وظائف وأنواع الألياف العصبية. نبضات عصبية

جهد الفعل أو النبضة العصبية ، رد فعل محدد يحدث في شكل موجة مثيرة ويتدفق على طول مسار العصب بأكمله. رد الفعل هذا هو استجابة لمحفز. المهمة الرئيسية هي نقل البيانات من المستقبل إلى الجهاز العصبي ، وبعد ذلك يوجه هذه المعلومات إلى العضلات والغدد والأنسجة الصحيحة. بعد مرور النبض ، يصبح الجزء السطحي من الغشاء مشحونًا سالبًا ، بينما يظل الجزء الداخلي موجبًا. وبالتالي ، فإن التغييرات الكهربائية المرسلة بالتتابع تسمى النبضات العصبية.

العمل المثير وتوزيعه يخضع لطبيعة فيزيائية كيميائية. يتم توليد الطاقة لهذه العملية مباشرة في العصب نفسه. هذا يرجع إلى حقيقة أن مرور النبض يستلزم تكوين الحرارة. بمجرد مرورها ، تبدأ حالة التلاشي أو المرجعية. حيث لا يستطيع العصب إجراء التحفيز في جزء من الثانية فقط. تتراوح السرعة التي يمكن أن يصل بها الدافع من 3 م / ث إلى 120 م / ث.

الألياف التي تمر من خلالها الإثارة لها غمد محدد. بشكل تقريبي ، يشبه هذا النظام كابلًا كهربائيًا. في تكوينه ، يمكن أن يكون الغمد نقيًا وخاليًا من الميالين. أهم مكون في غمد المايلين هو المايلين ، الذي يلعب دور العازل.

تعتمد سرعة انتشار النبض على عدة عوامل ، على سبيل المثال ، على سماكة الألياف ، وكلما كانت أكثر سمكًا ، كلما تطورت السرعة بشكل أسرع. عامل آخر في تسريع التوصيل هو الميالين نفسه. لكن في الوقت نفسه ، لا يقع على السطح بالكامل ، ولكن في أقسام ، كما لو كان ممدودًا. وبناء على ذلك ، بين هذه المناطق هناك تلك التي تبقى "عارية". يحملون التيار من المحور العصبي.

المحور العصبي هو عملية يتم من خلالها نقل البيانات من خلية إلى أخرى. يتم تنظيم هذه العملية بمساعدة المشبك - وهو اتصال مباشر بين الخلايا العصبية أو الخلايا العصبية والخلية. هناك أيضًا ما يسمى بالفضاء أو الفجوة المشبكية. عندما تصل نبضة مهيجة إلى خلية عصبية ، يتم إطلاق الناقلات العصبية (جزيئات التركيب الكيميائي) أثناء التفاعل. يمرون عبر الفتحة المشبكية ، ويسقطون في النهاية على مستقبلات الخلايا العصبية أو الخلية التي يجب نقل البيانات إليها. أيونات الكالسيوم ضرورية لتوصيل النبضات العصبية ، لأنه بدون ذلك لا يوجد إطلاق للناقل العصبي.

يتم توفير الجهاز اللاإرادي بشكل أساسي من خلال الأنسجة غير الميالينية. من خلالهم ، ينتشر الإثارة باستمرار وباستمرار.

يعتمد مبدأ النقل على ظهور مجال كهربائي ، وبالتالي ، ينشأ احتمال يهيج غشاء القسم المجاور وما إلى ذلك عبر الألياف.

في هذه الحالة ، لا يتحرك جهد الفعل ، لكنه يظهر ويختفي في مكان واحد. سرعة النقل على هذه الألياف هي 1-2 م / ث.

