إذا تأملت كيفية إدراكك لعناصر البيئة ، إنك تراها بعينيك وتسمعها بإذنيك، وتدرك كثيرًا من عناصرها باللمس والشم والتذوق، ويتبع هذا الإدراك استجابة منك فأنت تتحرك وتتكلم وتمسك بالأشياء.
وتتضمّن هذه العمليات وصول المعلومات للجهاز العصبي المركزي على شكل سيالات عصبية وتفسيرها والاستجابة لها بطرائق مختلفة .
فكيف تُترجم بعض المؤثرات إلى سيالات عصبية ؟ كيف تنتقل هذه السيالات في الجسم لتحدث استجابات في أجزائه المختلفة ؟
وهذا ما سنتعرفه فتابعونا...
يتكون الجهاز العصبي من عدد كبير من العصبونات ( الخلايا العصبية ) Neurons المختلفة في الشكل والحجم ,
ولكنها تشترك في أجزاء عدة : هي جسم العصبون والزوائد الشجرية و المحور والنهايات العصبية .
لاحظ الشكل...
http://images.msoms-anime.net/images...3592853072.jpg
عند تعرض العصبون لمؤثر ما تتولّد فيه سيالات عصبيّة تنتقل عبر محوره إلى عصبون آخر أو غدة أو خلية عضلية .
والسيال العصبي عبارة عن رسالة ذات طبيعة كهروكيميائيّة تُترجم المؤثرات المختلفة في الجسم كافة لإحداث استجابة معينة .
أن هناك 3 أنواع من الخلايا العصبية وهي وحيدة القطب, ذات القطبين, وعديدة الأقطاب
وذلك حسب عدد المحاور الاسطوانية .
أن المحور قد يبلغ طوله إلى متر و هو قليل التشعب وقطره ثابت .
يتكون السيال العصبي عند وصول مؤثّر يغيّر الجهد الكهربائي على جانبي غشاء العصبون .
وتتطلّب معرفة آلية تكوين السيال العصبي تعرّف طبيعة العصبون عندما يكون في حالة راحة ; أي قبل تكوّن السيال العصبي فيه والتغيرات التي تحدث عند تعرضه لمؤثّر معيّن .
* جهد الغشاء البلازمي وقت الراحة ( جهد الراحة ) Resting Membrane Potential
يحاط العصبون بغشاء بلازمي يفصل مكونات السيتوبلازم عن السائل بين الخلوي المحيط به .
وقد لوحظ أن تركيز الأيونات داخل العصبون يختلف عن تركيزها خارج العصبون فمثلاً تتركز أيونات الصوديوم +Na وأيونات الكلوريد -Cl خارج العصبون , في حين تتركّز أيونات البوتاسيوم +K وبروتينات وأيونات أخرى كبيرة الحجم سالبة الشحنة داخل العصبون .
وعليه فأن اختلاف توزيع الأيونات داخل العصبون وخارجه يجعل الغشاء البلازمي في حالة استقطاب Polarized , بمعنى أن داخل الغشاء البلازمي يكون سالباً مقارنة بخارجه .
ويؤدي هذا الاختلاف في التركيز إلى توليد فرق جهد كهربائي عبر الغشاء البلازمي ,
ويسمى جهد الراحة resting potential , وقد تم قياس فرق الجهد هذا باستخدام قطبين كهربائيين دقيقين
microelectrodes , على جانبي الغشاء البلازمي ووجد أنه يساوي -70 مليفولت (mv) .
هناك عوامل تساهم في جعل داخل العصبون سالباً مقارنة مع خارجه وهي :
- النفاذية العالية للغشاء البلازمي لأيونات البوتاسيوم الموجبة نحو خارج العصبون , وقلة نفاذية هذا الغشاء لأيونات الصوديوم الموجبة وأيونات الكلوريد السالبة التي توجد خارج العصبون , جاعلة الداخل سالباً مقارنة مع خارجه .
- مضخة صوديوم - بوتاسيوم الموجودة في غشاء العصبون إذ تضخ ثلاثة أيونات صوديوم موجبة خارج العصبون مقابل ضخّ ايوني بوتاسيوم نحو الداخل . مما يجعل داخل العصبون سالباً مقارنة مع خارجه .
