پتانسیل غشا

پتانسیل غشا

پتانسيل الكتريكي بين دو سوي غشاء عملا در تمام سلولهاي بدن وجود دارد و يونهاي سديم و پتاسيم و كلر مهمترين يونهايي هستند كه در ايجاد پتانسيل غشاء در فيبرهاي عصبي و عضلاني دخالت دارند و شيب غلظتي هر يك از اين يونها بين دو سوي غشاء به تعيين ولتاژ پتانسيل غشاء كمك مي كند.   

منشا پتانسيل استراحت:

كانالهاي نشتي پتاسيم- سديم: نفوذپذيري اين كانالها براي پتاسيم 100 برابر بيشتر از سديم است و در مجموع قسمت داخلي منفي و خارج سلول مثبت مي شود، زيرا مقادير بالايي از پتاسيم از اين كانالها به بيرون نشت مي كنند.

پمپ سديم- پتاسيم: پمپ زدن مداوم 3 يون سديم به خارج به ازاي 2 يون پتاسيم به داخل است و موجب مي شود كه يونهاي سديم بيشتري به خارج تلمبه شود و اين عمل نگاتيويته (negetivite) بيشتري به پتانسيل غشاء سلول ايجاد ميكند(منفي تر مي شود.)

پتانسيل عمل:

با يك تغيير ناگهاني از پتانسيل استراحت طبيعي منفي به يك پتانسيل مثبت غشاء شروع مي شود، سپس با برگشت به پتانسيل منفي خاتمه مي يابد.

مراحل پتانسیل عمل:

استراحت: 

  اختلاف پتانسیل غشاء در اين مرحله 90- میلی ولت مي باشد و در حالت پلاریزه (polarize)  قرار دارد.

 دپلاريزاسيون (depolarization):

  در اين مرحله به طور ناگهاني و بدنبال باز شدن كانالهاي سديمي دريچه دار وابسته به ولتاژ، نفوذپذيري غشاء نسبت به يون  سديم افزايش مي يابد و مقادير عظيمي از يونهاي سديم به داخل سلول جريان مي يابد و به سرعت پتانسيل غشاء را به طرف مثبت تغيير مي دهند.

رپلاريزاسيون(repolarization):

پس از چند هزارم ثانيه از مرحله دپلاريزاسيون كانالهاي سديمي بسته ميشوند و كانالهاي پتاسيمي دريچه دار وابسته به ولتاژ باز ميشوند، سپس انتشار سريع يونهاي پتاسيم به خارج شروع شده و پتانسیل استراحت منفی غشاء را مجددا برقرار می سازد.

براي برقراري تعادل شيميايي در دو سوي غشاء پمپ سديم –پتاسيم با مصرف انرژي سديم را به خارج سلول  و پتاسيم را به داخل سلول انتقال مي دهد.

آستانه عمل: 

  براي آغاز پتانسيل عمل معمولا يك افزايش ناگهاني ولتاژ

 به ميزان 30-15 میلی ولت مورد نياز است تا پتانسيل استراحت

 از 90- میلی ولت  به 65- میلی ولت برسد. اين روند آستانه

 براي تحريك ناميده مي شود.

انتشار پتانسيل عمل:

 بعد از اينكه پتانسيل عمل بصورت موضعي در سلول ايجاد مي شود باعث تحريك نواحي مجاور (باز شدن دريچه هاي سديمي وابسته به ولتاژ) شده و پتانسيل عمل در تمامي جهات به سمت خارج در سراسر غشاء فيبر سير مي كند.

اصل همه يا هيچ:

 اگر پتانسيل عمل در نقطه ايي از غشاء ايجاد شود در شرايط مناسب در سراسر غشاء سير مي كند، اما اگر شرايط مناسب نباشد هيچگونه پتانسيل عملي ايجاد نخواهد شد.

ريتم (ريتميسيته):

برخي از اندامها از قبيل قلب و روده به طور غير ارادي و به صورت منظم تحريك مي شوند در اين گونه بافتها غشاء سلول نفوذپذيري نسبي  نسبت به سديم و كلسيم دارد و به مرور زمان به حد آستانه نزديك شده و پتانسيل عمل با فواصل زماني معين و ريتميك ايجاد مي شود.

مرحله تحريك ناپذيري مطلق:

 تا زمانيكه غشاء بر اثر پتانسيل عمل قبلي در حال دپلاريزاسيون است پتانسيل عمل دوم نمی تواند در فیبر ایجاد شود حتی اگر یک تحریک قوی بروز کند. (بطور مطلق تحریک ناپذیر است)

مرحله تحریک پذیری نسبی:

  در این مرحله محرکهای قوی می توانند فیبر را تحریک کنند. 

مکانیسم عمومی انقباض : 

در شاخ قدامي نخاع نورونهاي حركتي بزرگي وجود دارد كه دستور انقباض صادره از طرف مغز را به عضله  مي رسانند.

 عصب در هر انتهاي خود اندكي ماده ميانجي عصبي استيل كولين ترشح مي كند.

استيل كولين روي غشاي فيبر عضلاني اثر كرده و كانالهاي متعدد دريچه دار حساس به استيل كولين در غشاء فيبر عضلاني را باز مي كند.

بدنبال باز شدن اين كانالها مقادير زيادي سديم وارد ساركوپلاسم مي شود و يك پتانسيل عمل در فيبر عضلاني آغاز مي شود.

واحد حركتي: مجموعه فيبرهاي عضلاني كه از يك فيبر عصبي حركتي عصب مي گيرند بعنوان يك واحد حركتي (motor  unit) تعريف ميشود. بطور كلي عضلات كوچك  كه واكنشهاي سريع دارند و كنترل آنها دقيق است تعداد كمي فيبر عضلاني (2-3 فيبر) یک واحد حركتي را تشکیل می دهد.

هنگامي كه يك ايمپالس عصبي به محل تماس عصبي عضلاني ميرسد حدود 125 وزيكول استيل كولين از سلول عصبي به داخل شكاف سيناپسي آزاد مي شود و با باز كردن كانالهاي يوني دريچه دار وابسته به استيل كولين مقادير زيادي سديم وارد سلول عضلاني شده و يك پتانسيل عمل در فيبر عضلاني بوجود مي آورد. استيل كولين آزاد شده پس از تحريك سلول عضلاني به سرعت توسط آنزيم كولين استراز منهدم مي شود.