قوانين السلوك

هناك أربعة قوانين أساسية في الطب:

• القيمة التشريحية والفسيولوجية. يتم إجراء الإثارة فقط في حالة عدم وجود انتهاك لسلامة الألياف نفسها. إذا لم يتم ضمان الوحدة ، على سبيل المثال ، بسبب التعدي ، وتعاطي المخدرات ، فإن توصيل النبضات العصبية أمر مستحيل.
• تهيج منعزل. يمكن أن تنتقل الإثارة ، بأي حال من الأحوال ، دون أن تنتشر إلى الجوار.
• عقد ثنائي. يمكن أن يكون مسار التوصيل النبضي من نوعين فقط - الطرد المركزي والجذب. لكن في الواقع ، يحدث الاتجاه في أحد الخيارات.
• إعدام بلا إنقاص. الدوافع لا تهدأ ، بمعنى آخر ، يتم إجراؤها دون إنقاص.

كيمياء التوصيل النبضي

يتم التحكم في عملية التهيج أيضًا بواسطة الأيونات ، وخاصة البوتاسيوم والصوديوم وبعض المركبات العضوية. يختلف تركيز موقع هذه المواد ، فالخلية مشحونة سلبًا بالداخل وإيجابية على السطح. ستسمى هذه العملية بالفرق المحتمل. عندما تتقلب الشحنة السالبة ، على سبيل المثال ، عندما تتناقص ، يتم إثارة فرق جهد وتسمى هذه العملية إزالة الاستقطاب.

يستلزم تهيج العصبون فتح قنوات الصوديوم في موقع التهيج. هذا يمكن أن يسهل دخول الجسيمات المشحونة إيجابيا إلى داخل الخلية. وفقًا لذلك ، تنخفض الشحنة السالبة ويحدث جهد فعل أو يحدث نبضة عصبية. بعد ذلك ، تغلق قنوات الصوديوم مرة أخرى.

غالبًا ما وجد أن ضعف الاستقطاب هو الذي يساهم في فتح قنوات البوتاسيوم ، مما يؤدي إلى إطلاق أيونات البوتاسيوم موجبة الشحنة. يقلل هذا الإجراء الشحنة السالبة على سطح الخلية.

تتم استعادة حالة الراحة أو الحالة الكهروكيميائية عند تشغيل مضخات البوتاسيوم والصوديوم ، بمساعدة أيونات الصوديوم التي تغادر الخلية ويدخلها البوتاسيوم.

نتيجة لذلك ، يمكن القول أنه عند استئناف العمليات الكهروكيميائية ، تحدث نبضات ، تكافح على طول الألياف.

ترتبط الظواهر الكهربائية في الأنسجة الحية بالاختلاف في تراكيز الأيونات التي تحمل الشحنات الكهربائية.

حسب المقبول عمومًا نظرية الغشاء لأصل القدرات الحيوية، ينشأ فرق الجهد في الخلية الحية لأن الأيونات الحاملة لشحنات كهربائية موزعة على جانبي غشاء الخلية شبه المنفذ ، اعتمادًا على نفاذه الانتقائي للأيونات المختلفة. يتم النقل النشط للأيونات مقابل تدرج التركيز باستخدام ما يسمى بـ مضخات الأيونات، وهي نظام من الإنزيمات الحاملة. لهذا ، يتم استخدام طاقة ATP.

نتيجة لعمل المضخات الأيونية ، يكون تركيز أيونات K + داخل الخلية أعلى بنسبة 40-50 مرة ، وأيونات Na + - 9 مرات أقل من السائل بين الخلايا. تأتي الأيونات إلى سطح الخلية ، وتبقى الأنيونات بداخلها ، مما ينقل شحنة سالبة إلى الغشاء. وهكذا يتم إنشاؤه يستريح المحتملة، حيث يتم شحن الغشاء الموجود داخل الخلية سلبًا فيما يتعلق بالبيئة خارج الخلية (عادةً ما يتم أخذ شحنتها على أنها صفر). في الخلايا المختلفة ، يتراوح جهد الغشاء من -50 إلى -90 مللي فولت.