أن العالم الألماني جولياس برنستاين أول من قدم نظرية الغشاء لتفسير طبيعة السيالة العصبية وطريقة انتقالها
والآن ماذا يحدث عند وصول منبّه معين إلى العصبون ؟ هل يستجيب العصبون إلى أي منبه ؟
وما آلية الاستجابة ؟
... التغيرات التي تحدث عند وصول منبّه معيّن ...
1. إزالة الاستقطاب Depolarization : تستجيب العصبونات للعديد من المنبهات مثل الضوء والمواد الكيميائيّة والحرارة . ولا يعني وصول منبّه معيّن للعصبون أنه سيستجيب له , إذ يجب أن تكون شدّة المنبه كافية لتغيّر حالة الاستقطاب في العصبون .
ويسمّى مستوى التنبيه الذي يحدث عنده تغيّر حالة الاستقطاب عتبة التنبيه threshold . وهذه العتبة هي أقل شدّة للمنبه تلزم لفتح بوابات قنوات خاصة في الغشاء البلازمي للعصبون لتمرير أيونات الصوديوم إلى داخل العصبون . فعند التأثير بمنبه يساوي مستواه عتبة التنبيه أو أكثر تزداد نفاذية غشاء العصبون لأيونات الصوديوم في منطقة التنبيه , دون حدوث تغيّر في نفاذية أيونات البوتاسيوم . وهذا يعني دخول كميات كبيرة من الأيونات
الموجبة التي تعادل الشحنات السالبة الموجودة في الداخل حتى يصل فرق الجهد على جانبي غشاء العصبون إلى صفر مما يؤدي إلى إزالة الاستقطاب .
http://images.msoms-anime.net/images...2877664155.jpg
2. انعكاس الاستقطاب Reverse polarization : تستمر أيونات الصوديوم بالدخول إلى داخل العصبون بكميات تجعل داخل العصبون موجبا مقارنة مع الخارج الذي يصبح سالباً . مما يؤدّي إلى حالة انعكاس الاستقطاب , مقارنة بما كان عليه في حالة الراحة , وقد يصل فرق الجهد إلى +30 مليفولت .
http://images.msoms-anime.net/images...3657303580.jpg
3. إعادة الاستقطاب Repolarization : لا يستمرّ دخول أيونات الصوديوم إلى داخل العصبون , إذ تغلق بوابات قنوات الصوديوم تلقائياً وتفتح بوابات فنوات أيونات البوتاسيوم , مما يؤدي إلى انتقال أيونات البوتاسيوم الموجبة نحو الخارج وهذا يجعل الداخل سالباً مرّة أخرى .
http://images.msoms-anime.net/images...1303869823.jpg
تسمى مراحل إزلة الاستقطاب , وانعكاس الاستقطاب , وإعادة الاستقطاب جهد الفعل Action Potential
http://images.msoms-anime.net/images...7147058846.jpg
وينشأ السيال العصبي عندما ينتقل جهد الفعل بعيدا عن منطقة التنبيه , وتحتاج تلك المنطقة من غشاء العصبون إلى فترة تترواح بين 1-3 مليثانية , لا تستجيب فيها لأي مؤثر .
وتسمى هذه الفترة فترة الجموح refractory period , يقوم في أثنائها العصبون بعملية نقل نشط لأيونات الصوديوم إلى خارج العصبون , وأيونات البوتاسيوم إلى داخله عبر مضخة صوديوم-بوتاسيوم , لاستعادة حالة الاستقطاب .
لاحظ الشكل الذي يوضح آلية انتقال السيال العصبي في العصبون
http://images.msoms-anime.net/images...3656945995.jpg
أن عدد الخلايا العصبية في الدماغ 30 مليار خلية عصبية
أن الخلايا العصبية لا تنقسم أو تتجدد وما يتلف منها لا يتم تعويضه ويفقدها الإنسان كلما تقدم بالعمر
كيف يمكن للسيال العصبي أن ينتقل من عصبون إلى آخر ؟
وهل يلزم تنبيه كل عصبون موجود في طريق السيال العصبي تنبيهاً خارجياً ,
حتى ينتقل من منطقة إلى أخرى في الجهاز العصبي ؟؟
... انتقال السيال العصبي في منطقة التشابك العصبي ...
