قنوات (التسريب)

 

قنوات (التسريب)

قنوات «التسريب»، أو قنوات أيونات البوتاسيوم، مفتوحة دائمًا، وهو ما يجعل غشاء الخلايا العصبية يسمح بنفاذ أيونات البوتاسيوم.

كما أن هناك أيونات سالبة الشحنة، مثل الكلوريد، وبروتينات سالبة الشحنة توجد بتركيز أعلى داخل الخلية العصبية. وبفعل عمل مضخة الصوديوم والبوتاسيوم وقنوات «التسريب»، يساهم ذلك في جعل الحيز الخارجي المحيط بالخلية العصبية أكثر شحنة موجبة من السيتوبلازم الموجود داخل الخلية العصبية. إن الغشاء في حالة استقطاب، ما يحقِّق جهد راحة يساوي −70 mV تقريبًا.

فرق الجهد التأثيرى : هو فرق الجهد الناشىء على غشاء الليفة العصبية فى وضع الراحة نتيجة التوزيع الغير متكافىء للأيونات على السطح الخارجى والداخلى لغشاء الليفة العصبية ويقدر بحوالى ( -70ملى فولت ) ويعرف أحيانا بجهد الراحة.

مثال ١: وصف حالة قنوات الأيونات أثناء الحفاظ على جهد الراحة

عند الإبقاء على جهد الخلايا العصبية في وضع الراحة، هل تكون قنوات أيونات البوتاسيوم (قنوات التسريب) مفتوحة أم مُغلَقة؟

عندما تكون الخلية العصبية في حالة راحة، يكون للحيز الخارجي المحيط بالخلية شحنة موجبة أكثر من تلك الموجودة في سيتوبلازم الخلية العصبية. إن الغشاء في حالة استقطاب، وجهد الغشاء يساوي −70 mV تقريبًا.

ويمكن الحفاظ على جهد الراحة بالأساس من خلال النقل النشط من قبل البروتينات الموجودة في غشاء الخلية العصبية، التي تُسمَّى مضخات الصوديوم والبوتاسيوم.

تنقل مضخة الصوديوم والبوتاسيوم أيونات الصوديوم (Na+) وأيونات البوتاسيوم (K+) الموجبة الشحنة عبر الغشاء باستخدام الأدينين الثلاثي الفوسفات (ATP). وتحتاج هذه المضخة إلى طاقة؛ لأن Na+ وK+  يُنقلان عكس تدرُّج تركيزَيْهما من منطقة منخفضة التركيز إلى منطقة عالية التركيز. لكل 3Na+  تُضخ خارج الخلية العصبية، يُضخ  2K+ للداخل.

 

وهذا يجعل الجهد في الحيز الخارجي المحيط بالخلية أكثر شحنة موجبة من سيتوبلازم الخلية العصبية. كما أنه يزيد من تركيز أيونات K+ داخل الخلية العصبية.

ونتيجةً لارتفاع تركيز K+ داخل الخلية العصبية، سيتسرب K+  أيضًا عبر غشاء الخلية العصبية خارج السيتوبلازم إلى الحيز الخارجي المحيط بالخلية.

وينتشر خلال فتحات تُسمَّى قنوات «تسريب» مخصصة لـ K+، بالحركة في اتجاه تدرُّج التركيز من منطقةٍ يرتفع بها تركيزُ K+ إلى منطقة منخفضة التركيز.

وتكون قنوات «التسريب» مفتوحة دائمًا؛ لذا، يسمح الغشاء بنفاذية K+. وهذا يقلِّل من جهد الغشاء؛ حيث تزداد الشحنة الموجبة خارج الخلية؛ ومن ثَمَّ، يتحقَّق جهد راحة يساوي −70 mV.

وبناءً عليه، عند الحفاظ على جهد الراحة، تظل قنوات أيونات البوتاسيوم (قنوات التسريب) مفتوحة.

وعندما لا تكون الخلية العصبية في حالة راحة، فإنها توصل سيالًا عصبيًّا يُسمَّى جهد الفعالية.

جهود الفعالية إشارات كهربية تنقل المعلومات من خلال حركة الأيونات المشحونة عبر غشاء الخلية العصبية أثناء مرور جهد الفعالية عبره. يؤدِّي هذا إلى تغيير مؤقت في فرق الجهد عند نقطة معيَّنة على الخلية العصبية حيث تتحرَّك الأيونات.