דחף עצבי: מאפיינים, שלבים, פונקציות - ביולוגיה - 2025

הדחף העצבי הוא סדרה של פוטנציאל פעולה (AP) המתרחש לאורך האקסון ותאים אחרים להתרגש חשמלית (שרירים בלוטים). באופן עקרוני, זה מתרחש כאשר מועברת הודעה מנוירון אחד למשנהו, או מנוירון לאיברון אפקט עקב גירוי חיצוני או פנימי שמתקבל.

ההודעה היא בעצם אות חשמלי הנוצר בדנדריטים או בגוף הנוירון ונוסע לקצה האקסון שאליו מועבר האות. פוטנציאל פעולה זה הוא האות החשמלי העיקרי הנוצר על ידי תאי עצב, נוירונים, ונגרם כתוצאה משינויים בחדירות הממברנה ליונים ספציפיים.

מקור: pixabay.com

הקינטיקה ותלות המתח של חדירות ליונים מסוימים מספקים הסבר מלא על יצירת פוטנציאל הפעולה.

מאפיינים

פוטנציאל הפעולה הוא אז תופעה מתפרצת שתתרחש ללא ירידה לאורך סיבי העצב. האקסון מוליך את ה- AP מנקודת המוצא שלו, שהיא אזור חניכת הדוקרן (בסמוך לקונוס האקסונאלי של הנוירון), אל המסופים האקסונליים.

נוירונים הם אפוא תאים המתמחים בקבלת גירויים והעברת דחפים. התגובות החשמליות הפעילות של נוירונים ותאים נרגשים אחרים תלויים בנוכחותם של חלבונים מיוחדים, המכונים תעלות יון מגודרות מתח, בקרום התא.

בכדי להיווצר דחף עצבי, יש צורך בהכרח שינוי בקרום העצב, המשתרע לאורך האקסון כולו. ההבדל האלקטרו-כימי בין הציטופלזמה התאית לסביבה החוץ תאית מאפשר להתרחש הבדל פוטנציאלי בשני צידי הממברנה.

אם נמדוד את ההבדל בפוטנציאל האלקטרוכימי בתוך הממברנה ומחוצה לה, נצפה בהבדל של בערך -70mV. במובן זה הצד הפנימי של קרום העצב הוא שלילי ביחס לצד החיצוני כשאין גירוי.

ערוצי יונים וחשיבותם

תעלות יון מגודרות מתח מאפשרות ליונים לנוע על פני הממברנה בתגובה לשינויים בשדה החשמלי של הממברנה. ישנם מספר סוגים של תעלות יון הקיימות בנוירון, שכל אחד מהם יאפשר מעבר של מין יוני ספציפי.

תעלות אלה אינן מופצות באופן שווה על הממברנה. עם זאת בקרום האקסונלי אנו יכולים למצוא ערוצים הפועלים במהירות עבור Na + ו- K +, ואילו במסוף האקסונלי אנו מוצאים ערוצי Ca +.

ערוצי K + אחראיים על שמירת מצב המנוחה של תאים נרגשים חשמלית כאשר אין גירויים להפעיל את ה- AP, תופעה הנקראת שינויים פסיביים בפוטנציאל הממברנה.

בעוד שתעלות Na + מגיבות במהירות, מתערבות בפירוק הקרום כאשר נוצר רשות PA או שינוי פעיל בפוטנציאל הממברנה.

מצד שני, ערוצי Ca +, למרות שהם נפתחים לאט יותר במהלך הדפולריזציה, ממלאים את התפקיד הבסיסי של הפצת אותות חשמליים ומפעילים את שחרורם של אותות נוירוטרנסמיטרים בסינפסות.

אלמנטים ביולוגיים שמשתתפים בריגוש העצב

הדחף מתרחש בגלל הא-סימטריה בריכוז הבי-אלמנטים והביומולקולות בין הציטופלזמה והמדיום החוץ תאי. היונים החשובים ביותר שמשתתפים בריגוש הנוירון הם Na +, K +, Ca2 + ו- Cl-.

יש גם כמה אניונים וחלבונים אורגניים שנמצאים רק בנוזל התוך ולא יכולים לעזוב אותו מכיוון שממברנת הפלזמה אינה חדירה למרכיבים אלה.

