الإمكانات المثيرة بعد المشبكية

في علم الأعصاب ، الجهد الإثارة بعد المشبكية ( EPSP ) هو جهد ما بعد المشبك الذي يجعل الخلية العصبية ما بعد المشبكية أكثر عرضة لإطلاق جهد الفعل . هذا الاستقطاب المؤقت لجهد الغشاء ما بعد المشبكي ، الناجم عن تدفق الأيونات المشحونة إيجابيا إلى الخلية ما بعد المشبكية، هو نتيجة لفتح قنوات الأيونات التي يتم ربطها بالربيط . هذه هي عكس الجهد الإثارة بعد المشبكية (IPSPs)، والتي تنتج عادة عن تدفق الأيونات السالبة إلى الخلية أو الأيونات الموجبة خارج الخلية. يمكن أن ينتج الجهد الإثارة بعد المشبكية أيضًا عن انخفاض في الشحنات الموجبة الخارجة، بينما ينتج الجهد الإثارة بعد المشبكية أحيانًا عن زيادة في تدفق الشحنة الموجبة. تدفق الأيونات الذي يسبب الجهد الإثارة بعد المشبكية هو تيار ما بعد المشبك الإثارة ( EPSC ).

يتم تصنيف EPSPs، مثل IPSPs، (أي أن لها تأثيرًا إضافيًا). عندما تحدث EPSPs متعددة على رقعة واحدة من الغشاء ما بعد المشبكي، فإن تأثيرها المشترك هو مجموع EPSPs الفردية. تؤدي EPSPs الأكبر إلى استقطاب غشاء أكبر وبالتالي تزيد من احتمالية وصول الخلية ما بعد المشبكية إلى الحد الأقصى لإطلاق جهد الفعل .

تحدث ظاهرة EPSPs في الخلايا الحية كيميائيًا. فعندما تطلق خلية ما قبل المشبك النشطة نواقل عصبية في المشبك، يرتبط بعضها بمستقبلات في الخلية ما بعد المشبك. تحتوي العديد من هذه المستقبلات على قناة أيونية قادرة على تمرير الأيونات المشحونة إيجابيا إما إلى داخل الخلية أو خارجها (تسمى هذه المستقبلات مستقبلات أيونية ). في المشابك المثيرة، تسمح القناة الأيونية عادةً للصوديوم بالدخول إلى الخلية، مما يؤدي إلى توليد تيار ما بعد المشبك المثير . يتسبب هذا التيار المستقطب في زيادة جهد الغشاء، EPSP. ^[1]

الجزيئات المثيرة

الناقل العصبي الأكثر ارتباطًا بـ EPSPs هو حمض الجلوتامات الأميني ، وهو الناقل العصبي المثير الرئيسي في الجهاز العصبي المركزي للفقاريات . ^[2] أدى انتشاره في المشابك المثيرة إلى تسميته بالناقل العصبي المثير. في بعض اللافقاريات ، يعد الجلوتامات الناقل العصبي المثير الرئيسي عند الوصلة العصبية العضلية . [ ^3]^[4] في الوصلة العصبية العضلية للفقاريات، يتم التوسط في EPP ( إمكانات الصفيحة النهائية ) بواسطة الناقل العصبي الأسيتيل كولين ، والذي (إلى جانب الجلوتامات) يعد أحد النواقل الأساسية في الجهاز العصبي المركزي للفقاريات. ^[5] في الوقت نفسه، يعد GABA الناقل العصبي الأكثر شيوعًا المرتبط بـ IPSPs في الدماغ. ومع ذلك، فإن تصنيف النواقل العصبية على هذا النحو غير صحيح من الناحية الفنية، حيث أن هناك العديد من العوامل المشبكية الأخرى التي تساعد في تحديد التأثيرات المثيرة أو المثبطة للناقل العصبي.

