فعالیت نورون

بین دو سوی غشای نورون اختلاف پتانسیل الکتریکی وجود دارد. این اختلاف پتانسیل الکتریکی به دلیل وجود یون هایی مانند یون سدیم و پتاسیم و اختلاف تعداد یون هایی است که در دو طرف غشای یک سلول نورون وجود دارد. البته لازمه بدونی که این اختلاف پتانسیل در همه سلول های بدن یافت میشه و این امر محدود به نورون ها نیست!

اختلاف پتاسنیل بین نورون ها چقدره؟ پژوهشگران با قراردادن دو الکترود بسیار ریز در دو سوی غشای آکسون دریافتند، زمانی که نورون در حال فعالیت عصبی نیست، بین دو سوی غشای نورون، اختلاف پتانسیلی معادل ٦٥-  میلی ولت وجود دارد. به این اختلاف پتانسیل، پتانسیل آرامش گفته می شود. اول از همه دقت کنید که عدد منفی به معنای این نیست درون سلول یون منفی وجود داره و بیرون سلول یون مثبت بلکه به این معناست که تعداد یون های مثبت درون سلول نسبت به تعداد یون های بیرون سلول مقدار کمتریه به همین دلیل درون سلول نسبت به بیرون کمتر مثبته یا میتونیم بگیم  درون سلول نسبت به بیرون سلول منفی تره!


علت اختلاف این پتانسیل الکتریکی در حالت پتانسیل آرامش چیه:

۲ علت وجود داره که باعث میشه تعداد یون های مثبت در بیرون از سلول عصبی بیشتر از داخل اون بشه و به این ترتیب داخل نسبت به بیرون منفی تر بشه:

۱. علت اول

 
آکادمی کنکور - پتانسیل عمل

فعالیت پروتئین غشایی به نام پمپ سدیم  پتاسیم است که با صرف انرژی، ۳  یون سدیم )سه بار مثبت (را به خارج و ۲ یون پتاسیم )دو بار مثبت (را به داخل منتقل می کند. توجه داشته باشید که این کار سبب ایجاد اختلاف بار الکتریکی در دو سوی غشا می شود. به این ترتیب تعداد یون های مثبت بیشتری به بیرون از سلول میره همینطور مقدار سدیم بیشتری در بیرون از سلول انباشته میشه و باعث ایجاد یک شیب غلظت از خارج سلول به داخل سلول برای یون های سدیم میشه.درون سلول هم یون های پتاسیم وارد میشه اما نسبت به یون های سدیم مقدار کمتری ، و همچنین پتاسیم بیشتری درون سلول نسبت به بیرون سلول انباشته میشه و باعث ایجاد یک شیب غلظت از داخل به خارج برای یون پتاسیم میشه!

 

 

 


۲.علت دومآکادمی کنکور - پتانسیل آرامش

دلیل دوم این است که در حالت آرامش، نفوذپذیری غشای سلول نسبت به یون های پتاسیم بسیار بیشتر از نفوذپذیری آن نسبت به یون های سدیم است. خب این یعنی چی ؟ اگه یادتون باشه در فصل ۲ سال دوم خوندیم که یون ها برای اینکه از غشای سلول عبور کنند حتما باید از پروتئین های کانالی یا ناقل کمک بگیرند و به طور مستقیم نمی تونن از عرض غشاء رد بشن. خب در اینجا هم تعدادی پروتئین های کانالی در غشای سلول نورون وجود داره که تعداد این کانال ها برای یون های پتاسیم بیشتر از تعداد آن ها برای یون های سدیم است به همین دلیله که می گوییم نفوذ پذیری غشاء نسبت به یون های پتاسیم بیشتر از سدیمه! به این ترتیب بر اساس شیب غلطت و بدون صرف انرژی یون های سدیمی که قبلا توسط پمپ سدیم و پتاسیم به بیرون از سلول برده شده بودند و انباشته شده بودند توسط این کانال ها وارد سلول می شوند و یون های پتاسیمی که توسط پمپ سدیم و پتاسیم وارد سلول شده بودند و درون سلول انباشته شده بودند به بیرون از سلول می روند اما چون تعداد کانال های پتاسیمی بیشتره پس تعداد بیشتری پتاسیم از سلول خارج میشه و تعداد یون سدیم کمتری وارد سلول میشه و درون سلول نسبت به بیرون آن بار مثبت کمتری پیدا میکنه و منفی تر میشه و بیرون سلول نسبت به درون سلول مثبت تر میشه!