מחוץ לתא יש ריכוז גבוה יותר של יונים כמו Na + (פי 10 יותר) וקל- ובפנים עד פי 30 יותר K + וכמות גדולה של אניונים אורגניים (חלבונים) המייצרים מטען שלילי בציטופלזמה.

ברגע שתעלות Na + ו- K + רגישות מתח, שינויי המתח יועברו לאזורים הסמוכים לקרום ויגרמו לפתיחת רכיבים רגישים למתח באותם אזורים והעברת שינוי המתח לאחרים. המגזרים הרחוקים ביותר.

לאחר סגירת ערוצי Na + ו- K +, השערים מופעלים לתקופה קצרה, מה שאומר שהמומנטום לא יכול לחזור אחורה.

תלות פוטנציאלית בפעולה

הפקת פוטנציאל הפעולה תלויה אז בשלושה אלמנטים חיוניים:

ראשית, הובלה פעילה של יונים על ידי חלבוני קרום ספציפיים. זה מייצר ריכוזים לא שווים של מין יוני או כמה משני צידיו.

שנית, ההתפלגות הלא אחידה של היונים מייצרת שיפוע אלקטרוכימי על פני הממברנה המייצר מקור לאנרגיה פוטנציאלית.

לבסוף, תעלות יון מגודרות של מינים יונים מאפשרים זרמים יוניים לזרום מונעים על ידי שיפועים אלקטרוכימיים דרך תעלות קרום אלה.

שלבים

פוטנציאל מנוחה

כאשר לא מועבר פוטנציאל פעולה, הממברנה של הנוירון נמצאת במנוחה. במקרה זה הנוזל התוך תאי (ציטופלזמה) והנוזל החוץ תאי מכילים ריכוזים שונים של יוני אורגניים.

התוצאה היא שהשכבה החיצונית של הקרום בעלת מטען חיובי ואילו לשכבה הפנימית יש מטען שלילי, כלומר הקרום במנוחה "מקוטב". לפוטנציאל המנוחה הזה יש ערך של -70mv, כלומר הפוטנציאל שבתא הוא 70 מגה-וולט שלילי יותר מהפוטנציאל החוץ תאי.

כניסת Na + ויציאת K + בדרך כלל קיימות בתא עקב השפעת שיפוע הריכוז (הובלה פעילה). ככל שיש יותר Na + מחוץ לתא, הוא נוטה להיכנס וככל שיש יותר K + בתא, הוא נוטה לצאת כדי להשוות את ריכוזו משני צידי הממברנה.

הריכוז היוני השונה נשמר על ידי פעולתו של חלבון ממברנה המכונה "משאבת נתרן ואשלגן". כדי לשמור על ההבדל הפוטנציאלי, משאבת Na + ו- K + מסלקת 3 יוני + Na מהתא עבור כל שני K + שהיא מציגה.

היווצרות דחף עצבי

כאשר מוצג גירוי באזור הקולטן של הממברנה העצבית, נוצר פוטנציאל מחולל המגדיל את החדירות ל Na + בממברנה.

אם פוטנציאל זה עולה על סף הריגוש הנמצא בין 65 ל -55 mV, נוצר דחף עצבי וה Na + מוחדר כל כך מהר שאפילו משאבת Na + ו- K + אינה מופעלת.

הזרימה האדירה של Na + טעינה חיובית גורמת להתהפכות של המטענים החשמליים שהוזכרו לעיל. תופעה זו ידועה בשם דה-קיטוב ממברנות. האחרון, עוצר בסביבות +40mv.

כשמגיעים לסף, נוצר תמיד BP רגיל, מכיוון שאין דחפים עצביים גדולים או קטנים, כתוצאה מכך כל פוטנציאל הפעולה שווה. אם לא מגיעים לרף, לא קורה כלום, המכונה עקרון "הכל או כלום".

הרשות היא קצרה מאוד שנמשכת 2 עד 5 אלפיות השנייה. העלייה בחדירות הממברנה ל- Na + נפסקת במהירות מכיוון שתעלות Na + מושבתות והחדירות ליוני K הזורמים מהציטופלזמה גוברת, ומבססת מחדש את פוטנציאל המנוחה.

