التواصل العصبي

1 ـ الإهتياجية:
هي قدرة العصب على الاستجابة لعامل مهيج ويمكن للمهيج ان يكون ميكانيكيا او حراريا او كيميائيا او كهربائيا.
قصد تعرف بعض شروط اهتياجية العصب نقترح المعطيات التجريبية التالية:
بعد تخريب المراكز العصبية لضفدعة نعزل العصب الوركي وعضلة بطن الساق ثم نخضع العصب لتهييجات كهربائية متغيرة الشدة ونغير مدة الاهاجة للحصول على استجابة العضلة لكل تهييج، النتائج المحصل عليها ممثلة في الجدول التالي:


1 ـ مثل مبيانيا منحنى اهتياجية العصب، وحدد عليه:
ـ ادنى شدة تعطي استجابة او الريوباز.
ـ أدنى وقت يقابل الريوباز أو الوقت النافع.
ـ الوقت المقابل لضعف الريوباز أو الكروناكسي.
2 ـ اعتمادا على تحليل المبيان، استخلص شروط اهتياجية العصب.



2 ـ التوصيلية:
هي قدرة العصب أو الليف العصبي على نقل السيالة العصبية إثر تهييج فعال.
تختلف سرعة السيالة العصبية باختلاف درجة الحرارة وقطر الالياف العصبية وضغط الاكسجين الهوائي.
لا يسمح العصب بتوصيل السيالة العصبية اذا كان مقطوعا او مبنجا او اذا خضع لدرجة حرارة قصوى أكثر من 50C او حرارة دنيا اقل من 2C او اذا وضع في وسط ينخفض فيه ضغط الاكسجين.
II ـ طبيعة الرسالة العصبية:
1 ـ المظاهر الكهربائية للسيالة العصبية:
يستلزم الكشف عن الظواهر الكهربائية على مستوى عصب او ليف عصبي في حالة راحة(بدون تهييج) واثناء توصيل السيالة العصبية(تهييج فعال) استعمال عدة تجريبية مناسبة: يوضع العصب في وعاء من زجاج يسمى حوض العصب مزود بعدة مساري يسمى المسريان المتصلان بالمهيج مسريان مهيجان في حين يسمى المسريان المرتبطان بكاشف التذبذب مسريان مستقبلان.


1ـ 1 ـ جهد الكمون
ننجز التجربة على عصب طري أو ليف عصبي عملاق في غياب التهييج، نضع المسريين المستقبلين R1 و R2 على سطح الليف العصبي فنلاحظ على شاشة كاشف التذبذب الخط OA وبعد ذلك ندخل المسرى R1 داخل الليف العصبي فنحصل على الجزء AB من نفس التسجيل:

حمل برنام جهد الكمون




انظر الرابط

قبل ادخال المسرى R2 داخل الليف نلاحظ على كاشف التذبذب الخط OA من التسجيل وهذا يدل على غياب فرق الجهد بين نقطتين على السطح الخارجي لليف او العصب اي ان لـ R1 و R2 نفس الجهد.
عند ادخال R2 في الليف او العصب نحصل على الخط AB وهذا يدل على وجود فرق جهد بين خارج وداخل الليف او العصب يقدر بـ 70mVـ .
يسمى هذا الجهد الذي يسجل في حالة راحة بجهد الكمون او جهد الغشاء حيث يكون خارج الليف موجب وداخله سالبا لهذا نقول ان الغشاء العصبي مستقطب كهربائيا.



1ـ2 ـ جهد العمل:
أ ـ جهد العمل ثنائي الطور:
نضع المسريين R1 و R2 على سطح الليف العصبي وبعد التهييج،نلاحظ على شاشة كاشف التدبدب التسجيل التالي:


