نتيجة لذلك ، يتم فتح قنوات الكالسيوم في الخلايا العصبية مما يسمح لأيونات الكالسيوم بالدخول إليها.
ترتبط هذه الأيونات بجزيئات أغشية الحويصلات المشبكية الموجودة في الزر الطرفي. الغشاء المذكور مكسور ، ويتم دمجه مع غشاء الزر الطرفي. وهذا ينتج عن إطلاق الناقل العصبي في الفضاء متشابك.
يلتقط السيتوبلازم في الخلية الأجزاء المتبقية من الغشاء ويأخذها إلى الصهاريج. هناك يقومون بإعادة تدويرها ، وخلق حويصلات متشابكة جديدة معهم.
تحتوي الخلايا العصبية بعد المشبكي على مستقبلات تلتقط المواد الموجودة في الفضاء العصبي. تُعرف هذه المستقبلات بمستقبلات ما بعد المشبك ، وعندما يتم تنشيطها ، فإنها تؤدي إلى فتح القنوات الأيونية.
عندما تفتح هذه القنوات ، تدخل بعض المواد إلى الخلية العصبية ، مسببةً إمكانات ما بعد المشبكية. هذا يمكن أن يكون لها آثار مثيرة أو مثبطة على الخلية اعتمادا على نوع القناة الأيونية التي تم فتحها.
عادة ، تحدث إمكانات ما بعد المشبكي المثيرة عندما تدخل الصوديوم إلى الخلية العصبية. بينما يتم إنتاج مثبطات عن طريق خروج البوتاسيوم أو إدخال الكلور.
يؤدي دخول الكالسيوم إلى الخلايا العصبية إلى إمكانات الإثارة بعد المشبكي ، على الرغم من أنه ينشط أيضًا الإنزيمات المتخصصة التي تنتج تغييرات فسيولوجية في هذه الخلية. على سبيل المثال ، يؤدي إلى إزاحة الحويصلات المشبكية وإطلاق الناقلات العصبية.
كما أنه يسهل التغييرات الهيكلية في الخلايا العصبية بعد التعلم.
الانتهاء من المشبك
إمكانات ما بعد المشبك عادة ما تكون قصيرة للغاية وتنتهي من خلال آليات خاصة.
واحد منهم هو تعطيل أستيل كولين بواسطة إنزيم يسمى أستيل كولينستريز. تتم إزالة جزيئات الناقل العصبي من الفضاء التشابكي عن طريق إعادة الاستيعاب أو إعادة الامتصاص بواسطة ناقلات موجودة في الغشاء قبل المشبكي.
وبالتالي ، فإن كل من الخلايا العصبية قبل المشبك وبعد المشبك لديها مستقبلات تلتقط وجود المواد الكيميائية من حولها.
هناك مستقبلات ما قبل المشبك تسمى المستقبلات التلقائية التي تتحكم في مقدار الناقل العصبي الذي يطلق العصبونات أو توليفها..
مراجع
- كارلسون (2006). فسيولوجيا السلوك ، الطبعة الثامنة: مدريد: بيرسون. ص: 32-68.
- Cowan، W. M.، Südhof، T. & Stevens، C. F. (2001). نقاط الاشتباك العصبي. بالتيرنور ، ماريلاند: مطبعة جامعة جونز هوبكنز.
- المشبك الكهربائي (بدون تاريخ). تم الاسترجاع في 28 فبراير 2017 ، من Pontificia Universidad Católica de Chile: 7.uc.cl.
- Stufflebeam، R. (s.f.). الخلايا العصبية ، والمشابك ، وإمكانات العمل ، والإرسال العصبي. تم الاسترجاع في 28 فبراير 2017 ، من CCSI: mind.ilstu.edu.
- Nicholls، J. G.، Martin، A. R.، Fuchs، P. A، & Wallace، B. G. (2001). من الخلايا العصبية إلى الدماغ ، الطبعة الرابعة. سندرلاند ، ماساتشوستس: سيناور.
- المشبك. (بدون تاريخ). تم الاسترجاع في 28 فبراير 2017 ، من جامعة واشنطن: faculty.washington.edu.