جسيمات باتشيني

الموسوعة الحرة

جسيم باتشيني (يُسمى أيضًا الجسيم الصفائحي ، أو جسيم فاتر-باتشيني ) [ 1 ] هو مستقبل ميكانيكي ذو عتبة منخفضة يستجيب للاهتزاز أو الضغط، ويوجد في الجلد والأعضاء الداخلية الأخرى. [ 2 ] في الجلد، يُعد أحد الأنواع الأربعة الرئيسية للمستقبلات الجلدية .

تتواجد جسيمات باتشيني في الجلد ، وخاصةً على سطحي اليدين والقدمين والذراعين والرقبة. [ 3 ] كما توجد هذه الجسيمات على سمحاق العظام ، ومحافظ المفاصل ، والبنكرياس ، وأعضاء داخلية أخرى، والثدي ، والأعضاء التناسلية ، [ 4 ] والعقد اللمفاوية . [ 5 ]

جسيمات باتشيني هي مستقبلات ميكانيكية سريعة التكيف . وبصفتها مستقبلات طورية، فإنها تستجيب بسرعة ولكن لفترة وجيزة للمنبه، ويتلاشى هذا الاستجابة حتى مع استمرار المنبه. [ 6 ] تستجيب هذه الجسيمات بشكل أساسي للاهتزازات والضغط العميق، وهي حساسة بشكل خاص للاهتزازات عالية التردد. تستشعر مجموعات من هذه الجسيمات تغيرات الضغط (مثل الإمساك بجسم أو تركه). كما أنها تلعب دورًا حاسمًا في الإحساس بالوضع والحركة . [ 1 ] ويمكن استخدام دورها في استشعار الاهتزازات للكشف عن ملمس الأسطح، مثل الخشن والناعم.

بناء

جسيمات باتشيني أكبر حجمًا وأقل عددًا من جسيمات مايسنر وخلايا ميركل وجسيمات روفيني . [ 7 ] قد يصل طولها إلى 2 مم، وقطرها إلى حوالي 1 مم. [ 8 ] وهي بيضاوية أو كروية أو ملتفة بشكل غير منتظم. ويمكن رؤية الجسيمات الأكبر حجمًا منها بالعين المجردة. [ 3 ] ولها حقول استقبال واسعة - تصل مساحتها إلى نصف مساحة راحة اليد. [ 8 ] وفي الجلد، تقع هذه الجسيمات في عمق الأدمة . [ 8 ]

طرف المحور

ترتبط كل جسيمة بمحور عصبي مغلف بالميالين؛ [ 3 ] وهذه بعض من أكبر المحاور العصبية الحسية وأسرعها توصيلاً التي تنشأ من الجلد. [ 8 ]

باتجاه مركز الجسيم، يفقد المحور العصبي أغلفته، وينتهي بانتفاخ طفيف في مركز الجسيم. ويصدر هذا الطرف المحوري نتوءات قصيرة ذات دلالة وظيفية غير معروفة في الفجوات بين الصفائح الداخلية المحيطة؛ وتتجمع الميتوكوندريا الكبيرة والأوعية الدموية الصغيرة بالقرب من هذه النتوءات. [ 3 ]

كبسولة

تتكون الكبسولة من 20 إلى 70  صفيحة من النسيج الضام مرتبة بشكل متمركز حول نهاية المحور العصبي في مركزها، لتشكل بنية تشبه البصلة إلى حد كبير. [ 8 ] تتكون الكبسولة من خلايا ليفية ونسيج ضام ليفي (يتكون أساسًا من شبكة الكولاجين من النوع  الرابع والنوع الثاني  )، مفصولة بمادة جيلاتينية، أكثر من 92% منها ماء. [ 9 ] وتظهر بنمط حلزوني في الصور المجهرية .

إذا أُزيلت كبسولة الجسيم تجريبيًا، فإن نهاية المحور العصبي المُجردة تتكيف ببطء. ولذلك، فإن الكبسولة مسؤولة عن انتقائية الجسيم للمنبهات عالية التردد. وينتج هذا عن انزلاق الصفائح الزلقة فوق بعضها البعض عندما يتعرض الجسيم لتشوه بنيوي بفعل ضغط خارجي، بحيث تتبدد آثار الضغط المستمر سريعًا بواسطة الصفائح، مما يُلغي تشوه نهاية المحور العصبي المركزي نفسه. [ 8 ] وهكذا، تعمل الكبسولة كمرشح تمرير عالي فسيولوجي . [ 3 ]

