يعتمد عمل أعضاء وأنسجة الجسم على العديد من العوامل. تعتمد بعض الخلايا (الخلايا العضلية القلبية والأعصاب) على انتقال النبضات العصبية المتولدة في مكونات أو عقد خلوية خاصة. أساس الدافع العصبي هو تكوين موجة معينة من الإثارة تسمى جهد الفعل.
ما هذا؟
يُطلق على جهد الفعل عادةً موجة الإثارة التي تنتقل من خلية إلى أخرى. بسبب تكوينه ومروره عبر أغشية الخلايا ، يحدث تغيير قصير المدى في شحنتها (عادةً ، الجانب الداخلي من الغشاء مشحون سالبًا ، والجانب الخارجي مشحون إيجابياً). تساهم الموجة المتولدة في تغيير خصائص القنوات الأيونية للخلية مما يؤدي إلى إعادة شحن الغشاء. في اللحظة التي يمر فيها جهد الفعل عبر الغشاء ، هناك تغيير قصير المدى في شحنته ، مما يؤدي إلى تغيير في خصائص الخلية.
تشكل هذه الموجة أساس عمل الألياف العصبية ، وكذلك نظام ممرات القلب.
عندما يكون تكوينها مضطربًا ، تتطور العديد من الأمراض ، مما يجعل تحديد إمكانات الفعل ضروريًامجمع من إجراءات التشخيص والعلاج.
كيف يتم تشكيل إمكانات الفعل وما هي خصائصها؟
تاريخ البحث
بدأت دراسة حدوث الإثارة في الخلايا والألياف منذ زمن بعيد. أول من لاحظ حدوثه كان علماء الأحياء الذين درسوا تأثيرات المنبهات المختلفة على العصب الظنبوبي المكشوف للضفدع. لاحظوا أنه عند التعرض لمحلول مركز من ملح الطعام ، لوحظ تقلص العضلات.
في المستقبل ، استمر البحث من قبل أطباء الأعصاب ، لكن العلم الرئيسي بعد الفيزياء الذي يدرس إمكانات الفعل هو علم وظائف الأعضاء. لقد كان علماء الفسيولوجيا هم الذين أثبتوا وجود جهد فعل في خلايا القلب والأعصاب.
كما تعمقنا في دراسة الإمكانات ، ثبت أيضًا وجود إمكانات الراحة.
منذ بداية القرن التاسع عشر ، بدأ إنشاء طرق للكشف عن وجود هذه الإمكانات وقياس حجمها. حاليًا ، يتم إجراء تثبيت ودراسة إمكانات العمل في دراستين مفيدتين - إزالة مخطط كهربية القلب وتخطيط كهربية الدماغ.
آلية العمل المحتملة
يحدث تكوين الإثارة بسبب التغيرات في تركيز أيونات الصوديوم والبوتاسيوم داخل الخلايا. عادة ، تحتوي الخلية على بوتاسيوم أكثر من الصوديوم. تركيز أيونات الصوديوم خارج الخلية أعلى بكثير من تركيزه في السيتوبلازم. تساهم التغييرات الناتجة عن جهد الفعل في تغيير شحنة الغشاء ، مما يؤدي إلى تدفق أيونات الصوديوم إلى الخلية. و لهذاتتغير الشحنات خارج الخلية وداخلها (يتم شحن السيتوبلازم بشكل إيجابي ، والبيئة الخارجية مشحونة سلبًا.
يتم ذلك لتسهيل مرور الموجة عبر الخلية.
بعد انتقال الموجة عبر المشبك ، تنعكس الشحنة بسبب التيار داخل خلية أيونات الكلوريد سالبة الشحنة. تتم استعادة المستويات الأولية من الشحنة خارج الخلية وداخلها ، مما يؤدي إلى تكوين إمكانية الراحة.
فترات راحة وإثارة بديلة. في الخلية المرضية ، كل شيء يمكن أن يحدث بشكل مختلف ، وتكوين الـ AP هناك سوف يخضع لقوانين مختلفة إلى حد ما.
