ما هو الغشاء المحتملة في الراحة؟
تحدث احتمالية الغشاء عند الراحة أو احتمال الراحة عندما لا يتم تغيير غشاء الخلية العصبية عن طريق إمكانات الحركة المثيرة أو المثبطة.
يحدث عندما لا يرسل العصبونات أي إشارة ، في لحظة راحة. عندما يكون الغشاء في حالة راحة ، يكون داخل الخلية شحنة كهربائية سالبة بالنسبة إلى الخارج.
إمكانات غشاء الراحة ما يقرب من -70 ميكروفولت. هذا يعني أن الجزء الداخلي للخلايا العصبية أقل ب 70 مللي فولت من الخارج. بالإضافة إلى ذلك ، يوجد في هذا الوقت عدد أكبر من أيونات الصوديوم خارج العصبونات وأيونات أخرى من البوتاسيوم.
ماذا يعني غشاء المحتملة؟
من أجل اثنين من الخلايا العصبية لتبادل المعلومات ، فمن الضروري أن تعطى إمكانات العمل. تتكون إمكانية الفعل من سلسلة من التغييرات في غشاء المحور العصبي (إطالة أو "كبل" للخلية العصبية).
تتسبب هذه التغييرات في انتقال العديد من المواد الكيميائية من داخل المحور إلى السائل المحيط به ، ويسمى السائل خارج الخلية. تبادل هذه المواد ينتج تيارات كهربائية.
يتم تعريف إمكانات الغشاء على أنها الشحنة الكهربائية على غشاء الخلايا العصبية. على وجه التحديد ، يشير إلى الفرق في الإمكانات الكهربائية بين داخل وخارج الخلية العصبية.
إمكانات الغشاء في بقية يعني أن الغشاء غير نشط نسبيا ، يستريح. لا توجد إمكانيات فعلية تؤثر عليك في تلك اللحظة.
لدراسة هذا ، استخدم علماء الأعصاب محاور الحبار بسبب حجمها الكبير. لإعطائك فكرة ، فإن محور هذا المخلوق أكبر بمئة مرة من أكبر محور عصبي للثدييات.
يضع الباحثون المحور العصبي العملاق في حاوية بمياه البحر ، لذلك يمكنه البقاء بضعة أيام.
من أجل قياس الشحنات الكهربائية التي ينتجها محور عصبي وخصائصه ، يتم استخدام قطبين. واحد منهم يمكن أن توفر التيارات الكهربائية ، في حين أن آخر يعمل على تسجيل رسالة من محور عصبي. يتم استخدام نوع جيد جدًا من الإلكترود لتجنب أي تلف في المحور العصبي ، يسمى الإلكترود الكهربائي.
إذا تم وضع إلكترود في مياه البحر وإدخال آخر في المحور ، يلاحظ أن هذا الأخير له شحنة سالبة فيما يتعلق بالسائل الخارجي. في هذه الحالة ، يكون الفرق في الحمل الكهربائي 70 mV.
ويسمى هذا الاختلاف غشاء المحتملة. لهذا السبب يقال إن إمكانات الغشاء الهادئ لمحور الحبار هي -70 مللي فولت.
كيف يتم إنتاج إمكانات الغشاء في بقية؟
تبادل الخلايا العصبية الرسائل عبر الكيمياء الكهربائية. هذا يعني أن هناك العديد من المواد الكيميائية داخل الخلايا العصبية وخارجها والتي ، عندما يزيد أو ينخفض دخولها إلى الخلايا العصبية ، إشارات كهربائية مختلفة.
يحدث هذا لأن هذه المواد الكيميائية لها شحنة كهربائية ، ولهذا السبب تُعرف باسم "الأيونات".
الأيونات الرئيسية لنظامنا العصبي هي الصوديوم والبوتاسيوم والكالسيوم والكلور. يحتوي الأولان على شحنة موجبة ، يحتوي الكالسيوم على شحنتين موجبتين وكلور ، شحنة سالبة. ومع ذلك ، هناك أيضًا بعض البروتينات سالبة الشحنة في نظامنا العصبي.