وظيفة

جسيمات باتشيني هي مستقبلات طورية سريعة التكيف تستشعر تغيرات الضغط الكبيرة والاهتزازات في الجلد . [ 6 ] تتميز جسيمات باتشيني بمجال استقبال واسع على سطح الجلد مع مركز شديد الحساسية. [ 7 ]

تتميز جسيمات باتشيني بحساسية فائقة للاهتزازات، إذ يمكنها استشعارها حتى من مسافة سنتيمترات. [ 7 ] تبلغ حساسيتها المثلى 250  هرتز، وهو نطاق الترددات الذي تولده أطراف الأصابع بفعل الأسطح ذات النتوءات التي يقل حجمها عن 1 ميكرومتر . [ 10 ] [ 11 ] تستجيب جسيمات باتشيني عند الضغط السريع على الجلد، ولكنها لا تستجيب عند ثبات الضغط (بسبب الكبسولة). [ 7 ] يُعتقد أنها تستجيب للتغيرات السريعة في وضعية المفاصل. كما يُعتقد أنها تلعب دورًا في تحديد موقع الإحساس باللمس على الأدوات اليدوية. [ 12 ] 

التحويل الحسي

تستشعر جسيمات باتشيني المؤثرات نتيجةً لتشوه صفائحها في المحفظة واللب الداخلي، مما يؤدي بدوره إلى الضغط على غشاء ( محور ) العصبون الحسي ، مُسبباً انحنائه أو تمدده. [ 13 ] يصل المؤثر الخارجي (تشوه أو قوة على السطح الخارجي للمحفظة) إلى محور العصبون النهائي عبر عملية ترشيح ميكانيكية معقدة. وتتحكم المسافة بين الصفائح الداخلية، وعدد الصفائح الموجودة في المحفظة، والخصائص الميكانيكية الحيوية للصفائح والسائل بين الصفائح، في خصائص هذا المرشح الميكانيكي الذي يؤثر على المؤثر الخارجي. [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] عندما يتشوه غشاء المحور العصبي بفعل الجذع المُرشَّح، نتيجةً لتطبيق أو إزالة المُحفِّز الخارجي، يتولد جهد مولد أو جهد مستقبل، حيث يُشوِّه هذا الجهد غشاء البلازما في نهاية المحور العصبي، مما يؤدي إلى "تسريب" كاتيونات مختلفة عبر قنوات حساسة ميكانيكيًا، وهو ما يُحفِّز جهد المستقبل . يتم تعزيز جهد المستقبل الأولي هذا بواسطة قنوات أيونية مُنشَّطة بالجهد موجودة في النواة الداخلية للجسيم. وأخيرًا، يتم تعديل جهد المستقبل إلى نبضات عصبية أو جهد فعل بمساعدة فتح قنوات أيونات الصوديوم الموجودة في عقدة رانفييه الأولى للمحور العصبي. [ 17 ]

نتيجةً لتوليد جهد مستقبل في المنطقة المستقبلة للعصبون (خاصةً بالقرب من نصف العقدة أو العقدة النصفية للمحور العصبي)، قد يصل الجهد عند عقدة رانفييه الأولى إلى عتبة معينة، مما يُحفز نبضات عصبية أو جهد فعل عند هذه العقدة . غالبًا ما توجد عقدة رانفييه الأولى للجزء المغلف بالميالين من العصبون داخل المحفظة [ 18 ] . ثم ينتقل هذا النبض على طول المحور العصبي من عقدة إلى أخرى باستخدام قنوات الصوديوم ومضخات الصوديوم/البوتاسيوم في غشاء المحور العصبي.

بمجرد إزالة استقطاب المنطقة المستقبلة للعصبون، ستُزال استقطاب العقدة الأولى من عقد رانفييه؛ إلا أنه نظرًا لكونها أليافًا سريعة التكيف، فإن هذا لا يستمر إلى ما لا نهاية، ويتوقف انتشار الإشارة. هذه استجابة متدرجة، بمعنى أنه كلما زاد التشوه، زاد جهد المولد. تُشفّر هذه المعلومات في تردد النبضات، حيث أن التشوه الأكبر أو الأسرع يُحفز ترددًا أعلى للنبضات. تتشكل جهود الفعل عندما يتشوه الجلد بسرعة، ولكن ليس عندما يكون الضغط مستمرًا، وذلك بسبب الترشيح الميكانيكي للمنبه في البنية الصفائحية. تتناقص ترددات النبضات بسرعة وتتوقف قريبًا بسبب ارتخاء الطبقات الداخلية من النسيج الضام التي تغطي نهاية العصب.