مراحل PD
يمكن تقسيم مسار جهد العمل إلى عدة مراحل.
تستمر المرحلة الأولى حتى يتم تكوين مستوى حرج من إزالة الاستقطاب (يحفز جهد فعل المرور التفريغ البطيء للغشاء ، والذي يصل إلى المستوى الأقصى ، عادة حوالي -90 ميغا فولت). هذه المرحلة تسمى prespike. يتم تنفيذه بسبب دخول أيونات الصوديوم إلى الخلية.
المرحلة التالية ، ذروة الجهد (أو السنبلة) ، تشكل قطعًا مكافئًا بزاوية حادة ، حيث يعني الجزء الصاعد من الجهد إزالة الاستقطاب من الغشاء (سريعًا) ، والجزء التنازلي يعني عودة الاستقطاب.
المرحلة الثالثة - إمكانية التتبع السلبية - تُظهر إزالة الاستقطاب (الانتقال من ذروة نزع الاستقطاب إلى حالة السكون). ناتج عن دخول أيونات الكلوريد إلى الخلية.
في المرحلة الرابعة مرحلة إيجابيةإمكانية التتبع ، تعود مستويات شحن الغشاء إلى الأصل.
هذه المراحل التي تحددها إمكانية العمل تتبع بدقة واحدة تلو الأخرى.
وظائف العمل المحتملة
مما لا شك فيه أن تطوير إمكانات الفعل مهم في عمل خلايا معينة. تلعب الإثارة دورًا رئيسيًا في عمل القلب. بدونها ، يكون القلب ببساطة عضوًا غير نشط ، ولكن بسبب انتشار الموجة عبر جميع خلايا القلب ، يتقلص ، مما يساعد على دفع الدم عبر قاع الأوعية الدموية ، مما يثري جميع الأنسجة والأعضاء به.
لا يستطيع الجهاز العصبي أيضًا أداء وظيفته بشكل طبيعي بدون جهد فعل. لا تستطيع الأعضاء استقبال إشارات لأداء وظيفة معينة ، ونتيجة لذلك ستكون ببساطة عديمة الفائدة. بالإضافة إلى ذلك ، فإن التحسن في نقل النبضات العصبية في الألياف العصبية (ظهور المايلين واعتراضات رانفييه) جعل من الممكن إرسال إشارة في غضون أجزاء من الثانية ، مما أدى إلى تطور ردود الفعل والوعي. حركات
بالإضافة إلى أنظمة الأعضاء هذه ، يتشكل جهد الفعل أيضًا في العديد من الخلايا الأخرى ، لكنه يلعب دورًا فيها فقط في أداء الوظائف المحددة للخلية.
صعود جهد الفعل في القلب
القلب هو العضو الرئيسي الذي يعتمد عمله على مبدأ تكوين جهد الفعل. نظرًا لوجود عُقد لتكوين النبضات ، يتم تنفيذ عمل هذا العضو ، وتتمثل وظيفته في توصيل الدم إلى الأنسجة والسلطات.
يتم إنشاء جهد الفعل في القلب عند العقدة الجيبية. يقع عند التقاء الوريد الأجوف في الأذين الأيمن. من هناك ، ينتشر الدافع على طول ألياف نظام التوصيل للقلب - من العقدة إلى الموصل الأذيني البطيني. يمر النبض على طول حزمة له ، بشكل أكثر دقة ، على طول ساقيه ، إلى البطينين الأيمن والأيسر. في سمكها مسارات أصغر - ألياف بركنجي ، والتي من خلالها تصل الإثارة إلى كل خلية من خلايا القلب.
جهد عمل خلايا عضلة القلب مركب ، أي يعتمد على تقلص جميع خلايا أنسجة القلب. في حالة وجود كتلة (ندبة بعد نوبة قلبية) ، يتم إزعاج تكوين جهد الفعل ، والذي يتم تسجيله على مخطط كهربية القلب.