يمكن تقسيمه الى عدة مراحل:
ـ المرحلة A : يحدث انحراف طفيف للنقطة الضوئية وتسمى حادث التنبيه
ـ المرحلة AB : مدة الكمون و هي المدة التي تستغرقها السيالة العصبية لتصل الى المسرى R1
ـ المرحلة BC : انجذاب الالكترونات من P2 و ابتعادها عن P1 اي حدوث فرق جهد بين R1 و R2 حيث اصبح R1 سالبا بينما لازال R2 موجبا،نتحدث عن طور ازالة الاستقطاب لـ R1 .
ـ المرحلة CD :انجذاب الالكترونات نحو الاسفل حيث ينعدم فرق جهد بين R1 و R2 و هذا يعني ان R1 اصبح موجبا من جديد،نتحدث عن طور اعادة الاستقطاب لـ R1 .
ـ المرحلة DE : انعدام فرق جهد بين R1 و R2 و هي المدة التي تستغرقها السيالة العصبية لتصل الى المسرى R2
ـ المرحلة EF :انجذاب الالكترونات من P1 و ابتعادها عن P2 اي حدوث فرق جهد بين R1 و R2 حيث اصبح R2 سالبا بينما لازال R1 موجبا،نتحدث عن طور ازالة الاستقطاب لـ R2 .
ـ المرحلة FG :انجذاب الالكترونات نحو الاعلى حيث ينعدم فرق جهد بين R1 و R2 و هذا يعني ان R2 اصبح موجبا من جديد،نتحدث عن طور اعادة الاستقطاب لـ R1 .
ـ المرحلة GH : تسجل النقطة الضوئية خطا افقيا يشير الى انعدام فرق جهد بين R1 و R2 حيث يتم الرجوع الى الحالة الاضلية التي كان عليها الليف قبل التهييج.
يتبين من خلال هذه المعطيات ان التهييج يؤدي الى ظهور لحظي لمنطقة ازالة الاستقطاب تنتقل على سطح الليف العصبي او العصب على شكل موجة سالبة.
ب ـ جهد العمل احادي الطور:
ندخل المسرى R1 داخل الليف ونحمل المسرى R2 الى جهد مرجعي ثابت:


بعد الاهاجة نحصل على التسجيل الكهرعصبي التالي:




http://faculty.washington.edu/chudler/gif/actionp1.gif

يمكن تقسيمه الى عدة مراحل:
المرحلة AB مدة الكمون وهي المدة التي تستغرقها السيالة لتصل الى المسرى R1
المرحلة BC انحراف النقطة الضوئية نحو الاعلى يشير الى ان R1 اصبح موجبا ويسمى طور ازالة الاستقطاب لـ R1
المرحلة CD يسترجع R1 جهده الاصلي :طور اعادة الاستقطاب لـ R1
المرحلة DEF اعادة استقطاب مفرط لـ R1 (الدور المقاوم)
المرحلة FG الرجوع الى الحالة الاصلية
يتبين انه بعد تهييج الليف او العصب تظهر داخله منطقة ازالة استقطاب تنتقل على شكل موجة موجبة.
ج ـ خلاصة:
يتمثل المظهر الكهربائي للسيالة العصبية في منطقة ازالة استقطاب على شكل موجة سالبة خارج الليف او العصب وموجة موجبة داخله.



[url=http://highered.mcgraw-hill.com/olcweb/cgi/pluginpop.cgi?it=swf::535::535::/sites/dl/free/0072437316/120107/bio_d.swf::Action Potential Propagation in an Unmyelinated Axon]انظر الرابط1[/url]
2 ـ المظاهر الأيونية:
أ ـ اصل جهد الكمون:
يرجع جهد الكمون الى اختلاف تركيز ايونات +Na و+K بين الوسطين الداخلي والخارجي حيث يرتفع تركيز +Na خارج الليف وينخفض داخله، بينما يرتفع تركيز +K داخل الليف وينخفض خارجه.



http://www.ucl.ac.uk/~sjjgsca/
تعتبر الية النقل النشيط (بواسطة بروتينات ناقلة تعتمد على الطاقة تسمى مضخة +Na+/K) المسؤولة عن الحفاظ على فارق التركيز عبر اخراج ايونات +Na الى الوسط الخارجي وادخال ايونات +K الى الوسط الداخلي. انظر الرابط1
ب ـ اصل جهد العمل: انظر الرابط1 ، الرابط 2 ، الرابط3 ، [url=http://highered.mcgraw-hill.com/olcweb/cgi/pluginpop.cgi?it=swf::535::535::/sites/dl/free/0072437316/120107/anim0013.swf::Voltage Gated Channels and the Action Potential][/url]الرابط4 ، الرابط5 ، الرابط6 ، الرابط7 ، الرابط8
لتعرف أصل جهد العمل نقوم بقياس تغير نفاذية الغشاء لايونات +Na و+K بعد تهييج فعال، النتائج المحصل عليها ممثلة في الوثيقة التالية:


يرتبط انتقال السيالة العصبية بتغير نفاذية الغشاء العصبي لكل من ايونات+Na و+K التي تنفذ عبر قنوات خاصة تخضع لتأثير فرق جهد كهربائي محلي تسمى قنوات مرتبطة بالفولطية.
ـ إنفتاح قنوات +Na: دخول ايونات +Na الى الوسط الداخلي مما يؤدي الى ازالة الاستقطاب.