پتانسیل عمل

همه چیزایی که در بالا گفتیم درمورد زمانیه که نورون در حالت آرامشه یعنی پیامی رو هدایت نمیکنه! پتانسیل عمل عبارت است از تغییر ناگهانى و شدید اختلاف پتانسیل بین دو سوی غشا. طی این تغییر، در زمان بسیار کوتاهی پتانسیل داخل سلول نسبت به خارج آن مثبت تر می شود و بلافاصله به حالت اول خود برمی گردد؛ یعنى مجدداً داخل سلول نسبت به خارج منفی ترمی شود. چون پتانسیل عمل بعد از تولید در یک نقطه از سلول عصبی، در نقاط مجاور هم ایجاد مى شود و نقطه به نقطه در طول رشتهٔ عصبى سیر مى کند، به آن پیام عصبی نیز گفته می شود.

آکادمی کنکور - نکنه کنکوری نکته: پس پتانسیل عمل در هر زمان در یک نقطه از نورون اتفاق می افته و هیچ وقت به صورت همزمان در کل نورون پتانسیل عمل نداریم.


پتاسنیل عمل چگونه اتفاق می افتد! ؟

قبل از اینکه ببینیم در پتانسیل عمل چه اتفاقی میفته بیاییم با هم دیگه انواع پروتئین های غشایی رو که در غشای نورون وجود داره بررسی کنیم!

انواع پروتئین های غشایی نورون

انواع پروتئین های غشایی نورون

وضعیت در پتانسیل آرامش

وضعیت در پتانسیل عمل

پمپ سدیم پتاسیم

فعال

فعال

کانال های بدون دریچه سدیمی

همیشه باز

همیشه باز

کانال های بدون دریچه پتاسیمی

همیشه باز

همیشه باز

کانال های دریچه دار سدیمی

بسته

در شروع پتاسیل عمل باز و سپس بسته

کانال های دریچه  دار پتاسیمی

بسته

در شروع پتاسیل عمل بسته و سپس باز

 

آکادمی کنکور - نکنه کنکورینکته: پمپ سدیم همیشه فعال است و تنها  ممکنه فعالیتش کم و یا زیاد بشه.آکادمی کنکور - پتانسیل عمل

همونطور که میبینید ما دو نوع کانال دریچه دار سدیمی و پتاسیمی هم داریم این پروتئین ها وقتی همه چی آرومه بسته هستند! ولی وقتی قرار پیامی در طول نورون هدایت بشه به این شکل میشن که طبق نمودار ابتدا کانال های دریچه دار سدیمی باز می شوند خب همونطور که قبلا گفتیم تراکم سدیم در بیرون از سلول بیشتر از درون سلوله پس یهویی(در حدود ۱ هزارم ثانیه) کلی یون سدیم وارد سلول میشه تا جایی که اختلاف پتانسیل سلول ابتدا شروع به کم شدن میکنه و  از ۶۵- به ۰ میرسه و سپس اختلاف پتانسیل سلول شروع به زیاد شدن میکنه و از ۰ به ۴۰+ میرسه! یعنی داخل سلول حسابی نسبت به مایع بین سلولی مثبت تر میشه! به دنبال این عمل ابتدا دریچه های سدیمی بسته میشه و سپس دریچه های پتاسیمی باز میشن  و این دفعه پتاسیمی که درون سلول انباشته شده بود(طی ۲ هزارم ثانیه) از طریق کانال های دریچه دار پتاسیمی از سلول خارج میشه و اختلاف پتانسیل سلول از ۴۰+ به ۶۵- میرسه.