إمكانات العمليحدث نتيجة للتقلبات قصيرة المدى في إمكانات الغشاء. يتضمن مرحلتين:

• مرحلة نزع الاستقطابيتوافق مع التغير السريع في إمكانات الغشاء بحوالي 110 مللي فولت. يفسر ذلك حقيقة أنه في موقع الإثارة ، تزداد نفاذية غشاء أيونات الصوديوم بشكل حاد ، منذ أن فتحت قنوات الصوديوم. يندفع تدفق أيونات الصوديوم إلى الخلية ، مما يخلق فرقًا محتملًا بشحنة موجبة على السطح الداخلي والسالب على السطح الخارجي للغشاء. تبلغ إمكانات الغشاء في وقت الوصول إلى الذروة +40 مللي فولت. خلال مرحلة عودة الاستقطاب ، تصل إمكانات الغشاء مرة أخرى إلى مستوى الراحة (الغشاء يستقطب) ، وبعد ذلك يحدث فرط الاستقطاب إلى ما يقرب من -80 مللي فولت.
• مرحلة عودة الاستقطابالجهد يرتبط بإغلاق الصوديوم وفتح قنوات البوتاسيوم. نظرًا لإزالة الشحنات الموجبة مع دفع K + للخارج ، فإن الغشاء يستقطب. يرجع استقطاب الغشاء المفرط إلى مستوى أعلى (أكثر سلبية) من إمكانات الراحة إلى ارتفاع نفاذية البوتاسيوم في مرحلة عودة الاستقطاب. يؤدي إغلاق قنوات البوتاسيوم إلى استعادة المستوى الأولي لإمكانات الغشاء ؛ تعود قيم النفاذية لـ K + و Na + أيضًا إلى القيم السابقة.

إجراء النبضات العصبية

ينتشر فرق الجهد الذي يحدث بين المقاطع المثارة (منزوعة الاستقطاب) والراحة (المستقطبة عادةً) من الألياف على طول طولها بالكامل. في الألياف العصبية غير الملقحة ، تنتقل الإثارة بسرعة تصل إلى 3 م / ث. على المحاور المغطاة بغمد المايلين ، تصل سرعة الإثارة إلى 30-120 م / ث. ترجع هذه السرعة العالية إلى حقيقة أن تيار إزالة الاستقطاب لا يتدفق عبر المناطق المغطاة بغلاف المايلين العازل (المناطق الواقعة بين العقد). يتم توزيع جهد العمل هنا بشكل متقطع.

يتناسب معدل توصيل جهد الفعل على طول محور عصبي مع قطره. في ألياف العصب المختلط ، يتراوح من 120 م / ث (سميكة ، يصل قطرها إلى 20 ميكرومتر ، ألياف نقية) إلى 0.5 م / ث (أنحف ، قطر 0.1 ميكرومتر ، ألياف أميلنية).

توصيل النبضات العصبية على طول الألياف العصبية وعبر المشابك. الجهد العالي الذي يحدث عندما يتم تحفيز المستقبل في الألياف العصبية هو 5-10 مرات أكبر من عتبة التحفيز للمستقبل. يتم ضمان إجراء موجة إثارة على طول الألياف العصبية من خلال حقيقة أن كل جزء لاحق منها يتهيج بسبب الجهد العالي المحتمل للقسم السابق. في الألياف العصبية اللحمية ، لا ينتشر هذا الجهد باستمرار ، ولكن بشكل مفاجئ ؛ يقفز فوق واحد أو حتى عدة اعتراضات لرانفييه ، حيث يقوي. مدة الإثارة بين اعتراضين متجاورين لـ Ranvier تساوي 5-10 ٪ من مدة الجهد العالي المحتمل.

يحدث توصيل النبضات العصبية على طول الألياف العصبية فقط بشرط استمراريتها التشريحية وحالتها الفسيولوجية الطبيعية. انتهاك الخصائص الفسيولوجية للألياف العصبية عن طريق التبريد الشديد أو التسمم بالسموم والأدوية يوقف توصيل النبضات العصبية حتى مع استمراريتها التشريحية.

يتم إجراء النبضات العصبية بشكل منعزل على طول الألياف الحركية والحسية التي تشكل جزءًا من العصب المختلط ، والتي تعتمد على الخصائص العازلة لأغماد المايلين التي تغطيها. في الألياف العصبية غير اللحمية ، ينتشر التيار الحيوي بشكل مستمر على طول الألياف ، وبفضل غمد النسيج الضام ، لا ينتقل من ألياف إلى أخرى. يمكن أن ينتشر الدافع العصبي على طول الألياف العصبية في اتجاهين: جاذب وطرد مركزي. لذلك ، هناك ثلاث قواعد لإجراء الدافع العصبي في الألياف العصبية: 1) الاستمرارية التشريحية والسلامة الفسيولوجية ، 2) التوصيل المعزول ، و 3) التوصيل الثنائي.

