سلام به دوستان کنکوری 1401 😊
امیدوارم همگی حالتون خوب باشه.
درسنامه و نکات کامل فصل اول زیست یازدهم ⬅ تنظیم عصبی
منطبق باآزمون 3دی
نویسنده: آقای محمدمهدی مقصودی، رتبه 268منطقه 2 کنکور تجربی99 و دانشجوی دندانپزشکی دانشگاه اصفهان
درصد زیست کنکور:79%
باماهمراه باشید😄
قسمت دوم:
این شکل نشون دهنده نحوه اندازه گیری اختلاف پتانسیل دو سوی غشا هستش. مطابق شکل برای انجام این کار نیازمند به دو تا الکترود هستیم که یکی از اون الکترود هارو درون رشته عصبی مثلا آکسون قرار می دهیم و یکی دیگه از الکترود ها رو در مایع اطراف اون سلول قرار میدهیم. در نهایت اختلاف این پتانسیل اندازه گیری شده نشون دهنده اختلاف پتانسیل هست.دقت کنیم که هنگام ثبت پتانسیل، پتانسیل داخل سلول نسبت به خارجش سنجیده میشه. و اینکه دقت کنیم وقتی پتانسیل اندازه گرفته شده منفی میشه به علت کمتر بودن یون های مثبت در درون سلول هست. پس دقت کنیم که این پتانسیل منفی به علت وجود یون های منفی نیست.
شکل 5 نشون دهنده پتانسیل عمل هست.در این قسمت می پردازیم به اینکه پتانسیل عمل چی هست اصلا!می دونیم در بیرون و درون (اطراف غشا) نورون ها یون های مختلفی وجود دارد. دو یون که نقش کلیدی در فعالیت یاخته های عصبی موثر هستند، سدیم و پتاسیم هستند. وجود این یون ها و اختلاف آنها در دو سوی غشا باعث ایجاد پتانسیل الکتریکی و اختلاف پتانسیل الکتریکی در دو طرف غشای یاخته های عصبی می شوند.
در این قسمت راجع به عملکرد یون های سدیم و پتاسیم میخواهیم صحبت کنیم:
در هر دو سوی غشا یون های سدیم و پتاسیم وجود دارن. اما سدیم در بیرون از غشا بیشتر و پتاسیم درون غشا بیشتر می باشد.
شکل 6 – الف نشون دهنده کانال نشتی هست. کانال نشتی یکی از پروتئین های موثر در جا به جایی یون هاست. یون ها از طریق انتشار تسهیل شده از آن عبور می کنن. طبق قانون انتشار تسهیل شده که در جهت شیب غلظت می باشد، یون های پتاسیم از یاخته خارج و یون های سدیم به یاخته وارد میشن. کانال نشتی از نوع پروتئین های سراسری منفذ دار می باشد که با انتشار تسهیل شده فعالیت می کند.
میدونید دلیل منفی بودن پتانسیل درون سلول نسبت به بیرون سلول چیه؟
1)اول اینکه غشای نورون ها به پتاسیم نفوذپذیری داره.(نفوذپذیری بیشتر کانال ها به پتاسیمی) در نتیجه مقدار پتاسیمی که خارج می شود از سدیمی که وارد می شود بیشتر هستش و در نتیجه بار منفی ایجاد می شود.
2)عملکرد پمپ سدیم و پتاسیم باعث منفی شدن میشه که در ادامه بررسیش می کنیم.
اول به صورت مرحله به مرحله، و بعدشم نکاتو بررسی می کنیم:
1) سه تا یون سدیم از درون یاخته به جایگاه های خود در پمپ وصل می شوند.
2)در مرحله بعدی، ادنوزین تری فسفات توسط پمپ تجزیه می شود. در اثر آن ادنوزین دی فسفات و یون فسفات تولید می شود.. مطابق شکل، یون فسفات به پمپ متصل باقی می ماند.
3)،با استفاده از انرژی حاصل، یون های سدیم به بیرون از یاخته رانده می شوند.
