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: Synapse) هو فجوة صغيرة في نهاية الخلايا العصبية والتي تسمح بمرور الإشارة من خلية عصبية إلى أخرى؛ تم العثور على نقاط التشابك العصبي حيث تتصل الخلايا العصبية الخلايا العصبية الأخرى ؛ كما تعد المشابك العصبية هي مفتاح وظيفة الدماغ ، خاصًة عندما يتعلق الأمر بالذاكرة .

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

دور المشابك العصبية

عندما تصل إشارة عصبية إلى نهاية العصبون (الخلية العصبية) ، لا يمكن أن تستمر ببساطة إلى الخلية التالية ؛ بدلاً من ذلك يجب أن يؤدي إلى إطلاق الناقلات العصبية التي يمكن أن تحمل الاندفاع 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 .

فكر في الإشارة العصبية مثل التيار الكهربائي، والخلايا العصبية مثل الأسلاك المشابك العصبية ستكون المنافذ أو مربعات الوصلات التي تربط التيار بالمصباح (أو أي جهاز كهربائي آخر من اختيارك) ، مما يسمح للمصباح بالإنارة .

تكوين المشبك العصبي

تتكون المشابك من ثلاثة أجزاء رئيسية :

النهاية قبل المشبكية التي تحتوي على ناقلات عصبية .
الشق المشبكي بين الخلايا العصبية .
النهاية “postsynaptic” التي تحتوي على مواقع المستقبلات .

ينتقل النبض الكهربائي إلى أسفل محور عصبي ثم يشن إطلاق حويصلات صغيرة تحتوي على ناقلات عصبي ة؛ تلتصق هذه الحويصلات بعد ذلك بغشاء الخلية قبل المشبكية وتحرر الناقلات العصبية في المشبك العصبي يعبر هؤلاء الرسل الكيميائيون الشق المشبكي ويتواصلون مع مواقع المستقبلات في الخلية العصبية التالية ، مما يؤدي إلى اندفاع كهربائي يعرف باسم “جهد الفعل” . [1]

انواع المشابك العصبية

هناك نوعان رئيسيان من المشابك العصبية وهما :

المشابك الكيميائية

أولاً من خلال النشاط الكهربائي في الخلايا العصبية قبل المشبكية ، فإن ذلك يؤدي إلى إطلاق الرسائل الكيميائية (الناقلات العصبية) ؛ تنتشر الناقلات العصبية عبر المشبك وترتبط بالمستقبلات المتخصصة للخلية بعد المشبكية ، ثم يقوم الناقل العصبي بإثارة أو تثبيط الخلايا العصبية بعد المشبكية ، وهذه الإثارة تؤدي إلى إطلاق جهد محتمل بينما يمنع تثبيط 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

تعمل المشابك الكهربائية على نقل الإشارات بصورة أرع بمراحل من المشابك الكيميائية ؛ وعلى الرغم من سرعة إرسال المشابك الكيميائية قد تأخذ عدة مرات من الثانية ، إلا أن عملية الإرسال في المشابك الكهربائية تكاد تكون فورية ؛ كما أنه في حالة إذا ما كانت المشابك الكيميائية مثيرة أو مثبطة ، فإن المشابك الكهربائية تكون مثير فقط .

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 . [2]

بنية المشابك العصبية

تم وصف عدد من المشابك العصبية المختلفة في النخاع وقشرة المخيخ والقشرة الدماغية للفئران ؛ فوجد أن كل هذه تمتلك نفس البنية الدقيقة الأساسية على النحو التالي :

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

إن التمدد قبل المشبكي للمحاور، الطرف النهائي أو الطرف العظمي ، يحتوي على مجموعة من الميتوكوندريا وعناقيد الحويصلات الصغيرة التي يتراوح قطرها بين 200 و 650 ألف ؛ على الرغم من أن أهمية هذه الهياكل في فسيولوجيا المشبك لا تزال غير معروفة .

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

تتم سلسلة من عمليات إعادة الترتيب المورفولوجية بمجرد أن تحدد الأهداف المشبكية اتصالها الأولي وتتضمن هذه التغييرات تجميع الحويصلات المشبكية في العنصر قبل المشبكي وتشكيل منطقة متخصصة قادرة على نقل الإشارة في الهدف ما بعد المشبكي .

خلاصة القول في النقاط التالية :

تتواصل الخلايا العصبية مع بعضها البعض عند تقاطعات تسمى المشابك العصبية وفي هذه المشابك ، يرسل أحد الخلايا العصبية رسالة إلى الخلايا العصبية المستهدفة (خلية أخرى) .
معظم نقاط الاشتباك العصبي كيميائية ، وهذه المشابك تتواصل باستخدام الرسل الكيميائية؛ المشابك الأخرى كهربائية وفي هذه المشابك ، تتدفق الأيونات مباشرة بين الخلايا .
في المشبك الكيميائي ، يؤدي جهد الفعل إلى تحفيز العصبون قبل المشبكي على إطلاق الناقلات العصبية ، وترتبط هذه الجزيئات بالمستقبلات الموجودة في الخلية ما بعد المشبكية وتجعلها أكثر أو أقل احتمالًا لإطلاق جهد عمل .