اهتزازات السطح

يُعتقد أن جسيمات باتشيني في أقدام الفيلة تُمكّن من التواصل الزلزالي . [ 19 ] كما تستطيع جسيمات باتشيني في الفئران اكتشاف النقر على غصن يبعد 2.5 متر. [ 20 ]

تاريخ

كانت جسيمات باتشيني أول مستقبلات حسية خلوية تم رصدها على الإطلاق. وقد أبلغ عنها لأول مرة عالم التشريح وعالم النبات الألماني أبراهام فاتر وطالبه يوهانس غوتليب ليمان عام 1741، ولكنها سُميت في النهاية نسبةً إلى عالم التشريح الإيطالي فيليبو باتشيني ، الذي أعاد اكتشافها عام 1835. [ 21 ] [ 22 ] كما اكتشفها جون شيكلتون ، أمين الكلية الملكية للجراحين في أيرلندا، قبل باتشيني، ولكن نُشرت نتائجه لاحقًا. [ 21 ] وعلى غرار جسيمات باتشيني، توجد جسيمات هيربست وجسيمات غراندري في أنواع الطيور .

صور إضافية

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 جيرمان، سي.؛ سوتر، ر.؛ نانز، د. (يونيو 2021). "ملاحظات جديدة حول توزيع جسيمات باتشيني في اليدين والقدمين بناءً على التصوير بالرنين المغناطيسي عالي الدقة 7 تسلا لدى متطوعين أصحاء" . علم الأشعة الهيكلية . 50 (6): 1249-1255 . doi : 10.1007/s00256-020-03667-7 . PMC 8035111. PMID 33156397 .  
  2. ↑ كوبو، ر؛ غارسيا-بيكويراس، ج؛ كوبو، ج؛ فيغا، ج.أ. (10 يناير 2021). " الجسيمات الحسية الجلدية البشرية: تحديث" . مجلة الطب السريري . 10 (2): 227. doi : 10.3390/jcm10020227 . PMC 7827880. PMID 33435193 .  
  3. 1 2 3 4 5 ستاندرينغ، سوزان (2020). تشريح غراي: الأساس التشريحي للممارسة السريرية (الطبعة 42 ). نيويورك: إلسيفير . الصفحات 63-64 . ISBN   978-0-7020-7707-4. OCLC 1201341621 . 
  4. ↑ كلارك، ماري آن؛ دوغلاس، ماثيو؛ تشوي، جونغ (28 مارس 2018). "36.2 الإحساس الجسدي - علم الأحياء، الطبعة الثانية | أوبن ستاكس" . openstax.org . تم الاطلاع عليه في 2 أكتوبر 2024 .
  5. ^ فيتو، ج. كوبو، JL. سانتوس-بريز، أ؛ فيجا، جا (2017). "الجسيمات الباسينية في العقد الليمفاوية البشرية" . السجل التشريحي . 300 (12). وايلي: 2233-2238 . دوى : 10.1002/ar.23679 . اتش دي ال : 10651/46256 . ردمك 1932-8486 . 
  6. 1 2 بورفيس، ديل؛ أوغسطين، جورج جيه؛ فيتزباتريك، ديفيد؛ كاتز، لورانس سي؛ لامانتيا، أنتوني-صموئيل؛ ماكنمارا، جيمس أو؛ ويليامز، إس. مارك (2001). "مستقبلات الحس الجسدي الجلدية وتحت الجلدية" . علم الأعصاب. الطبعة الثانية . سيناور أسوشيتس . تم الاسترجاع في 31 يوليو 2023 .
  7. 1 2 3 4 كاندل، إريك ر .؛ شوارتز، جيمس هـ.؛ جيسيل، توماس م.، محرران. (2000). مبادئ علم الأعصاب . نيويورك، نيويورك: ماكجرو هيل، قسم المهن الصحية. ISBN 0-8385-7701-6.
  8. 1 2 3 4 5 6 بير، مارك ف.؛ كونورز، باري و.؛ باراديسو، مايكل أ. (2016). علم الأعصاب: استكشاف الدماغ (الطبعة الرابعة ). فيلادلفيا: وولترز كلوير. الصفحات 417-420 . ISBN   978-0-7817-7817-6.
  9. ↑ تشيريبنوف، ف. ل.؛ تشاداييفا، ن. إ. (1981). " بعض خصائص البروتينات الذائبة في جسيمات باتشيني". نشرة علم الأحياء التجريبي والطب . 91 (3): 346-348 . doi : 10.1007/BF00839370 . PMID 7248510. S2CID 26734354 .  