خب حالا یه مشکلی به وجود میاد!؟ و اون اینه که طی پتانسیل عمل با وارد شدن یون سدیم تعداد یون های سدیم در سلول زیاد شده و همچنین تعداد یون های پتاسیم درون سلول کم میشه چون تعداد زیادی به خارج از سلول میرن! در صورتیکه ما در حالت آرامش باید تعداد یون های سدیم در بیرون سلول بیشتر از درون سلول باشه و یون های پتاسیم در درون سلول بیشتر از بیرون سلول! اینجاست که پمپ سدیم - پتاسیم (بعد از مرحله پتانسیل عمل)با فعالیت بیشتر در هر لحظه ۳ یون سدیم رو به بیرون از سلول میفرسته و ۲ یون پتاسیم رو به سلول وارد میکنه تا دوباره وضعیت یون ها رو به حالت اول برگردونه!

 

 

 

 

 

 

 

 


ارتباط نورون ها با یکدیگر و با سلول هاى غیر عصبیآکادمی کنکور - سیناپس

 

تا اینجا هرچی که گفتیم درمورد هدایت پیام در طول یک سلول عصبی یا نورون بود خب  وقتى پیام عصبی به پایانهٔ آکسون می رسد، می تواند به سلول های دیگر منتقل شود. محلی را که در آن یک نورون با سلول دیگر ارتباط برقرار می کند سیناپس می نامند.

در سیناپس ها، سلول نورون به سلول دیگر، نمی چسبد، بلکه بین پایانه ی یک آکسون و سلول دریافت کننده، فاصله ی کمى وجود دارد که به آن فضاى سیناپسى می گویند. در یک سیناپس، نورون انتقال دهنده، نورون پیش سیناپسی و سلول دریافت کننده، سلول پس سیناپسی خوانده می شوند.

آکادمی کنکور - نکنه کنکورینکته: سلول پس سیناپسی می تواند یک نورون، سلول ماهیچهای(میون) و یا غده باشد اما سلول پیش سیناپسی همواره یک نورون است.

آکادمی کنکور - نکنه کنکورینکته: سلول پیش سیناپسی می تواند با دندریت، جسم سلولی و حتی آکسون نورون بعدی سیناپس ایجاد کنید.

انتقال دهنده عصبی:

وقتى جریان عصبى به پایانهٔ آکسونِ نورون پیش سیناپسى مى رسد، باید فضاى سیناپسى را طى کند و به سلول پس سیناپسى منتقل شود. انتقال پیام عصبى از نورون پیش سیناپسى به سلول پس سیناپسى با آزاد شدن ماده اى که انتقال دهندۀ عصبى نام دارد، انجام مى شود.انتقال دهنده های عصبى انواع گوناگونی دارند مثلاً، یکی از انتقال دهنده های اصلی استیل کولین  است.

آکادمی کنکور - سیناپس

استیل کولین: استیل کولین انتقال دهنده عصبی  بین  اعصاب حرکتی و عضلات مخطط است و در بسیاری از سیناپسهای بین نورونها در مغز و دستگاه عصبی خود مختار نیز عمل میکند.

آکادمی کنکور - نکنه کنکورینکته: اگه یادتون باشه انتهای پایانه های آکسون کمی قطور و دارای کیسه های ترشحی هستند. در درون این کیسه ها تعداد زیادی میتوکندری وجود دارند. وجود این میتوکندریها فعالیت زیستی شدید بخش انتهایی آکسون را نشان میدهد.

سوال: اگه انتقال دهنده عصبی تو فضای سیناپسی بمونه چی میشه؟ نمیمونه عزیزم برای مثال استیل کولین در سیناپس فقط مدت کوتاهی اثر میکند زیرا به وسیله آنزیمی تجزیه شده و بی اثر می شود.

. انتقال دهنده هاى عصبى پس از رسیدن به نورون پس سیناپسى، سبب تغییر پتانسیل الکتریکى آن مى شوند. این تغییر ممکن است در جهت فعال کردن یا مهار کردن نورون پس سیناپسى باشد.