EPSPs المصغرة والتحليل الكمي

إن إطلاق حويصلات الناقل العصبي من الخلية قبل المشبكية أمر احتمالي. في الواقع، حتى بدون تحفيز الخلية قبل المشبكية، سيتم إطلاق حويصلة واحدة أحيانًا في المشبك، مما يؤدي إلى توليد إمكانات صفيحة طرفية مصغرة (mEPSPs). كان برنارد كاتز رائدًا في دراسة إمكانات الصفيحة الطرفية المصغرة هذه عند الوصلة العصبية العضلية (غالبًا ما تسمى إمكانات الصفيحة الطرفية المصغرة ^[6] ) في عام 1951، وكشف عن الطبيعة الكمية للانتقال المشبكي . يمكن تعريف الحجم الكمي بعد ذلك على أنه الاستجابة المشبكية لإطلاق الناقل العصبي من حويصلة واحدة، في حين أن المحتوى الكمي هو عدد الحويصلات الفعالة التي يتم إطلاقها استجابةً لنبضة عصبية. ^{[ بحاجة لمصدر ] يشير} التحليل الكمي إلى الأساليب المستخدمة لاستنتاج عدد الكميات المرسلة من الناقل والتي يتم إطلاقها بالنسبة لمشبك عصبي معين وما هو التأثير المتوسط لكل كمية على الخلية المستهدفة، والتي يتم قياسها من حيث كمية الأيونات المتدفقة (الشحنة) أو التغير في جهد الغشاء. ^[7]

خطط التسعير الميدانية

عادةً ما يتم تسجيل EPSPs باستخدام أقطاب كهربائية داخل الخلايا. الإشارة خارج الخلية من خلية عصبية واحدة صغيرة للغاية وبالتالي يكاد يكون من المستحيل تسجيلها في الدماغ البشري. ومع ذلك، في بعض مناطق الدماغ، مثل الحُصين ، يتم ترتيب الخلايا العصبية بطريقة تجعلها تتلقى جميعها مدخلات مشبكية في نفس المنطقة. ولأن هذه الخلايا العصبية في نفس الاتجاه، فإن الإشارات خارج الخلية من الإثارة المشبكية لا تلغي بعضها البعض، بل تتراكم لتعطي إشارة يمكن تسجيلها بسهولة باستخدام قطب كهربائي ميداني. هذه الإشارة خارج الخلية المسجلة من مجموعة من الخلايا العصبية هي الجهد الميداني. في دراسات التعزيز طويل الأمد للحُصين (LTP)، غالبًا ما يتم تقديم أرقام توضح الجهد الميداني EPSP (fEPSP) في الطبقة المشعة من CA1 استجابةً للتحفيز الجانبي لشافر. هذه هي الإشارة التي يراها قطب كهربائي خارج الخلية موضوع في طبقة التشعبات الشجرية القمية للخلايا العصبية الهرمية CA1 . ^[8] تشكل الضمانات شافر مشابك مثيرة على هذه التغصنات، وبالتالي عندما يتم تنشيطها، يكون هناك مصدر للتيار في الطبقة المشعة: EPSP المجالي. يكون انحراف الجهد المسجل أثناء EPSP المجالي سالبًا، بينما يكون EPSP المسجل داخل الخلايا موجبًا. يرجع هذا الاختلاف إلى التدفق النسبي للأيونات (أساسًا أيون الصوديوم) إلى الخلية، والذي في حالة EPSP المجالي يكون بعيدًا عن القطب، بينما في حالة EPSP داخل الخلايا يكون باتجاه القطب. بعد EPSP المجالي، قد يسجل القطب خارج الخلية تغييرًا آخر في الجهد الكهربي يسمى ارتفاع عدد الخلايا والذي يتوافق مع عدد الخلايا التي تطلق إمكانات الفعل (الارتفاع). في مناطق أخرى غير CA1 من الحُصين، قد يكون EPSP المجالي أكثر تعقيدًا وصعوبة في التفسير حيث أن المصدر والمصارف أقل تحديدًا. في مناطق مثل المخطط ، قد يتم أيضًا إطلاق النواقل العصبية مثل الدوبامين ، والأستيل كولين ، وحمض جاما أمينوبوتيريك ، وغيرها، مما يؤدي إلى تعقيد التفسير بشكل أكبر.