ـ خروج ايونات+K الى الوسط الخارجي مما يؤدي الى اعادة الاستقطاب.


ـ تغلق قنوات +Na بينما يستمر خروج ايونات+K مما يؤدي الى استقطاب مفرط (دور مقاوم)
ـ في الاخير تعمل مضخة +Na+/K على ارجاع تركيز ايونات +Na و +K بين الوسطين الداخلي والخارجي الى حالته الاصلية.

[url=http://highered.mcgraw-hill.com/olcweb/cgi/pluginpop.cgi?it=swf::535::535::/sites/dl/free/0072437316/120107/bio_a.swf::Sodium-Potassium Exchange]انظر الرابط[/url]1 ـ انظر الرابط2

اضغط على الصورة



http://www.mind.ilstu.edu
3ـ خلاصة: انظر الرابط
السيالة العصبية هي الظاهرة التي يتم بواسطتها ترميز المعلومات داخل الجهاز العصبي وهي عبارة عن موجة كهربائية تعمل على انعكاس الاستقطاب الغشائي بعد كل تهييج فعال بسبب تغير نفاذية الغشاء العصبي لأيونات +Na و +K .
عند تهييج الليف العصبي خلال الدور المقاوم لا تتم الاستجابة لان توزيع الايونات خلال هذه الفترة يختلف عن التوزيع الاصلي، وهكذا لا يستجيب الليف للتهييج الثاني الا بعد استرجاع التركيز الايوني الاصلي من جهتي الغشاء.
III ـ خصائص الليف العصبي :
1 ـ بنية الخلية العصبية: العصبون
تتكون بنية النسيج العصبي من خلايا متخصصة تدعى العصبونات،ويعتبر العصبون الوحدة البنيوية والوظيفية للجهاز العصبي،يتكون من جسم خلوي بتفرعاته ومحورة مع تشجرها النهائي.




2 ـ خصائص الليف العصبي:
كما هو الشأن بالنسبة للاعصاب، تتميز الالياف العصبية بخاصيتي الإهتياجية والتوصيلية.
2 ـ1 ـ استجابة الليف العصبي لاهاجات متصاعدة:



http://svt.ac-dijon.fr/schemassvt/
ـ عند تطبيق الشدة 1 و 2 و 3 نلاحظ عدم نشوء جهد عمل نقول ان هذه الإهاجات غير فعالة .
ـ الشدة 4 اهاجة فعالة(العتبة:الريوباز) تعطي إستجابة قصوى مهما ازدادت قيمة الشدة.
نقول ان الليف العصبي يجيب كليا أو لا يجيب: نتحدث عن قانون الكل أو العدم .
2 ـ2 ـ استجابة العصب لاهاجات متصاعدة:


بالنسبة للعصب أثناء التسجيل نلاحظ :
ـ الشدة 1 إهاجة غير فعالة تحت بدئية: عدم التسجيل.
ـ الشدة 2 إهاجة فعالة(العتبة) يكون وسع الإستجابة صغير.
ـ كلما زادت شدة الإهاجة الا وازداد وسع الإستجابة الى الشدة 6 حيث يستقر.
يفسر هذا بكون العصب يتكون من الياف عصبية،بحيث كلما إزدادت شدة التهييج ارتفع عدد الالياف العصبية المستجيبة، وعندما تستجيب جميع الالياف يبقى وسع الاستجابة ثابتا ،نتحدث عن قانون التجنيد أو التعبئة (الاجمال)
2 ـ 3 ـ ترميز السيالة العصبية على مستوى الجسم:




الوثيقة1



الوثيقة2


2 ـ 4 ـ توصيل السيالة العصبية على مستوى الليف العصبي:
هناك طريقتان لتوصيل السيالة العصبية حسب طبيعة الالياف العصبية:
ـ حالة الالياف اللانخاعينية [url=http://highered.mcgraw-hill.com/olcweb/cgi/pluginpop.cgi?it=swf::535::535::/sites/dl/free/0072921641/120107/bio_d.swf::Action Potential Propagation in an Unmyelinated Axon][/url]انظر الرابط: انطلاقا من النقطة المهيجة يتم انتقال السيالة العصبية بانجذاب الشحنات الموجبة من طرف الشحنات السالبة وبالتالي ظهور تيارات كهربائية محلية يترتب عنها ازالة استقاب النقط المجاورة بانفتاح قنوات+Na و +Kالمرتبطة بالفولطية وبالتالي ظهور جهد عمل جديد وهكذا يتم توصيل السيالة بواسطة تيارات محلية حيث يكون انتشارها في هذه الحالة متواصلا نقطة نقطة لكنه بطيء.