  10. ↑ شايبرت، ج؛ لورينت، س؛ بريفوست، أ؛ ديبريجاس، ج (2009). "دور بصمات الأصابع في ترميز المعلومات اللمسية باستخدام مستشعر محاكٍ حيويًا". مجلة ساينس . 323 (5920): 1503-1506 . arXiv : 0911.4885 . Bibcode : 2009Sci...323.1503S . doi : 10.1126/science.1166467 . PMID 19179493. S2CID 14459552 .  
  11. ↑ سكيدونغ، ليزا، مارتن أرفيدسون، جون يونغ تشونغ، كريستوفر إم. ستافورد، بيرجيتا بيرغلوند، ومارك دبليو. روتلاند. 2013. "الشعور بالصغر: استكشاف حدود الإدراك اللمسي". تقارير علمية 3 (12 سبتمبر). doi : 10.1038/srep02617 .
  12. ↑ سيما، ريتشارد (23 ديسمبر 2019). "الدماغ يستشعر اللمس خارج نطاق الجسد" . مجلة ساينتفك أمريكان . تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 فبراير 2020 .
  13. ↑ كلاين، ستيفن ب.؛ مايكل ثورن، ب. (2006-10-03). علم النفس البيولوجي . ماكميلان. ISBN 9780716799221.
  14. ^ بيسواس، أبهيجيت. مانيفانان، م. سرينيفاسان، مانديام أ. (2015). "النموذج الميكانيكي الحيوي متعدد الطبقات للجسيم الباكيني" . معاملات IEEE على اللمس . 8 (1): 31-42 . دوى : 10.1109/TOH.2014.2369416 . بميد 25398182 . S2CID 24658742 .  
  15. ↑ هوبارد، إس جيه (1958). "دراسة للأحداث الميكانيكية السريعة في مستقبل ميكانيكي" . مجلة علم وظائف الأعضاء . 141 (2): 198-218 . doi : 10.1113/jphysiol.1958.sp005968 .
  16. ↑ لوينشتاين، دبليو آر؛ سكالاك، آر. (1966). "الانتقال الميكانيكي في جسيم باتشيني: تحليل ونظرية" . مجلة علم وظائف الأعضاء . 182 (2): 346-378 . doi : 10.1113/jphysiol.1966.sp007827 .
  17. ↑ بيسواس، أبهيجيت؛ مانيفانان، م.؛ سرينيفاسان، مانديام أ. (2015). "عتبة حساسية اللمس الاهتزازي: نموذج تحويل ميكانيكي عشوائي غير خطي لجسيم باتشيني" . معاملات IEEE في اللمس . 8 (1): 102-113 . doi : 10.1109/TOH.2014.2369422 . PMID 25398183. S2CID 15326972 .  
  18. ↑ دايموند، ج.؛ غراي، ج. أ. ب.؛ ساتو، م. (1956). "موقع بدء النبضات في جسيمات باتشيني" . مجلة علم وظائف الأعضاء . 133 (1): 54-67 . doi : 10.1113/jphysiol.1956.sp005566 . PMID 13346634 . 
  19. ↑ بولي، د.م.؛ ألاركون، س.ن.؛ هيلدبراندت، ت.؛ أوكونيل-رودويل، س.إ. (2007). "توزيع وكثافة وشكل الأنسجة ثلاثي الأبعاد لجسيمات باتشيني في قدم الفيل الآسيوي ( Elephas maximus ) ودورها المحتمل في التواصل الزلزالي" . مجلة التشريح . 211 (4). وايلي: 428-435 . doi : 10.1111/j.1469-7580.2007.00792.x . ISSN 0021-8782 . PMC 2375831 .  
  20. ↑ توريك، جوزيف؛ جينتي، ديفيد د. (2024). "ترميز الذات والبيئة بواسطة خلايا باتشيني العصبية في الحيوانات المتحركة بحرية" . نيرون . 112 (19). إلسيفير بي في: 3267–3277.e6. doi : 10.1016/j.neuron.2024.07.008 . ISSN 0896-6273 . 
  21. 1 2 بنتيفوجليو، مارينا؛ باتشيني، باولو (1995). "فيليبو باتشيني: مراقب حازم" . نشرة أبحاث الدماغ . 38 (2): 161–165 . دوى : 10.1016/0361-9230(95)00083-س . بميد 7583342 . S2CID 6094598 .  
  22. ↑ كاونا، ن.؛ مانان، ج. (1958). "بنية جسيمات باتشيني الرقمية البشرية (الجسم الصفيحي) وأهميتها الوظيفية" . مجلة التشريح . 92 (1): 1-20 . ISSN 0021-8782 . PMC 1244958. PMID 13513492 .