التنسيق العصبي والإحساس في الحيوانات الصف الخامس العلمي – الأحياء – الفصل السادس
يُعدّ موضوع “التنسيق العصبي والإحساس” من المواضيع الأساسية في علم الأحياء، كونه يتناول كيفية استجابة الكائنات الحية للمؤثرات الخارجية والداخلية عبر الجهاز العصبي، وهو من أكثر الأجهزة تعقيدًا في جسم الكائن الحي.
تعريف الجهاز العصبي:
هو الجهاز المسؤول عن نقل الرسائل العصبية من وإلى الدماغ والحبل الشوكي وتنظيم استجابة الجسم للمؤثرات المختلفة.
يتكوّن من شبكة معقدة من الخلايا العصبية المنتشرة في جميع أنحاء الجسم، وله دور في تنظيم الحركة والإحساس والتفكير.
تعقيد الجهاز العصبي:
يُعدّ الجهاز العصبي من أكثر أجهزة الجسم تعقيدًا، والسبب في ذلك هو:
- أن النسيج العصبي ليس محدودًا بمساحة معينة، بل إن الخلايا العصبية تنتشر في جميع أنحاء الجسم.
- تعمل هذه الخلايا على تلقي الإشارات الحسية ونقلها ومعالجتها، ثم إصدار استجابات مناسبة.
أنواع خلايا النسيج العصبي:
ينقسم النسيج العصبي إلى نوعين رئيسيين من الخلايا:
1. العَصبونات (الخلايا العصبية):
هي الوحدات الأساسية في الجهاز العصبي، وتتكون من:
- جسم الخلية: يحتوي على النواة.
- التشجرات: وهي زوائد تستقبل الإشارات العصبية من خلية أخرى.
- المحور العصبي: زائدة طويلة تنقل الإشارات العصبية بعيدًا عن جسم الخلية.
2. خلايا الدبق العصبي:
- خلايا غير عصبية، تحيط بالعصبونات.
- وظيفتها: دعم وحماية العصبونات وتوفير الغذاء والعزل.
- توجد بكثرة في الدماغ، وتُرافق كل عَصبونة حوالي 50 من خلايا الدبق العصبي.
تعريف العَصبونة:
هي أصغر وحدة وظيفية في الجهاز العصبي، مسؤولة عن استقبال ونقل الإشارات العصبية.
وتتميز بوجود تشجرات ومحور، وقد يحيط بالمحور غلاف يسمى الغلاف النخاعي.
أنواع الخلايا العصبية:
تنقسم الخلايا العصبية إلى ثلاثة أنواع:
- خلايا واردة (حسية): تستقبل الإشارات من أعضاء الحس وتنقلها إلى الجهاز العصبي المركزي.
- خلايا صادرة (حركية): تنقل الاستجابة من الجهاز العصبي إلى الأعضاء المستجيبة كالعَضلات.
- خلايا بينية: تربط بين الخلايا الحسية والحركية، وتمثل 99% من خلايا الجهاز العصبي في الإنسان.
انتقال الإعاز العصبي:
تعريف الإعاز العصبي:
هو رسالة كهربائية وكيميائية تنتقل عبر الخلية العصبية، وتسمى أيضًا بالحافز العصبي.
يُعدّ هذا الإعاز الأساس الوظيفي لجميع أنشطة الجهاز العصبي.
آلية انتقال الإعاز العصبي:
تمر بثلاث مراحل:
- تولد الإعاز العصبي: عند تعرض الخلية العصبية لمنبه، يُولد حافز كهربائي.
- انتقال الإعاز على امتداد الليف العصبي: ينتقل من التشجرات مرورًا بجسم الخلية ثم عبر المحور العصبي.
- انتقال الإعاز بين خليتين عصبيتين: يحدث عبر ما يسمى بالشق التشابكي.
قانون “الكل أو لا شيء”:
ينص هذا القانون على أن:
العَصبونة إما أن تُولد إعازًا كاملًا وتستجيب له، أو لا تُولد أي إعاز على الإطلاق.
لا توجد استجابات جزئية، أي أن الرسالة العصبية إما أن تُرسل بالكامل أو لا تُرسل.
جهد الراحة وجهد الفعل:
1. جهد الراحة:
- في حالة عدم وجود منبه، تكون الخلية العصبية في حالة استقطاب.
- خارج الخلية يحتوي على تركيز عالٍ من الصوديوم (Na⁺) والكلور (Cl⁻).
- داخل الخلية يحتوي على تركيز عالٍ من البوتاسيوم (K⁺).
2. إزالة الاستقطاب:
- عند وصول الإعاز، تُفتح قنوات الصوديوم وتدخل الأيونات إلى داخل الخلية.
- يؤدي ذلك إلى إزالة الاستقطاب، أي تساوي الشحنات داخل وخارج الخلية.
3. إعادة الاستقطاب:
- تُفتح قنوات البوتاسيوم وتخرج أيونات K⁺ من الخلية، لتعيد فرق الجهد إلى حالته الطبيعية.
مضخة الصوديوم – بوتاسيوم:
تعريف:
هي وحدة بروتينية موجودة في غشاء الخلية، تعمل على تنظيم تركيز الأيونات داخل وخارج الخلية.
آلية عملها:
- تُخرج 3 أيونات صوديوم (Na⁺) إلى خارج الخلية.
- تُدخل 2 أيون بوتاسيوم (K⁺) إلى داخل الخلية.
- العملية تحتاج إلى طاقة ATP.
سؤال تعليلي:
علل: تعتبر عملية ضخ الصوديوم والبوتاسيوم غير متكافئة؟
الجواب: لأن المضخة تُخرج 3 أيونات صوديوم وتُدخل فقط 2 أيون بوتاسيوم.
أسئلة مهمة وإجاباتها:
- ما هي أصغر وحدة وظيفية في الجهاز العصبي؟
➤ العَصبونة. - عدد أنواع الخلايا العصبية؟
➤ حسية، حركية، بينية. - ما وظيفة خلايا الدبق العصبي؟
➤ حماية ودعم العصبونات. - ما وظيفة التشجرات في العصبونة؟
➤ استقبال الإشارات العصبية من مصادر خارجية. - ما المقصود بالإعاز العصبي؟
➤ هو رسالة كهروكيميائية تنتقل عبر الليف العصبي. - ما هو قانون “الكل أو لا شيء”؟
➤ هو استجابة كاملة أو لا استجابة. - علل: الصوديوم لا يعبر غشاء الخلية في حالة جهد الراحة؟
➤ لأن قنوات الصوديوم تكون مغلقة.
خاتمة:
يُعد الجهاز العصبي من الأنظمة الحيوية التي تنظم حياة الكائن الحي بدقة، من خلال الاستجابة للمؤثرات ومعالجة المعلومات. وقد تعرفنا في هذا الدرس على بنية العَصبونة، وآلية انتقال الإعاز العصبي، ومبدأ “الكل أو لا شيء”، وجهد الراحة والفعل، وصولًا إلى دور مضخة الصوديوم والبوتاسيوم.