الجهاز العصبي
كيف يتكون PD في الخلايا العصبية - خلايا الجهاز العصبي. كل شيء هنا أسهل قليلاً
يتم إدراك الدافع الخارجي من خلال نمو الخلايا العصبية - التشعبات المرتبطة بالمستقبلات الموجودة في كل من الجلد وجميع الأنسجة الأخرى (يحل كل من إمكانات الراحة وإمكانات الفعل محل بعضهما البعض). يثير التهيج تكوين جهد فعل فيها ، وبعد ذلك ينتقل الدافع عبر جسم الخلية العصبية إلى عمليتها الطويلة - المحور العصبي ، ومنه عبر المشابك إلى الخلايا الأخرى. وهكذا تصل موجة الإثارة المتولدة إلى المخ.
من سمات الجهاز العصبي وجود نوعين من الألياف - مغطاة بمايلين وبدون ذلك. حدوث جهد فعل وانتقاله في تلك الألياف حيث يوجد المايلين ،نفذت أسرع بكثير مما كانت عليه في منزوعة الميالين.
تُلاحظ هذه الظاهرة بسبب حقيقة أن انتشار الـ AP على طول الألياف النخاعية يحدث بسبب "القفزات" - يقفز الدافع فوق أقسام المايلين ، مما يقلل مساره نتيجة لذلك ، وبالتالي يتسارع انتشاره
الراحة المحتملة
بدون تطوير إمكانات الراحة ، لن يكون هناك إمكانات فعلية. يُفهم إمكانات الراحة على أنها الحالة الطبيعية غير المستثارة للخلية ، حيث تختلف الشحنات داخل وخارج غشاءها اختلافًا كبيرًا (أي أن الغشاء مشحون بشكل إيجابي بالخارج وشحنة سالبة بالداخل). يُظهر جهد الراحة الفرق بين الشحنات داخل الخلية وخارجها. عادة ، يتراوح من -50 إلى -110 مي فولت. في الألياف العصبية ، تكون هذه القيمة عادةً -70 meV.
بسبب هجرة أيونات الكلوريد إلى الخلية وتكوين شحنة سالبة داخل الغشاء.
عند تغيير تركيز الأيونات داخل الخلايا (كما هو مذكور أعلاه) ، يحل PP محل PD.
عادة ، تكون جميع خلايا الجسم في حالة غير متحمسة ، لذلك يمكن اعتبار تغيير الإمكانات عملية ضرورية من الناحية الفسيولوجية ، لأنه بدونها لا يستطيع الجهاز القلبي الوعائي والجهاز العصبي القيام بأنشطتهما.
أهمية البحث عن إمكانات الراحة والعمل
الراحة المحتملة وإمكانات العمل تسمح لك بتحديد حالة الجسم ، وكذلك الأعضاء الفردية.
يسمح تثبيت جهد الفعل من القلب (تخطيط القلب)تحديد حالته والقدرة الوظيفية لجميع أقسامه. إذا كنت تدرس مخطط كهربية القلب الطبيعي ، يمكنك أن ترى أن جميع الأسنان الموجودة عليه هي مظهر من مظاهر جهد الفعل وإمكانات الراحة اللاحقة (على التوالي ، فإن حدوث هذه الإمكانات في الأذينين يعرض الموجة P ، وانتشار الإثارة في البطينين - الموجة R).
بالنسبة إلى مخطط كهربية الدماغ ، فإن حدوث موجات وإيقاعات مختلفة عليه (على وجه الخصوص ، موجات ألفا وبيتا في الشخص السليم) يرجع أيضًا إلى حدوث إمكانات العمل في الخلايا العصبية في الدماغ.
تسمح هذه الدراسات بالكشف في الوقت المناسب عن تطور عملية مرضية معينة وتحديد ما يقرب من 50 بالمائة من العلاج الناجح للمرض الأصلي.