آکادمی کنکور - نکنه کنکورینکته: طبق جمله بالا که جمله کتاب درسی است انتقال دهنده عصبی ممکنه همیشه باعث تحریک سلول پس سیناپسی نشه! یا به عبارتی دیگه میتونیم بگیم همه سیناپس ها تحریکی نیستند بلکه بعضی ها سیناپس ها بازدارنده هستند. در بعضی موارد انتقال دهنده های عصبی اثر معکوس دارند در چنین حالاتی انتقال دهنده شیمیایی ترشح شده باعث پلاریزه شدن بیش از حد(هیپرپلاریزاسیون) غشای نورون بعدی میشه یعنی اینکه درون رشته بعدی بیش از حد طبیعی(بار آرامش)بار منفی میگیره و مثلا به ۸۵- میلی ولت میرسه. در این حالت نیروی بیشتری برای تحریک چنین رشته ای لازمه که وجود نداره!به چنین حالتی پتانسیل پس سیناپسی بازدارنده گفته میشه که البته کتاب درسی حرفی در موردش نزده اما دونستنش مهمه!

آکادمی کنکور - نکنه کنکورینکته: نمونه ای از سیناپس های باز دارنده را میتوان در انعکاس های نخاعی مربوط به انقباض عضلات مشاهده کرد. در سیناپسی بین نورون رابط و نورون حرکتی ماهیچه عقب ران سیناپس بازدارنده است.


مولف: علیرضا سیاحی

آبان ۹۴

به این جزوه آموزشی امتیاز دهید:
لطفا برای امتیاز دادن به این مطلب وارد شوید.
تعداد افراد امتیاز دهنده: 10 | امتیاز: 4.1 از 5
سلام و خسته نباشید سلول پیش سیناپسی میتواند پیام را به دندریت و جسم سلولی و اکسون منتقل کند مگر کار اکسون انتقال پیام از جسم سلولی تا انتهای خود نیست ؟ ایا فقط دندریت می تواند پیام را به جسم سلولی ببرد؟ ممنون
سلام سلامت باشید.ببینید اطلاعاتی که در کتاب درسی در رابطه با نورون ها انواع آن و عملکرد آن ها نوشته بسیار محدوده. در واقعیت عملکرد و شکل نورون ها بسیار متفاوت است. دندریت ها به طور معمول گیرنده‌های اصلا نورون ها است و تحریکات دریافتی از سایر نورون ها یا سلول‌های حساسه را به جسم سلولی منتقل می‌کنند با این حال قسمتی از تحریکات ممکنه به طور مستقیم توسط جسم سلولی یا توسط آکسون دریافت بشه پس نمیتوانیم بگوییم فقط دندریت می‌تواند پیام را به جسم سلولی برسونه. همچنین معمول ترین سیناپس ها بین انشعابات انتهایی اکسون یک نورون با دندریت های نورون دیگر است . با وجود این سیناپس بین آکسون با جسم سلولی ، آکسون با آکسون و دندریت با دندریت نیز دیده می‌شود.علاوه بر این سیناپس بین دندریت و سلول های گیرنده تحریکات و آکسون و سلول‌های عضلانی و ترشحی نیز مشاهده می‌گردد.شما اون جمله در کتاب درسی و جزوه سایت رو مد نظر قرار بدید چون منبع کنکور کتاب درسیه موفق باشید. علیرضا سیاحی
سلام.میگم یه جا خوندم ک پمپ سدیم پتاسیم وقت پتاسیل عمل غیرفعال میشن،در حالی ک شما میگید فعال همیشه
سلام.میگم یه جا خوندم ک پمپ سدیم پتاسیم وقت پتاسیل عمل غیرفعال میشن،در حالی ک شما میگید فعال همیشه
سلام.میگم یه جا خوندم ک پمپ سدیم پتاسیم وقت پتاسیل عمل غیرفعال میشن،در حالی ک شما میگید فعال همیشه
سلام. ببخشید میخواستم بدونم graded potential تو این بحث چه معنی میده. من هرچی میگردم نمیتونم معادلش رو پیدا کنم. میشه یه ذره راجع بهش توضیخ بدین؟ تو توضیح کتاب نوشته: محرکی که نورون را از پتانسیل ارامش به عمل میبره. (a trigger that takes a neuron from its resting potential to an action potential)