نزع الاستقطاب

ال نزع الاستقطاب هو إلغاء اختلافات الشحنة على جانبي الغشاء لخلية عصبية أو عضلية. يتغير جهد الغشاء إلى جهد أقل سلبية. في أمراض مثل الصرع ، يتغير سلوك إزالة الاستقطاب من الخلايا العصبية.

ما هو نزع الاستقطاب؟

يوجد الاستقطاب بين جانبي غشاء الخلية العصبية السليم في حالة الراحة ، والتي يشار إليها أيضًا باسم إمكانات الغشاء. ينتج عن فصل الشحنات أقطاب كهربائية في غشاء الخلية. نزع الاستقطاب هو فقدان هذه الخصائص كما يحدث في بداية التحفيز. أثناء إزالة الاستقطاب ، يتم إلغاء الفرق في الشحنة بين جانبي الغشاء البيولوجي لفترة قصيرة.

في علم الأعصاب ، يُفهم إزالة الاستقطاب على أنه يعني التغيير في إمكانات الغشاء إلى قيم موجبة أو أقل سلبية ، كما يحدث عند تمرير جهد فعل. تتم إعادة بناء الاستقطاب الأصلي في نهاية هذه العملية وتُعرف أيضًا باسم عودة الاستقطاب.

إن نقيض إزالة الاستقطاب هو ما يُعرف باسم فرط الاستقطاب ، حيث يصبح التوتر بين داخل وخارج الغشاء البيولوجي أقوى ، وبالتالي يرتفع فوق توتر جهد الراحة.

الوظيفة والمهمة

دائمًا ما تكون أغشية الخلايا السليمة مستقطبة وبالتالي يكون لها إمكانات غشائية. ينتج هذا الغشاء المحتمل عن تركيز أيون مختلف على جانبي الغشاء. على سبيل المثال ، توجد مضخات الأيونات في غشاء الخلية للخلايا العصبية. تخلق هذه المضخات بشكل دائم توزيعًا غير متساوٍ على سطح الغشاء ، والذي يختلف عن الشحنة الموجودة داخل الغشاء. يوجد داخل الخلايا فائض من الأيونات السالبة ويكون غشاء الخلية موجب الشحنة من الخارج أكثر من الداخل. ينتج عن هذا فرق جهد سلبي.

يتميز غشاء الخلية للخلايا العصبية بنفاذية انتقائية وبالتالي فهو قابل للنفاذ بشكل مختلف لشحنات مختلفة. بسبب هذه الخصائص ، يكون للخلايا العصبية إمكانات غشاء كهربائي. في حالة الراحة ، يُطلق على إمكانات الغشاء إمكانات الراحة وهي حوالي -70 مللي فولت.

يتم إزالة الاستقطاب من الخلايا الموصلة كهربائيا بمجرد أن تصل إلى جهد الفعل. تضعف شحنة الغشاء أثناء إزالة الاستقطاب ، حيث تنفتح القنوات الأيونية. تتدفق الأيونات إلى الغشاء عبر القنوات المفتوحة عن طريق الانتشار وبالتالي تقلل من الإمكانات الحالية. تتدفق أيونات الصوديوم ، على سبيل المثال ، إلى الخلية العصبية.

يوازن هذا التحول في الشحنة إمكانات الغشاء وبالتالي يعكس الشحنة. بالمعنى الواسع ، لا يزال الغشاء مستقطبًا أثناء جهد الفعل ، ولكن في الاتجاه المعاكس.

في الخلايا العصبية ، يكون نزع الاستقطاب إما لا شعوري أو فوق العتبة. العتبة يتوافق مع عتبة المحتملة لفتح القنوات الأيونية. عادة ما تكون العتبة المحتملة حوالي −50 mV. القيم الأكبر تنقل القنوات الأيونية إلى الفتحة وتطلق جهد فعل. يتسبب نزع الاستقطاب اللاشعوري في عودة إمكانية الغشاء إلى إمكانات غشاء الراحة ولا يؤدي إلى أي جهد فعل محتمل.

