جهد الراحة وجهد الفعل في الخلية العصبية
الأحياءفسيولوجيا الإنسان والحيوان16–17 سنة
جارٍ التحميل…
سجّل الدخول للتشغيليعرض مقطع عرضي في غشاء الخلية العصبية أيونات Na⁺ وK⁺ على جانبيه، وقنوات Na⁺ وقنوات K⁺ ومضخة Na⁺/K⁺؛ اضغط «تنبيه» (أو انقر على المحور العصبي) لإزالة استقطاب الغشاء. المنبه دون العتبة لا يُحدث إلا تغيرًا متدرجًا صغيرًا يتلاشى، أما عند بلوغ العتبة −55 mV فتنفتح قنوات Na⁺ دفعة واحدة ويقفز الجهد إلى +30 mV، ثم تنفتح قنوات K⁺ فيعود الاستقطاب ويحدث فرط استقطاب ثم يرجع الجهد نحو −70 mV. ويتحرك رسم جهد الغشاء مع الزمن (ms) باستمرار، مع تمييز فترة الجموح.
الدرس: الاستجابة عند الحيوان: جهد الراحة وجهد الفعل وانتقال السيال العصبي
ماذا تعرض
في حالة الراحة يكون داخل غشاء الخلية العصبية أكثر سالبية من خارجه بنحو −70 mV، لأن أيونات K⁺ تتسرب إلى الخارج عبر قنوات مفتوحة، ولأن مضخة Na⁺/K⁺ تُخرج 3 Na⁺ مقابل إدخال 2 K⁺. يزيل المنبه استقطاب الغشاء؛ فإن كان دون العتبة تلاشى التغير، وإن بلغها انفتحت قنوات Na⁺ المبوّبة بالجهد فاندفعت أيونات Na⁺ إلى الداخل وقفز الجهد إلى نحو +30 mV. ثم تنغلق قنوات Na⁺ وتنفتح قنوات K⁺، فيعود الاستقطاب ويحدث فرط استقطاب قصير. وهذه الاستجابة التي تتبع قانون الكل أو لا شيء، مع فترة الجموح التي تليها، هي أساس نقل السيال العصبي.
طريقة الاستخدام
اضغط «منبه ضعيف (5 mV)» ثم «⚡ تنبيه»، وقارن المنحنيين بخط العتبة. حرّك منزلق «الشدة» بخطوات صغيرة لتجد أضعف منبه يُطلق جهد فعل، وتحقق من أن المنبهات الأقوى لا ترفع الذروة. غيّر منزلق «العتبة» لترى كيف تتغير قابلية الاستثارة. شغّل «تنبيه تلقائي كل 12 ms» وخفّض السرعة لترصد فترة الجموح، مع إبقاء الأيونات والقنوات ظاهرة لتربط كل مرحلة في الرسم بحركة الأيونات.
المعاملات القابلة للتغيير
- شدة المنبه (إزالة الاستقطاب) 0–40 mV
- عتبة الإطلاق -65–-45 mV
- تنبيه تلقائي كل 12 ms
- السرعة (ms محاكاة لكل ثانية حقيقية) 2–20 ms/s
- إظهار الأيونات والقنوات على الغشاء
أسئلة للاستكشاف
- لماذا لا تزيد ذروة جهد الفعل عند رفع شدة المنبه فوق العتبة؟
- ماذا يحدث إذا نبّهت الغشاء مرة أخرى خلال فترة الجموح المطلقة، ولماذا؟
- أي حركة للأيونات تسبب مرحلة صعود جهد الفعل، وأيها تسبب مرحلة هبوطه؟