بعد 2-3 أيام من فصل الألياف العصبية عن جسم العصبون ، تبدأ في التجدد أو التدهور ، ويتوقف توصيل النبضات العصبية. يتم تدمير الألياف العصبية والميالين ويتم الحفاظ على غمد النسيج الضام فقط. إذا كانت الأطراف المقطوعة للألياف العصبية ، أو العصب ، متصلة ، فبعد انحطاط تلك المناطق المنفصلة عن الخلايا العصبية ، يبدأ ترميم أو تجديد الألياف العصبية من أجسام الخلايا العصبية ، التي منها تنمو في أغشية النسيج الضام المحفوظة. يؤدي تجديد الألياف العصبية إلى استعادة التوصيل النبضي.

على عكس الألياف العصبية ، يتم إجراء النبضات العصبية عبر الخلايا العصبية للجهاز العصبي في اتجاه واحد فقط - من المستقبل إلى العضو العامل. يعتمد ذلك على طبيعة توصيل النبضات العصبية من خلال المشابك. يوجد في الألياف العصبية فوق الغشاء قبل المشبكي العديد من الحويصلات الصغيرة من أستيل كولين. عندما يصل التيار الحيوي إلى الغشاء قبل المشبكي ، تنفجر بعض هذه الحويصلات ، ويمر الأسيتيل كولين عبر أصغر الثقوب في الغشاء قبل المشبكي إلى الشق المشبكي.
هناك مواقع في الغشاء ما بعد المشبكي لها انجذاب خاص للأسيتيل كولين ، مما يتسبب في ظهور مسام مؤقتة في غشاء ما بعد المشبكي ، مما يجعله منفذاً للأيونات مؤقتًا. نتيجة لذلك ، تنشأ الإثارة والجهد العالي في الغشاء ما بعد المشبكي ، والذي ينتشر على طول العصبون التالي أو العضو المعصب. لذلك ، يحدث انتقال الإثارة عبر المشابك كيميائيًا من خلال الوسيط أو الوسيط ، الأسيتيل كولين ، ويتم توصيل الإثارة على طول الخلية العصبية التالية مرة أخرى كهربائيًا.

إن عمل الأسيتيل كولين على توصيل النبضات العصبية عبر المشبك قصير العمر ؛ يتم تدميره بسرعة ، يتحلل بالماء بواسطة إنزيم الكولينستريز.

نظرًا لأن الانتقال الكيميائي لنبضة عصبية في المشبك يحدث خلال جزء من جزء من الألف من الثانية ، يتأخر الدافع العصبي لهذا الوقت في كل مشابك عصبية.

على عكس الألياف العصبية ، حيث يتم نقل المعلومات وفقًا لمبدأ "كل شيء أو لا شيء" ، أي ، بشكل منفصل ، في المشابك العصبية ، يتم نقل المعلومات وفقًا لمبدأ "أكثر أو أقل" ، أي بشكل تدريجي. كلما زاد تكوين الأسيتيل كولين الوسيط إلى حد معين ، زاد تواتر إمكانات الجهد العالي في الخلايا العصبية اللاحقة. بعد هذا الحد ، تتحول الإثارة إلى تثبيط. وهكذا ، فإن المعلومات الرقمية المنقولة على طول الألياف العصبية تمر في نقاط الاشتباك العصبي في قياس المعلومات. قياس الآلات الإلكترونية ،

حيث توجد علاقات معينة بين الكميات المقاسة بالفعل والكميات التي تمثلها ، تسمى تناظرية تعمل على مبدأ "أكثر أو أقل" ؛ يمكننا أن نفترض أن عملية مماثلة تحدث في نقاط الاشتباك العصبي ويحدث انتقالها إلى الرقمية. وبالتالي ، يعمل الجهاز العصبي وفقًا لنوع مختلط: تتم فيه العمليات الرقمية والتناظرية.

