فيديو الدرس: التشابكات العصبية الأحياء

في هذا الفيديو، سوف نتعلم كيف نصف تركيب التشابكات العصبية، ونفسر كيفية انتقال المعلومات عبر التشابكات العصبية.

١٣:٣٩

‏نسخة الفيديو النصية

في هذا الفيديو، سوف نتعرف على تركيب التشابكات العصبية، ونفسر كيفية انتقال المعلومات عبر التشابكات العصبية، ونناقش أهمية الأسيتيل كولين في وظيفة التشابك العصبي. وسوف نتعلم أيضًا لماذا يكون الانتقال عبر التشابكات العصبية أحادي الاتجاه. بعد ذلك، سنحل مسألة تدريبية وسنختتم باستعراض بعض النقاط الرئيسية.

الخلايا العصبية هي خلايا متخصصة تنقل السيالات العصبية إلى جميع أنحاء الجسم. وللقيام بذلك، فإنها تشكل وصلات مع خلايا عصبية أخرى، مكونة بذلك شبكة اتصال داخلية. وتتسم الوصلات التي تتشكل بين خلية عصبية وأخرى بأنها فريدة من نوعها؛ لأنها تلتقي عند مواضع اتصال تسمى التشابكات العصبية، التي تتضمن فراغات أو فجوات صغيرة. التشابك العصبي هو الوصلة بين خليتين عصبيتين أو خلية عصبية وخلية مستجيبة. تستخدم التشابكات العصبية لنقل الإشارات الكيميائية أو الكهربية من خلية عصبية إلى أخرى. ويمكن للخلايا العصبية أن تكون تشابكات عصبية مع خلايا عصبية أخرى أو ألياف عضلية أو خلايا غدية. نرى هنا تشابكًا عصبيًّا بين خليتين عصبيتين. إن قدرتنا على التفكير والتعلم والحفظ والتحرك تعتمد بشكل أساسي على قوة التشابكات العصبية وعددها.

لنلق نظرة عن قرب على المكونات الأساسية للتشابك العصبي. هناك ثلاثة مكونات أساسية للتشابك العصبي. أولًا لدينا الخلية العصبية التي تسبق الوصلة، وتسمى الخلية العصبية قبل التشابكية. وتشير كلمة «قبل» الموجودة في «الخلية العصبية قبل التشابكية» إلى أن هذه الخلية العصبية تقع قبل الوصلة التشابكية. ويوجد بنهاية الخلية العصبية قبل التشابكية نهايات محورية تسمى أيضًا بالأزرار التشابكية. عند الزر التشابكي، يتحول السيال العصبي من إشارة كهربية إلى إشارة كيميائية.

بعد الخلية العصبية قبل التشابكية يوجد الشق التشابكي، وهو المساحة التي تفصل بين خليتين عصبيتين. وتعبر النواقل الكيميائية هذه المساحة أو الفجوة لنقل الإشارة إلى الخلية العصبية التالية. تسمى الخلية العصبية التي تتبع الشق التشابكي بالخلية العصبية بعد التشابكية. وترتبط النواقل الكيميائية بالمستقبلات الموجودة على الزوائد الشجيرية للخلية العصبية بعد التشابكية. ويحفز هذا توليد سيال عصبي جديد في صورة طاقة كهربية في الخلية العصبية بعد التشابكية.

والآن بعد أن عرفنا مكان التشابك العصبي وتركيبه، يمكننا مناقشة كيفية عمله. هذا هو التشابك العصبي بين الخلية العصبية والخلية العضلية. لفهم الوظيفة الأساسية للتشابك العصبي، فإن التشابك العصبي بين الخلية العصبية والخلية العضلية هو أفضل مثال. هذا لأنه أول تشابك عصبي تم اكتشافه. ومن ثم فهو أحد أكثر أمثلة التشابكات العصبية التي خضعت للدراسة.‪‎‬‏ إذن، من خلال التعرف على التشابك العصبي بين الخلية العصبية والخلية العضلية، يمكننا التعرف على السمات الأساسية لجميع التشابكات العصبية، بما في ذلك تلك الموجودة داخل الدماغ.

عند انتقال السيال العصبي، يؤدي وصول جهد الفعالية إلى الزر التشابكي للخلية العصبية قبل التشابكية إلى إزالة استقطابها. وإزالة الاستقطاب تؤدي إلى فتح قنوات أيونات الكالسيوم الحساسة لأي تغيرات تحدث في الجهد، وهو ما يجعل الزر التشابكي منفذًا لأيونات الكالسيوم بدرجة أكبر. ونتيجة لفتح قنوات الكالسيوم، ينتشر الكالسيوم في الزر التشابكي. ويحفز تدفق أيونات الكالسيوم حركة الحويصلات التشابكية داخل الزر التشابكي.

