معلومات عن التشابك العصبي

يمكن لخلايا عصبية واحدة أن تفعل الكثير! حيث يمكن أن تحافظ هذه الخلية على إمكانات الراحة الجهد عبر الغشاء ؛ كما يمكن أن تطلق النبضات العصبية أو إمكانات العمل ، بالإضافة إلى إمكانية تنفيذ عمليات التمثيل الغذائي اللازمة للبقاء على قيد الحياة ؛ كما أنه يوجد داخل هذه الخلايا العصبية العديد من التشابكات العصبية ، فما هو التشابك العصبي؟ وكيف يعمل؟ .

التشابك العصبي

في الجهاز العصبي المركزي المشبك العصبي (بالإنجليزية: المشابك العصبية (Synapse) هي فجوة صغيرة في نهاية الخلايا العصبية تسمح بمرور الإشارة من خلية عصبية إلى أخرى؛ تم اكتشاف نقاط التشابك العصبي حيث تتصل الخلايا العصبية ببعضها البعض؛ كما تعد المشابك العصبية مفتاح وظيفة الدماغ ، خاصة عندما يتعلق الأمر بالذاكرة .

قدم عالم الفسيولوجيا “مايكل فوستر” مصطلح المشبك العصبي لأول مرة في عام 1897 ميلاديًا في كتاب “علم وظائف الأعضاء” (Textbook of Physiology)، وهو مشتق من الكلمة اليونانية “Synapsis” التي تعني “الاقتران .

دور المشابك العصبية

عندما تصل إشارة عصبية إلى نهاية العصبون (الخلية العصبية)، لا يمكن أن تتوقف ببساطة عند الخلية التالية، بل يجب أن يؤدي إلى إطلاق الناقلات العصبية التي يمكن أن تحملالاندفاع عبر المشبك العصبي إلى العصبون التالي .

بمجرد أن يتسبب النبض العصبي في إطلاق الناقلات العصبية ، فإن هؤلاء المرسلين الكيميائيين يعبرون الفجوة المشبكية الصغيرة ، ويتم امتصاصها من قبل المستقبلات على سطح الخلية التالية تعمل هذه المستقبلات مثل القفل ، بينما تعمل الناقلات العصبية مثل المفاتيح كما أنه قد تثير الناقلات العصبية العصبون التي تربطها أو تمنعها .

يمكن التفكير في الإشارة العصبية مثل التيار الكهربائي، والخلايا العصبية مثل الأسلاك المتصلة العصبية التي تمثل المنافذ أو المربعات الوصلات التي تربط التيار بالمصباح، مما يسمح للمصباح بالإضاءة .

تكوين المشبك العصبي

تتكون المشابك من ثلاثة أجزاء رئيسية :

• تنتهي قبل المشبكية التي تحتوي على الناقلات العصبية .
• الشق المشبكي بين الخلايا العصبية .
• المنطقة الما بعد الاصطناعية “postsynaptic” تحتوي على مواقع المستقبلات .

يتم نقل النبض الكهربائي إلى أسفل المحور العصبي، ثم يتم إطلاق حويصلات صغيرة تحتوي على مواد ناقلة عصبية. تتصاقى هذه الحويصلات بغشاء الخلية المقابلة وتفرز المواد الناقلة العصبية في المشبك العصبي. يعبر هؤلاء الرسل الكيميائيون الشق المشبكي ويتفاعلون مع مستقبلات الخلية العصبية التالية، مما يؤدي إلى توليد جهد كهربائي يعرف باسم `جهد الفعل` .

انواع المشابك العصبية

هناك نوعان رئيسيان من المشابك العصبية وهما :

المشابك الكيميائية

أولا، عن طريق النشاط الكهربائي في الخلايا العصبية قبل المشبكة، يتم إطلاق الرسائل الكيميائية (الناقلات العصبية). تنتشر الناقلات العصبية عبر المشبكة وتتصل بمستقبلات مخصصة في الخلية بعد المشبكة، ثم يثير الناقل العصبي أو يثبط الخلايا العصبية بعد المشبكة، وتؤدي هذه الإثارة إلى إطلاق جهد كهربائي محتمل وتمنع انتشار الإشارة.

المشابك الكهربائية

في هذا النوع، يتم ربط خليتين عصبيتين من خلال قنوات متخصصة تعرف باسم “تقاطعات الفجوات” ؛ تسمح المشابك الكهربائية للإشارات الكهربائية بالانتقال بسرعة من الخلية قبل المشبكية إلى الخلية بعد المشبكية ، مما يزيد من سرعة نقل الإشارات ؛ الفجوة بين المشابك الكهربائية أصغر بكثير من تلك المشابك الكيميائية (حوالي 3,5 نانومتر مقارنة بـ 20 نانومتر) ؛ وتتيح قنوات البروتين الخاصة التي تربط بين الخليتين التيار الموجب من الخلايا العصبية المشبكية أن تتدفق مباشرة إلى الخلية بعد المشبكية .