يحدث توصيل النبضات العصبية على طول الألياف بسبب انتشار موجة إزالة الاستقطاب على طول غمد العملية. توفر معظم الأعصاب الطرفية ، من خلال أليافها الحسية والحركية ، التوصيل النبضي بسرعة تصل إلى 50-60 م / ث. عملية إزالة الاستقطاب الفعلية سلبية تمامًا ، في حين يتم تنفيذ استعادة إمكانات غشاء الراحة والقدرة على إجراء من خلال تشغيل مضخات NA / K و Ca. يتطلب عملهم ATP ، وهو شرط أساسي لتكوينه هو وجود تدفق الدم القطاعي. يؤدي توقف تدفق الدم إلى العصب على الفور إلى منع توصيل النبضات العصبية.

وفقًا للسمات والوظائف الهيكلية ، تنقسم الألياف العصبية إلى نوعين: غير مملوء ونقي. لا تحتوي الألياف العصبية غير الملقحة على غمد المايلين. قطرها 5-7 ميكرون ، وسرعة التوصيل النبضي - 1-2 م / ث. تتكون ألياف المايلين من أسطوانة محورية مغطاة بغمد المايلين المكون من خلايا شوان. تحتوي الاسطوانة المحورية على غشاء وأكسوبلازم. يتكون غمد المايلين من 80٪ دهون و 20٪ بروتين. لا يغطي غمد المايلين الأسطوانة المحورية بالكامل ، ولكنه ينقطع ويترك مناطق مفتوحة من الأسطوانة المحورية ، والتي تسمى اعتراضات العقد (اعتراضات رانفير). يختلف طول المقاطع بين التقاطع ويعتمد على سمك الألياف العصبية: فكلما كانت أكثر سمكًا ، زادت المسافة بين التقاطع.

اعتمادًا على سرعة توصيل الإثارة ، تنقسم الألياف العصبية إلى ثلاثة أنواع: أ ، ب ، ج.تتمتع ألياف النوع أ بأعلى سرعة لتوصيل الإثارة ، حيث تصل سرعة توصيل الإثارة إلى 120 م / ث ، وبسرعة 3 إلى 14 م / ث ، ج - من 0.5 إلى 2 م / ث.

هناك 5 قوانين للإثارة:

• 1. يجب أن يحافظ العصب على الاستمرارية الفسيولوجية والوظيفية.
• 2. في ظل الظروف الطبيعية ، ينتشر الدافع من الخلية إلى المحيط. هناك توصيل نبضي من جانبين.
• 3. إجراء دافع في عزلة ، أي لا تنقل الألياف النخاعية النبضات إلى الألياف العصبية المجاورة ، ولكن فقط على طول العصب.
• 4. عدم القدرة على التعب النسبي للعصب ، على عكس العضلات.
• 5. معدل الإثارة يعتمد على وجود أو عدم وجود المايلين وطول الألياف.
• 3. تصنيف إصابات الأعصاب الطرفية

الضرر هو:

• أ) الأسلحة النارية: - مباشرة (رصاصة ، تجزئة)
• بوساطة
• - ضرر هوائي
• ب) غير الأسلحة النارية: قطع ، طعنة ، عض ، ضغط ، ضغط - نقص تروية

يوجد أيضًا في الأدبيات تقسيم للإصابات إلى إصابات مفتوحة (جروح ، طعنة ، ممزقة ، مقطوعة ، كدمات ، جروح محطمة) وإصابات مغلقة (ارتجاج ، كدمات ، سحق ، تمدد ، تمزق وخلع) للجهاز العصبي المحيطي.

المشابك- هذه هياكل مصممة لنقل نبضة من خلية عصبية إلى أخرى أو إلى هياكل عضلية وغدية. توفر المشابك العصبية استقطابًا للتوصيل النبضي على طول سلسلة الخلايا العصبية. اعتمادًا على طريقة انتقال النبضاتيمكن أن تكون المشابك كيميائية أو كهربائية (electrotonic).