ينتقل السيال العصبي باتجاه واحد فقط . لأنه يمّر من عصبون إلى آخر عبر مناطق التشابك العصبي synapse .ويمثّل التشابك العصبي موقع اتصال بين عصبونين متجاورين ويتكون من :-
أ- أزرار تشابكيّة synaptic buttons
توجد في نهايات المحاور العصبيّة , وتحتوي على حويصلات تشابكية يوجد داخلها مواد كيميائيّة تسمى النواقل العصبيّة neurotransmitters ,
ويسمّى غشاء زر التشابكي الغشاء قبل التشابكي , ويحتوي على قنوات
خاصة بأيونات الكالسيوم Ca التي توجد بتركيز عالي خارج العصبون .
ب- شق تشابكي synaptic cleft
منطقة تفصل بين الغشاء قبل التشابكي لأحد الأزرار التشابيكيّة
والغشاء بعد التشابكي لإحدى الزوائد الشجريّةأو جسم عصبون آخر .
ج- عصبون بعد تشابكي postsynaptic neuron
يحتوي غشاؤه البلازمي على مستقبلات بروتينيّة خاصة بالنواقل العصبية .
... التغيرات التي تعقب وصول سيال عصبي إلى الزر التشابكي ...
أ- يسّبب وصول السيال العصبي إلى الزر التشابكي زيادة نفاذية الغشاء قبل التشابكي
لأيونات الكالسيوم,مما يؤدي إلى دخولها عبر قنوات خاصة .
ب- تساعد أيوانات الكالسيوم على التحام الحويصلات التشابكية بغشاء الزر التشابكي ,
فتنفجر هذه الحويصلات, وتحرّر محتوياتها من الناقل العصبي في الشقّ التشابكي.
ج- يرتبط الناقل العصبي بمستقبلات خاصة على الغشاء بعد التشابكي .
د- تزداد نفاذية الغشاء بعد التشابكي لأيونات الصوديوم , مما يؤدي إلى دخولها , وتكوين جهد فعل في العصبون التالي .
هـ- لا يدوم ارتباط الناقل العصبي بمستقبلاته , إذ تعمل آليات مختلفة في منطقة التشابك على تحطيمه بعد فترة قصيرة ,
فمثلاً الناقل العصبي أستيل كولين acetylcholine يحطمّه إنزيم أستيل كولين إستريز acetylcholinesterase إلى حمض الإثانويك (الخليك) وكولين ,
الذي ينتقل بواسطة النقل النشط إلى داخل الزر التشابكي لتكوين أستيل كولين من جديد .
لاحظ الشكل
... النواقل العصبية واستخدام المبيدات الحشرية ...
تثّبط المبيدات الحشرات نشاط إنزيم أستيل كولين إستريز في كلّ من الحشرات والإنسان ,
فيتراكم الناقل العصبي أستيل كولين عند التشابكات العصبيّة . مما يؤدّي هذا إلى تنشيط مستمرّ للعصبونات ما بعد التشابك , فتحدث تشنجات spasms للعضلات .ممّا يسّبب موت الحشرات .
وبالنسبة للإنسان ,فإن تعرضه لمستويات منخفضة من المبيد الحشري يؤدّي إلى عدم وضوع الرؤية , وصداع , وزيادة سرعة النبض .
أمّا تعرضه لمستويات عالية منه ,فتؤدي إلى تشجنات عضلية حادّة , قد تسبّب الوفاة .
... تؤثر المخدرات في الجهاز العصبي بطرائق عدّة حسب نوعها :
- المخدرات المنبّه : تزيد الإحساس بالتنبّه والنشاط , منها الكوكائين , والأمفيتامينات الموجودة
في الأقراص المنمشّطة , والكافيين , والنيوكتين .