الحويصلات التشابكية هي مكونات صغيرة فرعية تحتوي على نواقل كيميائية تسمى النواقل العصبية التي تفرز في الشق التشابكي. وهي الوعاء الأمثل للنواقل العصبية لأنها تتكون بسهولة داخل الزر التشابكي. تتكون الحويصلات التشابكية من طبقة الفوسفوليبيد المزدوجة للغشاء الخلوي. تساعد البروتينات عادة في اقتطاع جزء صغير من سطح الغشاء الخلوي، مكونة الحويصلة التشابكية. معظم التشابكات العصبية بين الخلية العصبية والخلية العضلية تكون كولينية، والوصف نفسه ينطبق على الناقل العصبي الموجود داخل الحويصلات التشابكية.

تستخدم التشابكات العصبية الكولينية الأسيتيل كولين بوصفه ناقلًا عصبيًّا أساسيًّا بين الخلية العصبية قبل التشابكية والخلية العضلية بعد التشابكية. إذا لاحظت أن كلمة «كولين» تظهر في كل من كلمة «كولينية» و«أسيتيل كولين»، فقد أحسنت! لأن هذه طريقة رائعة لتذكر أن الأسيتيل كولين هو الناقل العصبي الأساسي في التشابكات العصبية الكولينية. وعادة ما يتم اختصار كلمة «أسيتيل كولين» إلى «‪Ach‬‏».

بعد تدفق الكالسيوم إلى الزر التشابكي، تلتحم الحويصلات التشابكية الممتلئة بمادة الأسيتيل كولين بالغشاء قبل التشابكي الأقرب إلى الشق التشابكي. وعندما تلتحم الحويصلة التشابكية بالغشاء قبل التشابكي، تحرر عملية الإخراج الخلوي نواقل الأسيتيل كولين العصبية في الشق التشابكي. وبمجرد دخول الأسيتيل كولين إلى الشق التشابكي، فإنه ينتشر عن طريق النقل السلبي نحو المستقبلات الموجودة في الخلية بعد التشابكية. تحتوي الخلية بعد التشابكية، سواء كانت خلية عصبية أو ليفة عضلية، على قنوات أيونات الصوديوم، وهي قنوات تقع على سطح الغشاء الخلوي. وتحتوي قنوات أيون الصوديوم هذه على موقع مستقبل خاص بالناقل العصبي، وهو الأسيتيل كولين في هذه الحالة.

إن تخصص موقع المستقبل تعني أن الأسيتيل كولين هو فقط الذي يمكنه الارتباط بقنوات أيونات الصوديوم، متسببًا في فتحها. قد تلاحظ أن هذه المستقبلات موجودة على سطح الغشاء الخلوي للخلية بعد التشابكية فقط. ولهذا السبب ينتقل السيال العصبي في اتجاه واحد فقط. يعني هذا الترتيب أن التشابكات العصبية أحادية الاتجاه، وهو ما يساعد على ضمان عدم انتقال السيالات العصبية في الاتجاه الخطأ. لذا فإن الأسيتيل كولين الذي يتحرر في الشق التشابكي ينتقل في اتجاه واحد باتجاه موقع الارتباط في المستقبل الخاص به الموجود على غشاء الخلية بعد التشابكية.

وعندما يرتبط الأسيتيل كولين بموقع المستقبل على قنوات أيونات الصوديوم، فإنه يتسبب في انفتاح قنوات أيونات الصوديوم. وهذا يجعل الخلية بعد التشابكية منفذة بدرجة أكبر لأيونات الصوديوم ويسمح لهذه الأيونات بالانتشار بحرية في الخلية بعد التشابكية. يتسبب تدفق الصوديوم في توليد جهد فعالية في الزوائد الشجيرية للخلية العصبية بعد التشابكية، أو في الألياف العضلية، في هذه الحالة. عندما تكون الخلية بعد التشابكية ليفة عضلية، فإن انتقال جهد الفعالية يؤدي إلى انقباض الخلية العضلية.