انظر أيضا

مراجع

^ تاكاجي، هيروشي. "أدوار القنوات الأيونية في تكامل EPSP في التغصنات العصبية". أبحاث علوم الأعصاب، المجلد 37، العدد 3، 2000، ص 167-171، doi:10.1016/s0168-0102(00)00120-6.
^ Meldrum, BS (أبريل 2000). "الغلوتامات كناقل عصبي في الدماغ: مراجعة الفسيولوجيا وعلم الأمراض". مجلة التغذية . 130 (4S Suppl): 1007S–15S. doi : 10.1093/jn/130.4.1007s . PMID 10736372.
^ Keshishian, H; Broadie K; Chiba A; Bate M (1996). "الوصلة العصبية العضلية لذبابة الفاكهة: نظام نموذجي لدراسة التطور والوظيفة المشبكية". Annu. Rev. Neurosci . 19 : 545–575. doi :10.1146/annurev.ne.19.030196.002553. PMID 8833454.
^ Samoilova, MV; Frolova, EV; Potapjeva, NN; Fedorova, IM; Gmiro, VE; Magazanik, LG (سبتمبر 1997). "أدوية حجب القنوات كأدوات لدراسة مستقبلات الغلوتامات في عضلات الحشرات وخلايا عصبية الرخويات". علم الأعصاب اللافقاري . 3 (2-3): 117-126. doi :10.1007/BF02480366. S2CID 35749805.
^ "الجينوم العصبي لديدان Caenorhabditis elegans". www.wormbook.org .
^ وظيفيًا، تتشابه إمكانات الصفيحة الطرفية المصغرة (mEPPs) وإمكانات الصفيحة الطرفية المصغرة (mEPPs). يُستخدم اسم إمكانات الصفيحة الطرفية لأن دراسات كاتز أُجريت على الوصلة العصبية العضلية ، والتي يُطلق على مكون الألياف العضلية منها عادةً اسم الصفيحة الطرفية الحركية .
^ "سلسلة ندوات مؤسسة MR Bauer 2001-2002". Bio.brandeis.edu . تم الاسترجاع في 2014-01-22 .
^ Bliss, TV, & Lomo, T. (1973). تعزيز طويل الأمد لانتقال التشابك العصبي في المنطقة المسننة للأرنب المخدر بعد تحفيز المسار المثقب. مجلة علم وظائف الأعضاء، 232(2)، 331–356. doi:10.1113/jphysiol.1973.sp010273

روابط خارجية

النقل الكمي في المشابك العصبية العضلية

Original text

Rate this translation

Your feedback will be used to help improve Google Translate

[1] تاكاجي، هيروشي. "أدوار القنوات الأيونية في تكامل EPSP في التغصنات العصبية". أبحاث علوم الأعصاب، المجلد 37، العدد 3، 2000، ص 167-171، doi:10.1016/s0168-0102(00)00120-6.

[pmid10736372-2] Meldrum, BS (أبريل 2000). "الغلوتامات كناقل عصبي في الدماغ: مراجعة الفسيولوجيا وعلم الأمراض". مجلة التغذية . 130 (4S Suppl): 1007S–15S. doi : 10.1093/jn/130.4.1007s . PMID 10736372.

[3] Keshishian, H; Broadie K; Chiba A; Bate M (1996). "الوصلة العصبية العضلية لذبابة الفاكهة: نظام نموذجي لدراسة التطور والوظيفة المشبكية". Annu. Rev. Neurosci . 19 : 545–575. doi :10.1146/annurev.ne.19.030196.002553. PMID 8833454.

[4] Samoilova, MV; Frolova, EV; Potapjeva, NN; Fedorova, IM; Gmiro, VE; Magazanik, LG (سبتمبر 1997). "أدوية حجب القنوات كأدوات لدراسة مستقبلات الغلوتامات في عضلات الحشرات وخلايا عصبية الرخويات". علم الأعصاب اللافقاري . 3 (2-3): 117-126. doi :10.1007/BF02480366. S2CID 35749805.

[5] "الجينوم العصبي لديدان Caenorhabditis elegans". www.wormbook.org .

[6] وظيفيًا، تتشابه إمكانات الصفيحة الطرفية المصغرة (mEPPs) وإمكانات الصفيحة الطرفية المصغرة (mEPPs). يُستخدم اسم إمكانات الصفيحة الطرفية لأن دراسات كاتز أُجريت على الوصلة العصبية العضلية ، والتي يُطلق على مكون الألياف العضلية منها عادةً اسم الصفيحة الطرفية الحركية .

[7] "سلسلة ندوات مؤسسة MR Bauer 2001-2002". Bio.brandeis.edu . تم الاسترجاع في 2014-01-22 .

[8] Bliss, TV, & Lomo, T. (1973). تعزيز طويل الأمد لانتقال التشابك العصبي في المنطقة المسننة للأرنب المخدر بعد تحفيز المسار المثقب. مجلة علم وظائف الأعضاء، 232(2)، 331–356. doi:10.1113/jphysiol.1973.sp010273