المشابك الكيميائيةينقل الدافع إلى خلية أخرى بمساعدة مواد نشطة بيولوجيًا خاصة - الناقلات العصبية الموجودة في الحويصلات المشبكية. المحطة المحورية هي الجزء قبل المشبكي ، ومنطقة الخلية العصبية الثانية ، أو أي خلية معصبة أخرى تتصل بها ، هي الجزء بعد المشبكي. تتكون منطقة الاتصال المشبكي بين اثنين من الخلايا العصبية من الغشاء قبل المشبكي ، والشق المشبكي ، والغشاء بعد المشبكي.

المشابك الكهربائية أو الكهربائيةفي الجهاز العصبي للثدييات نادرة نسبيًا. في منطقة هذه المشابك ، يتم توصيل السيتوبلازم للخلايا العصبية المجاورة بواسطة تقاطعات تشبه الفتحة (جهات الاتصال) ، والتي تضمن مرور الأيونات من خلية إلى أخرى ، وبالتالي التفاعل الكهربائي لهذه الخلايا.

تكون سرعة انتقال النبضات بواسطة الألياف المايلينية أكبر من سرعة انتقال النبضات بواسطة الألياف غير المبطنة. تقوم الألياف الرقيقة والفقيرة في المايلين والألياف غير الميالينية بنبض عصبي بسرعة 1-2 م / ث ، بينما ألياف المايلين السميكة - بسرعة 5-120 م / ث.

في الألياف غير المايلينية ، تمر موجة إزالة الاستقطاب من الغشاء على طول محور الإكسولما بأكمله دون انقطاع ، بينما تحدث في الألياف المايلينية فقط في منطقة الاعتراض. وهكذا ، تتميز ألياف المايلين بالتوصيل المملح للإثارة ، أي القفز. يوجد بين الاعتراضات تيار كهربائي ، تكون سرعته أعلى من مرور موجة إزالة الاستقطاب على طول محور الإكسولما.

№ 36 الخصائص المقارنة للتنظيم الهيكلي للأقواس الانعكاسية للجهاز العصبي الجسدي واللاإرادي.

القوس الانعكاسي- هذه سلسلة من الخلايا العصبية ، بما في ذلك بالضرورة الخلايا العصبية الأولى - الحساسة والأخيرة - الحركية (أو الإفرازية). أبسط أقواس منعكسةتتكون من اثنين وثلاث خلايا عصبية ، تغلق عند مستوى جزء واحد من الحبل الشوكي. في قوس منعكس ثلاثي الخلايا العصبية ، يتم تمثيل الخلية العصبية الأولى بخلية حساسة ، والتي تتحرك أولاً على طول العملية المحيطية ، ثم على طول الخلية المركزية ، متجهةً نحو إحدى نوى القرن الظهري للحبل الشوكي. هنا ، يتم نقل النبضة إلى الخلية العصبية التالية ، والتي يتم توجيه العملية من القرن الخلفي إلى الجزء الأمامي ، إلى خلايا نوى (المحرك) للقرن الأمامي. تؤدي هذه العصبون وظيفة موصلة (موصل). ينقل نبضة من عصبون حساس (وارد) إلى عصبون حركي (صادر). يقع جسم العصبون الثالث (الصادر ، المستجيب ، المحرك) في القرن الأمامي للحبل الشوكي ، ومحوره جزء من الجذر الأمامي ، ثم يمتد العصب الفقري إلى العضو العامل (العضلة).

مع تطور النخاع الشوكي والدماغ ، أصبحت الروابط في الجهاز العصبي أكثر تعقيدًا. شكلت أقواس منعكس معقدة متعددة الخلايا العصبية، والتي يشمل تكوينها ووظائفها الخلايا العصبية الموجودة في الأجزاء العلوية من الحبل الشوكي ، وفي نوى جذع الدماغ ، ونصفي الكرة الأرضية ، وحتى في القشرة الدماغية. عمليات الخلايا العصبية التي تنقل النبضات العصبية من النخاع الشوكي إلى نوى وقشرة الدماغ وفي الاتجاه المعاكس حزم ، حزم.