المشابك العصبية: هيكل ، أنواع وكيف يعمل
يتكون المشبك العصبي من اتحاد الأزرار الطرفية لخليتين عصريتين بهدف نقل المعلومات. كلمة المشبك تأتي من sunaptein اليونانية ، مما يعني "وضعت معا".
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. رغم 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 نوع من "الكبل" المطول والرقيق الذي يحمل الرسائل من نواة الخلية العصبية إلى زرها الطرفي.
يمكن لخلية عصبية واحدة تلقي 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. هذه المواد يمكن أن يكون لها آثار 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 الخلية العصبية الحسية الأجسام الساخنة ، لأنها ستحفز التشعبات.
سترسل هذه الخلية العصبية رسائل من خلال محورها إلى أزرارها الطرفية الموجودة في الحبل الشوكي. تطلق الأزرار الطرفية للخلية العصبية الحسية مواد كيميائية تعرف باسم الناقلات العصبية التي تثير العصبونات التي بها سينابتا.
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 لجهاز الإرسال العصبي الناقلات العصبية التي تثير الخلايا العصبية الحركية.
من شأن هذا النوع من الخلايا العصبية إرسال رسائل على طول محورها ، 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 ، ومع ذلك فهي 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 ، يتم مواجهة هذا الإثارة من خلال تثبيط يأتي من بنية أخرى: الدماغ.
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 النخاع الشوكي ، حيث تتشابك الأزرار الطرفية مع interneuron المثبطة. يفرز الناقل العصبي المثبط الذي يقلل من نشاط الخلايا العصبية الحركية ، ومنع انسداد ردود الفعل.
من المهم أن نلاحظ أن هذه مجرد أمثلة. إن العمليات أكثر تعقيدًا (خاصة تلك المثبطة) ، حيث تضم الآلاف من الخلايا العصبية المتورطة فيها.
العمل المحتملة
لكي 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 الجسم لديها شحنة كهربائية ، لكن المحاور فقط هي التي يمكن أن تسبب إمكانات الحركة.
الفرق بين الإمكانات الكهربائية داخل الخلية العصبية وخارجها يُطلق عليه إمكان الغشاء.
تتوسط هذه التغيرات الكهربائية بين الأجزاء الداخلية والخارجية للخلية العصبية بتركيزات الأيونات الموجودة ، مثل الصوديوم والبوتاسيوم.
عندما يحدث انقلاب سريع للغاية في غشاء محتمل ، يتم إنتاج جهد فعلي. وهو يتألف من دفعة كهربائية قصيرة ، والتي 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 نقاط الاشتباك العصبي ، ويتم نقل الرسائل من خلال إطلاق الناقلات العصبية.
تنتشر هذه المواد الكيميائية في الفضاء السائل بين الأزرار الطرفية والأغشية التي تنشئ المشابك.
تسمى الخلية 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 ما يسمى إمكانات متشابك. وهذا هو ، فهي تعديلات في الغشاء المحتمل للخلايا 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 في 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 تقاطعات الفجوة.
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 ناقلات عصبية.
هذه تصل إلى شق متشابك ، لتكون متاحة لهم 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 المضادات العصبية.
وتسمى هذه لأنها لأنها تعدل نشاط العديد من الخلايا العصبية في منطقة معينة من الدماغ. إنهم يفصلون بكميات أكبر ويسافرون مسافات أطول ، وينتشرون على نطاق واسع أكثر من الناقلات 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 التستوستيرون 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 التشابك . أو ، مع العمود الفقري شجيري ، والتي هي نتوءات صغيرة تقع في شجيري في بعض أنواع الخلايا العصبية.
- المشابك الجسدية: في هذه ، زر synapta الطرفي مع سوما أو نواة الخلايا العصبية.
- نقاط الاشتباك العصبي المحوري : يتصل الزر الطرفي للخلية قبل المشبكية بمحور الخلية بعد المشبكي.
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 يتم إنتاج 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 في داخلها.
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 تتسبب في 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 بإطلاق البوتاسيوم أو دخول 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
عادة ما تكون إمكانات ما بعد المشبكي 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 متشابك عن طريق إعادة امتصاصها أو استيعابها من قبل الناقلين في الغشاء قبل المشبكي.
وبالتالي ، فإن كل من الخلايا العصبية قبل المشبكي وما بعد التشابك لها مستقبلات تلتقط وجود المواد الكيميائية من حولها.
هناك مستقبلات ما قبل المشبك تسمى مستقبلات مستقبلية تتحكم في مقدار الناقل العصبي الذي يطلق العصبونات أو توليفها.