הסטת דחפים

הדחף אינו נשאר בקרום העצבוני בו הוא נוצר כתוצאה מפוטנציאל גנרטור, אלא במקום זאת עובר דרך הממברנה לאורך הנוירון עד שהוא מגיע לקצה האקסון.

העברת הדחף מורכבת מתנועתו בצורה של גלים חשמליים לאורך סיבי העצב. ברגע שהוא מגיע לרגלי המסוף של האקסון, עליו לחצות סינפסה, הנעשית באמצעות מוליכים עצביים כימיים.

ה- AP עובר לאורך סיבי העצב ברציפות, אם אין לו מיאלין, עם זאת, אם כן, שכבות המיאלין מבודדות את קרום סיבי העצבים על כל שטח הפנים שלה, למעט ב nodules של Ranvier. הרשות הפלסטינית במצב זה מתקדמת בקפיצות מצומת אחד למשנהו, המכונה הולכה מליחה.

הולכה מסוג זה חוסכת אנרגיה רבה ומגדילה את מהירות הדחף וההעברה של המידע מאחר ודה-קיטוב מתרחש רק בצמתים של Ranvier. מהירויות של עד 120 מ 'לשנייה נרשמו, ואילו עבור סיבים שאינם מכוסים במיאלין המהירות המשוערת היא 0.5 מ"ש / שניה.

שידור סינפטי

זרימת הדחף העצבי עוברת מהקצה האפרוני של הנוירון המורכב מהגוף והדנדריטים לקצה האפקטיבי שנוצר על ידי האקסון וענפי הבטוחות שלו. הקצות האקסונליים שבקצותיהם רגלי המסוף או כפתורי הסינפטי כלולים כאן.

אזור המגע בין נוירון אחד למשנהו או בין נוירון לתא שריר או בלוטה נקרא סינפסה. להופעת הסינפסה, מעביר עצבים תפקיד בסיסי כך שלמסר המועבר יש המשכיות על סיבי העצבים.

התנהגות מחזורית של דחף

בעיקרו של דבר, פוטנציאל פעולה הוא שינוי הקוטביות של הממברנה משלילית לחיובית וחזרה לשלילית במחזור שנמשך בין 2 ל 5 אלפיות השנייה.

כל מחזור כולל שלב עולה של קיטוב, שלב יורד של קיטוב מחדש ושלב תת-יורד הנקרא היפר-קיטוב בדמויות מתחת ל -70 מגה-ליטרה.

מאפיינים

דחף העצבים הוא מסר אלקטרוכימי. זו הודעה מכיוון שיש מקבל ושולח והיא אלקטרוכימית מכיוון שיש רכיב חשמלי ורכיב כימי.

באמצעות דחף העצבים (פוטנציאל פעולה), נוירונים מעבירים מידע במהירות ובמדויק כדי לתאם את פעולות כל גוף האורגניזם.

הרשות הפלסטינית אחראית על כל זיכרון, תחושה, מחשבה ותגובה מוטורית. זה ברוב המקרים מתרחש במרחקים גדולים לשליטה בתגובות אפקט הכוללות פתיחת תעלות יון, התכווצות שרירים ואקזיטוזיס.

הפניות

1. אלקרז, VM (2000). מבנה ותפקוד מערכת העצבים: קליטה חושית ומצבי האורגניזם. UNAM.
2. Bacq, ZM (2013). העברת כימית של דחפים עצביים: מערכון היסטורי. אלזביאר.
3. בראון, א.ג. (2012). תאי עצב ומערכות עצבים: היכרות עם מדעי המוח. ספרינגר מדע ומדיה עסקית.
4. Kolb, B., & Whishaw, IQ (2006). נוירופסיכולוגיה אנושית. פנמריקנית רפואית אד.
5. מקומאס, א '(2011). הניצוץ של גלווני: סיפור דחף העצבים. הוצאת אוניברסיטת אוקספורד.
6. מוריס, CG, & Maisto, AA (2005). מבוא לפסיכולוגיה . פירסון חינוך.
7. Randall, D., Burggren, W., & French, K. (2002). אקרט. פיזיולוגיה של בעלי חיים: מנגנונים והתאמות. גרסה רביעית. מקגרו היל אינטרמריקנה, ספרד.
8. Toole, G., and Toole, S. (2004). ביולוגי חיוני ל- OCR. נלסון תורנס.