http://www.ucl.ac.uk/~sjjgsca/
ـ حالة الالياف النخاعينية انظر الرابط : يعتبر الغمد النخاعيني عازلا كهربائيا ولهذا لا يظهر الاستقطاب الا على مستوى تضيقات رانفيي كما ان قنوات+Na و +K لا توجد الا على مستوى هذه التضيقات الامر الذي يستوجب التوصيل القفزي، يكون انتشار السيالة العصبية في هذه الحالة غير متواصل لكنه سريع.



http://staff.washington.edu/cdave/pbio505/reviewsessions.shtml

انظر الرابط

IV ـ نقطة الاشتباك العصبي (السينابس):
تحدث الخلايا العصبية مع الخلايا الأخرى إتصالات نطلق عليها إسم نقطة الاشتباك أو السينابس وهي قادرة على نقل نشاط العصبة الأولى الى العصبة التي تليها.



http://www.ucl.ac.uk/~sjjgsca/
1 ـ أنواع السينابسات: [url=http://www.sante.cc/electro/traite/anat/synapsesdet 01.htm][/url]انظر الرابط
يمكن التمييز بين عدة انواع من السينابسات البيعصبتية: سينابس محور جسدية، سينابس محور تفرعية وسينابس تمحورية.
كما ان هناك سينابسات عصب عضلية تربط العصبة بألياف عضلية(صفيحة محركة) وسينابسات عصب غدية تربط بين العصبة والخلية الغدية.
2 ـ آليات التبليغ السينابسي:


يتم في مستوى نقط الإشتباك العصبي أو السينابسات إرسال السيالة العصبية بواسطة وسيط كيميائي يسمى المبلغ العصبي. يمكن تقسيم التبليغ السينابسي إلى عدة مراحل.
ـ وصول منطقة ازالة الاستقطاب الى العصبون قبل السينابسي.
ـ دخول مفرط لايونات ++Ca .
ـ افراغ المبلغ العصبي(مثل الاستيلكولين)في الحيز البيسينابسي.
ـ تثبيت المبلغ العصبي على مستقبلات نوعية توجد على الغشاء بعد السينابسي.
ـ انفتاح قنوات +Na وبالتالي دخول ايونات +Na انظر الرابطوظهور منطقة ازالة الاستقطاب،ثم خروج +K (اعادة الاستقطاب) وهكذا يظهر جهد عمل على مستوى الغشاء بعد السينابسي.
ـ ينفصل المبلغ العصبي عن المستقبلات وتنغلق القنوات ثم يتدخل انزيم لتفكيك المبلغ العصبي.

اضغط على الصورة

http://www.mind.ilstu.edu
هناك مبلغات عصبية متنوعة: الأستيلكولين، الأدرنيالين، enképhaline ، endorphines ، Dopamine ، Sérotonine ، GABA ...
هناك نوع اخر من السنابسات لا يتطلب عمله مبلغات عصبية ،تسمى السنايسات الكهربائية انظر الرابط

يمكن التمييز بين السنابسات المهيجة التي تؤدي الى ظهور جهد عمل بعد سينابسي تهييجي PPSE نتيجة دخول+Na وخروج +K، والسنابسات الكابحة التي تؤدي الى ظهور جهد عمل بعد سينابسي كابح PPSI نتيجة فرط إستقطاب الغشاء(دخول -Cl وخروج +K) مما يوقف انتشار السيلة العصبية.
تلعب وظيفتا التهييج والكبح دورا رئيسيا في تناسق وظائف الأعضاء.
2 ـ خلاصة:[url=http://highered.mcgraw-hill.com/olcweb/cgi/pluginpop.cgi?it=swf::535::535::/sites/dl/free/0072437316/120107/anim0015.swf::Chemical Synapse]انظر الرابط[/url]1 ـ الرابط2 ـ الرابط3 ـ الرابط4 ـ الرابط5

اضغط على الصورة