بالإضافة إلى الخلايا العصبية ، يمكن أيضًا إزالة استقطاب الخلايا العضلية عندما تصل إلى جهد فعل. ينتقل الإثارة من الألياف العصبية المركزية إلى ألياف العضلات عبر اللوح الحركي. تحتوي اللوحة الطرفية على قنوات كاتيون يمكنها توصيل أيونات الصوديوم والبوتاسيوم والكالسيوم. قبل كل شيء ، تتدفق تيارات أيونات الصوديوم والكالسيوم عبر القنوات بسبب قوىها الدافعة الخاصة وبالتالي تزيل استقطاب خلية العضلات.

في الخلية العضلية ، تزداد إمكانات اللوحة النهائية من إمكانات غشاء الراحة إلى ما يسمى بإمكانية المولد. هذا جهد كهربائي ، على عكس جهد الفعل ، ينتشر بشكل سلبي عبر غشاء ألياف العضلات. إذا كانت إمكانات المولد أعلى من العتبة ، فإن فتح قنوات الصوديوم يخلق جهد فعل وتتدفق أيونات الكالسيوم. هذه هي الطريقة التي يحدث بها تقلص العضلات.

الامراض والاعتلالات

في أمراض الجهاز العصبي مثل الصرع ، يتغير سلوك إزالة الاستقطاب الطبيعي للخلايا العصبية. الاستثارة المفرطة هي النتيجة. تتميز نوبات الصرع بإفرازات غير طبيعية للجمعيات العصبية التي تعطل النشاط الطبيعي لمناطق الدماغ. وهذا يؤدي إلى تصورات غير عادية واضطرابات في المهارات الحركية والتفكير والوعي.

يؤثر الصرع البؤري على الجهاز الحوفي أو القشرة المخية الحديثة. يطلق ناقل الحركة الجلوتاماتيكي إمكانات مثيرة لما بعد المشبكي مع سعة عالية في هذه المناطق. وبهذه الطريقة يتم تنشيط قنوات الكالسيوم الخاصة بالغشاء وتخضع لعملية إزالة الاستقطاب طويلة الأمد. بهذه الطريقة ، يتم تشغيل دفعات عالية التردد من جهود العمل ، لأنها من سمات الصرع.

ينتشر النشاط غير الطبيعي في مجموعة تتكون من عدة آلاف من الخلايا العصبية. يساهم الاتصال التشابكي المتزايد للخلايا العصبية أيضًا في توليد النوبات. وينطبق الشيء نفسه على خصائص الغشاء الجوهري غير الطبيعية ، والتي تؤثر بشكل أساسي على القنوات الأيونية. غالبًا ما يتم تغيير آليات النقل المشبكي من حيث تعديلات المستقبلات. من المحتمل أن تكون النوبات المستمرة نتيجة لأنظمة الحلقة المشبكية التي يمكن أن تشمل مناطق أكبر من الدماغ.

لا تتغير خصائص إزالة الاستقطاب للخلايا العصبية في حالات الصرع فقط. العديد من الأدوية لها أيضًا تأثيرات على إزالة الاستقطاب وتظهر إما في استثارة مفرطة أو ناقصة. تشمل هذه الأدوية ، على سبيل المثال ، مرخيات العضلات ، التي تسبب الاسترخاء التام لعضلات الهيكل العظمي عن طريق التدخل في الجهاز العصبي المركزي.

الإعطاء شائع في حالات التشنج الشوكي ، على سبيل المثال. مرخيات العضلات المزيلة للاستقطاب على وجه الخصوص لها تأثير محفز على مستقبلات العضلات وبالتالي تبدأ في إزالة الاستقطاب طويلة الأمد. في البداية ، تنقبض العضلات بعد تناول الدواء وتتسبب في حدوث رعشات غير متناسقة في العضلات ، ولكن بعد ذلك بوقت قصير تسبب شللًا رخوًا في العضلات المعنية. نظرًا لاستمرار استقطاب العضلات ، تصبح العضلة غير مهتمة للحظات.