من ناحية أخرى ، من المهم معرفة أن الخلايا العصبية محدودة بواسطة غشاء. هذا يسمح لأيونات معينة بالوصول إلى داخل الخلية ومنع مرور الآخرين. لهذا السبب يُقال إنه غشاء نصف نافذ.
على الرغم من أن تركيزات أيونات مختلفة تحاول تحقيق التوازن على جانبي الغشاء ، إلا أنها تسمح فقط لبعضهم بالمرور عبر قنوات الأيونات الخاصة بهم.
عندما تكون هناك إمكانية غشاء في الراحة ، يمكن لأيونات البوتاسيوم عبور الغشاء بسهولة. ومع ذلك ، في هذا الوقت فإن أيونات الصوديوم والكلور تواجه صعوبة أكبر في المرور. في الوقت نفسه ، يمنع الغشاء جزيئات البروتين سالبة الشحنة من مغادرة داخل العصبونات.
بالإضافة إلى ذلك ، يتم أيضًا بدء مضخة الصوديوم والبوتاسيوم. وهو عبارة عن هيكل ينقل ثلاثة أيونات الصوديوم خارج الخلية العصبية لكل أيوني بوتاسيوم يدخلانها. وبالتالي ، في احتمالية غشاء الراحة ، يتم ملاحظة المزيد من أيونات الصوديوم في الخارج والمزيد من البوتاسيوم داخل الخلية.
تغيير إمكانات الغشاء في الراحة
ومع ذلك ، لكي يتم إرسال الرسائل بين الخلايا العصبية ، يجب أن تحدث تغييرات في الغشاء المحتمل. وهذا هو ، يجب تغيير احتمال الراحة.
يمكن أن يحدث هذا بطريقتين عن طريق إزالة الاستقطاب أو زيادة الاستقطاب. بعد ذلك ، سوف نرى ماذا يعني كل منهم:
إزالة الإستقطاب
لنفترض أنه في الحالة السابقة ، وضع الباحثون منشطًا كهربائيًا في محور عصبي يغير إمكانات الغشاء في مكان محدد.
نظرًا لأن داخل المحور العصبي له شحنة كهربائية سالبة ، إذا تم تطبيق شحنة موجبة في هذا المكان ، فقد يحدث الاستقطاب. وبالتالي ، سيتم تقليل الفرق بين الشحنة الكهربائية من الخارج والداخل من المحور ، مما يعني أن احتمال الغشاء سينخفض.
في الاستقطاب ، يذهب جهد الغشاء للراحة ، لتخفيضه إلى الصفر.
فرط الاستقطاب
بينما ، في فرط الاستقطاب تحدث زيادة في الغشاء المحتمل للخلية.
عندما يتم إعطاء العديد من المنبهات الاستقطاب ، كل واحد منهم يغير من إمكانات الغشاء أكثر من ذلك بقليل. عندما يصل إلى نقطة معينة ، يمكن عكسه فجأة. أي أن الجزء الداخلي من المحور يصل إلى شحنة كهربائية موجبة ويصبح الخارج سالبًا.
في هذه الحالة ، يتم تجاوز إمكانات الغشاء في الراحة ، مما يعني أن الغشاء شديد الاستقطاب (أكثر استقطابًا من المعتاد).
يمكن أن تدوم العملية بأكملها حوالي 2 مللي ثانية ، ومن ثم ترجع إمكانات الغشاء إلى قيمتها العادية.
تُعرف ظاهرة الانقلاب السريع للإمكانات الغشائية بإمكانية الحركة ، وتتضمن نقل الرسائل من خلال المحور إلى الزر الطرفي. وتسمى قيمة الجهد الذي ينتج احتمال عمل "عتبة الإثارة".