الفرق بين المشابك الكيميائية والمشابك الكهربائية

تساعد المشابك الكهربائية على نقل الإشارات بصورة أسرع بكثير من المشابك الكيميائية، وعلى الرغم من أن الإرسال في المشابك الكيميائية قد يستغرق عدة ثوان، فإن عملية الإرسال في المشابك الكهربائية تكاد تكون فورية. كما أن المشابك الكهربائية يمكن أن تكون مثيرة في حالة كانت المشابك الكيميائية مثبطة أو مثيرة .

بينما تتمتع نقاط الاشتباك الكهربائي بميزة السرعة ، فإن قوة الإشارة تتضاءل أثناء انتقالها من خلية إلى أخرى ، وبسبب أنه هذا يؤدي إلى فقدان قوة الإشارة ، فإنه يتطلب من الخلايا العصبية قبل المشبكية التأثير على الخلايا العصبية بعد المشبكية الأصغر بكثير ؛ قد تكون المشابك الكيميائية أبطأ ، ولكن يمكنها إرسال رسالة دون أي خسارة في قوة الإشارة ؛ كما أن الخلايا العصبية قبل المشبكية الصغيرة جدًا قادرة أيضًا على التأثير حتى على الخلايا بعد المشبكية الكبيرة جدًا .

بنية المشابك العصبية

تم وصف عدة مشابك عصبية مختلفة في النخاع الشوكي والمخيخ والقشرة الدماغية للفئران، وتبين أن جميعها تتمتع بالنفس البنية الدقيقة الأساسية على النحو التالي:

يتم وضع إغلاق للأغشية المحددة الخلايا ما قبل المشبكية وما بعد المشبكية دون أي استمرارية بروتوبلازمية عبر المشبك. كما يتم فصل الغشاءين اللذين يتم شقهما عن طريق شق يبلغ عرضه حوالي 200 أمبير، ويتم تقسيم المناطق المحلية من السماكة والكثافة المتزايدة .

يحتوي التمدد قبل المشبكي في الطرف النهائي أو الطرف العظمي على مجموعة من الميتوكوندريا وعناقيد الحويصلات الصغيرة التي يتراوح قطرها بين 200 و 650 ألف، ولكن لا يزال الغرض الفسيولوجي لهذه الهياكل غير معروف .

فقد تم تقديم اقتراحين؛ الأول: تشارك الميتوكوندريا في الظواهر الكهربائية حول المشبك الثاني من خلال العلاقة بين نشاطها الأنزيمي ونقل الأيونات، وتوفر الحويصلات المشبكية الصغيرة التمثيل الصرفي للوحدات قبل وتحت الخلوية، وتساهم في التصريف العصبي العضلي في المشبك الذي يتطلبه الأدلة الفسيولوجية .

سبب استطالة العصب

إن المشابك الداخلية هي مناطق اتصال متخصصة تتشكل بين قطب الإرسال لخلايا عصبية واحدة ، وعادة ما تكون محور عصبي ، والقطب المتلقي لخلية عصبية أخرى ، وعادة ما تكون عملية شجيري أو سوما ؛ إن تشكيل هذه الاتصالات المشبكية هو نتيجة الأحداث الخلوية المتعلقة باستطالة العصب  وإنشاء القطبية والتوجيه المحوري والتعرف على الهدف .

تتضمن سلسلة من عمليات إعادة ترتيب المورفولوجية بمجرد تحديد الأهداف المشبكية للاتصال الأولي، وتتضمن هذه التغييرات جمع الحويصلات المشبكية في العنصر قبل المشبكي وتشكيل منطقة متخصصة قادرة على نقل الإشارة في الهدف ما بعد المشبكي .

خلاصة القول في النقاط التالية :

• تتصل الخلايا العصبية ببعضها البعض عند نقاط اتصال تسمى المشابك العصبية، حيث يرسل أحد الخلايا العصبية رسالة إلى خلية عصبية أخرى المستهدفة في هذه المشابك .
• تتصل معظم نقاط الاشتباك العصبي ببعضها البعض بطريقة كيميائية، حيث يتم استخدام الرسل الكيميائية للتواصل بين هذه النقاط، وتكون المشابك الأخرى بين هذه النقاط كهربائية وتتدفق الأيونات فيها مباشرة بين الخلايا .
• في المشبك الكيميائي، يؤدي جهد الفعل إلى تحفيز العصبون القبل المشبكي على إطلاق الناقلات العصبية، وترتبط هذه الجزيئات بالمستقبلات الموجودة في الخلية ما بعد المشبكية وتجعلها أكثر أو أقل احتمالًا لإطلاق جهد فعل .