بعد انتقال جهد الفعالية إلى الخلية بعد التشابكية، يجب إغلاق قنوات الصوديوم، وهو ما لا يمكن أن يحدث إلا في حالة تكسير الأسيتيل كولين. يحفز إنزيم الأسيتيل كولين إستيريز، الموجود أيضًا في الغشاء بعد التشابكي، التحلل المائي للأسيتيل كولين إلى الكولين وحمض الخليك. ويؤدي تكسير الأسيتيل كولين إلى إغلاق قنوات أيونات الصوديوم وعودتها إلى حالة الراحة التي كانت عليها. وبمجرد إعادة امتصاص الخلية العصبية قبل التشابكية لنواتج تكسير الأسيتيل كولين، يصبح التشابك العصبي جاهزًا لنقل جهد فعالية آخر.

والآن بعد أن أصبحنا على دراية بمكان التشابك العصبي وتركيبة ووظيفته، يمكننا أن نجرب حل مسألة تدريبية.

ما الدور الذي تلعبه الحويصلات التشابكية في الخلية العصبية قبل التشابكية؟ (أ) تخزين النواقل العصبية. (ب) تخزين الإنزيمات. (ج) الارتباط بمواقع المستقبلات الموجودة على الغشاء بعد التشابكي. (د) تحفيز تدفق أيونات الصوديوم.

للإجابة عن هذا السؤال، دعونا نبدأ بمراجعة المكونات الأساسية للتشابك العصبي التي تتضمن الخلية العصبية قبل التشابكية. تسمى الوصلة بين خليتين عصبيتين بالتشابك العصبي. ويتكون التشابك العصبي عادة من ثلاثة أجزاء: النهايات المحورية للخلية العصبية قبل التشابكية، والشق التشابكي، والخلية بعد التشابكية، التي يمكن أن تكون الزوائد الشجيرية لخلية عصبية بعد التشابكية، أو غدة، أو ليفة عضلية. إن قدرتنا على التفكير والتعلم والحفظ والتحرك تعتمد بشكل أساسي على قوة التشابكات العصبية وعددها. وذلك لأن التشابكات العصبية تلعب دورًا رئيسيًّا في نقل السيالات العصبية.

لنقل السيال العصبي من خلية عصبية إلى أخرى، يجب على الخلية العصبية قبل التشابكية أن تحرر نواقل كيميائية متخصصة تسمى النواقل العصبية، وهي موضحة هنا باللون الأخضر. هذه النواقل العصبية قادرة على عبور الشق التشابكي ونقل رسائل السيال العصبي إلى الخلية العصبية التالية. للتأكد من أن النواقل العصبية جاهزة للانتقال عند الحاجة، فإنها تخزن في تراكيب خاصة للتعبئة تسمى الحويصلات التشابكية، التي تتركز عند نهايات الخلايا العصبية قبل التشابكية.

عندما يصل السيال العصبي إلى نهاية الخلية العصبية قبل التشابكية، فإنه يحفز تدفق أيونات الكالسيوم إلى الخلية العصبية قبل التشابكية. ويؤدي تدفق أيونات الكالسيوم إلى التحام الحويصلات التشابكية بغشاء الخلية العصبية قبل التشابكية وتحرير النواقل العصبية في الشق التشابكي. تتحرك النواقل العصبية في اتجاه واحد فقط نحو المستقبلات الموجودة على الغشاء بعد التشابكي، ما يؤدي إلى فتح قنوات أيونات الصوديوم وتوليد السيال العصبي التالي.

مع وضع هذه الحقائق الأساسية في الاعتبار، دعونا نلق نظرة على خيارات الإجابة المتاحة لدينا. حسنًا يمكننا القول إن الدور الذي تلعبه الحويصلات التشابكية في الخلية العصبية قبل التشابكية يتمثل في تخزين النواقل العصبية.

لنختتم حديثنا باستعراض بعض النقاط الرئيسية التي تعلمناها في هذا الفيديو. تكون الخلايا العصبية تشابكات عصبية مع الخلايا العصبية الأخرى أو الألياف العضلية أو الخلايا الغدية. تتكون التشابكات العصبية من الخلية العصبية قبل التشابكية، والشق التشابكي، والخلية بعد التشابكية. الناقل العصبي في التشابك العصبي الكوليني هو الأسيتيل كولين. تتسبب النواقل العصبية التي ترتبط بالمستقبلات الموجودة على الخلية بعد التشابكية في توليد سيال عصبي جديد. يكسر إنزيم الأسيتيل كولين إستيريز الأسيتيل كولين، ومن ثم يعاد تكوينه في الزر التشابكي.

تستخدم نجوى ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. معرفة المزيد حول سياسة الخصوصية لدينا.