- المخدرات المهدّئة : تبطىء انتقال السيالات العصبية في المنقطة التشابك العصبي ,
لذك تولد الإحساس بالهدوء , والراحة , ومنها الهيروين .
- المخدرات المهلوسة : تحفّز مركزي البصر والسمع في الدماغ , وتجعل الإنسان يسمع أصواتاً
ويرى أشكالاً غير موجودة في البيئة الخارجية , ومنها الحشيش والماريغوانا .
- المخدرات المسكنة للآلام : تمنع انتقال السيالات العصبي الورادة من العصبونات خاصة
حسّاسة للألم .
جسم الإنسان يستقبل الكثير من المؤثرات الخارجية عن طريق أعضاء حسية sense organs
هي العين والأذن واللسان والأنف والجلد . وتحتوي هذه الأعضاء على تراكيب تسمى مستقبلات حسية,
تستقبل طاقة المؤقرات وتحولها إلى طاقة كهروكيميائيّة . وتنتقل هذه الطاقة في الأعصاب على هيئة سيالات عصبيّة إلى الجهاز العصبي المركزي لتفسيرها وإدراك طبيعة المؤثر ,
ومن ثم يستجيب الجسم تبعاً لنوع المؤثر . وتوجد المستقبلات في أشكال عدة منها
المستقبلات الضوئيّة , المستقبلات الصوتيّة , ومستقبلات التوازن , ومستقبلات الكيميائيّة .
وبشكل مختصر سنتعرف على :
آلية الإبصار
تتضمن امتصاص الصبغات الضوئية للضوء وسريان جهد الفعل من الشبكية عبر العصب البصري إلى
الدماغ, حيث يتم إدراك الصورة .
آلية السمع
تتضمن انتشار الموجات الصوتيّة في قنوات القوقعة , ونشوء جهد فعل وانتقاله عبر العصبي السمعي إلى الدماغ حيث يتم إدراك الصوت .
آلية الشم
تذوب جزئيات الروائح المحمولة في تيار الهواء الداخل إلى الأنف في المخاط ,
ثم تربط بالمستقبلات البروتينيّة . فتحدث سلسلة من التفاعلات الكيميائية , تنتهي بنشوء جهد فعل
ينتقل عن طريق العصب الشمي إلى مراكز تمييز الرائحة في الدماغ .
آلية التذوق
تتنبّه المستقبلات البروتينيّة على سطح الخلايا الذوقية عند وصول جزيئات الغذاء الذائبة في اللعاب إليها ,
فتحدث تغيّرات كيميائيّة تؤدي إلى نشوء جهد فعل ينتقل في الأعصاب إلى الدماغ لتمييز الطعم .
أن فى العين الواحدة حوالى 140 مليون مستقبل حساس للضوء وهى تسمى بالمخاريط والعصيّ .
أنه يوجد على سطح اللسان 900 نتوء ذوقي لمعرفة طعم الحلو و الحامض والمر والمالح .
أن الأنف يستطيع تمييز مئات الألوف من الروائح المختلفة .
المصدر:
كتاب مدرسي
- ما دور المخاط في عملية الشمّ ؟
- عللّ تعتبر العصي و المخاريط المسؤولة عن الاستقبال الضوئي ؟
- ماذا سيحدث في الحالة الآتية :
خلو التشابك العصبي من أيونات الكالسيوم
... الخاتمة ...
في النهاية أتمنى أن أكون قد وفقت بطرح الموضوع ونال على إعجابكم >> لقد اتعبتي حقا >.<
وأعتذر إن كان هناك أي خطأ أو تقصير ...
هذا الموضوع من كتاب الأحياء للثانوية عندنا فأحببت نقله لكم فإن شاء الله أكون افتدكم به ...
لعدم توفّر بعض الصور المطلوبة من النت قمت بتصويرها من الكتاب وعدّلت عليها بالفوتو
فأعتذر على عدم وضوحها^^"
وضعت الاسئلة ليتم التفاعل مع الموضوع ولكي لانرى ردود الشكر فقط فهو منتدى علمي ...
وأيضا أشكر ماري على تصميم الفواصل البسيطة >> يعني أنا XD فهذه أول تجربة لي ^^"