4)در آخر دو تا یون پتاسیم از خارج یاخته به پمپ متصل می شوند.یون فسفات از پمپ جدا می شود و در نهایت پتاسیم ها وارد یاخته می شوند.
نکات پمپ:
1) با هر بار فعالیت پمپ، با مصرف یک ATP، 3 یون سدیم خارج و 2 یون پتاسیم وارد سلول می شود.
2)جایگاه اتصال یون های سدیم و پتاسیم با هم فرق می کند و روبروی یکدیگر می باشد.
3)یون های پتاسیم به وسیله انتقال فعال از طریق پمپ وارد سلول می شوند.
4)یون های سدیم به وسیله انتقال فعال از طریق پمپ، از سلول خارج می شوند.
5)زمانی که یون های سدیم در جایگاه خود قرار گرفته اند، ATP در مجاورت پمپ قرار گرفته است.
6)زمانی که یون های پتاسیم در جایگاه خود قرار گرفته اند، ATP تجزیه شده و ADP + یون فسفات ایجاد شده است.
7)وقتی که یون های سدیم به جایگاه های خود در پمپ وصل میشن، هنوز ATP تجزیه نشده است ولی وقتی پتاسیم میخواد به جایگاه هاش وصل بشه، ATP تجزیه شده است.
8)دقت کنیم با هر بار فعالیت پمپ، 5 یون مثبت جا به جا می شوند.
9)اگه از لحاظ شکلی بخوایم مقایسه کنیم، کانال هاش نشتی به صورت استوانه ای شکل هستن ولی پمپ سدیم پتاسیم به صورت هرمی شکل!
10)دقت کنیم پمپ به دلیل اینکه میتونه ATP رو تجزیه کند، خاصیت آنزیمی داره ولی کانال های نشتی فاقد فعالیت آنزیمی می باشند.
خب خب، بالاخره رسیدیم به اینکه یادبگیریم چجوری پتانسیل عمل میتونه صورت بگیره!
اول بدونیم پیام عصبی چیه؟ وقتی پتانسیل عمل در نقطه ای صورت میگیره، نقطه نقطه پیش میره تا به انتهای رشته برسه. به این جریان الکتریکی که ایجاد میشه، پیام عصبی می گوییم.
وقتی تحت تاثیر محرکی، یاخته عصبی تحریک میشه، در همون محل تحریک به طور ناگهانی اختلاف پتانسیل دو سوی غشا تغییر میکنه و در واقع در اون محل، داخل یاخته مثبت تر میشه. پس از مدتی دوباره یاخته به حالت آرامش برمیگرده. به این تغییر ناگهانی میگیم، پتانسیل عمل!
*نکته: دقت کنیم این تحریکه میتونه در اثر ناقل عصبی باشه یا اینکه یاخته عصبی به عنوان یه گیرنده حسی عمل کنه مشابه گیرنده بویایی!
یه سری کانال توی غشا یاخته های عصبی هست که بهشون میگیم کانال های دریچه دار سدیمی و پتاسیمی! در شکل 7 می خواهیم راجع به اینجور کانالا صحبت کنیم.
شکل 7-الف) کانال های دریچه دار سدیمی و پتاسیمی رو می بینیم. دقت کنیم دریچه کانال های دریچه دار سدیمی در سمت مایع بین یاخته ای و دریچه کانال های دریچه دار پتاسیمی در سمت مایع سیتوپلاسم قرار گرفته است. همینطور اینجا توی این شکل هنوز تحریکی صورت نگرفته است و همون طور که می بینیم، بار مثبت درون نورون نسبت به خارج اون کمتر می باشد.
شکل7- ب) اینجا در اثر تحریک، دریچه کانال های دریچه دار سدیمی باز می شود و یون های سدیم به درون یاخته سرازیر می شوند. در اثر واردشدن یون های سدیم پتانسیل یاخته رو به مثبت شدن می رود. به این صورت که ابتدا اختلاف پتانسیل کم میشه و از منفی 70 به صفر میرسه و بعدش از صفر میره تا مثبت سی! دقت کنیم در این مرحله، نفوذپذیری غشا به سدیم بیشتر می شود.
شکل 7 – پ) در این مرحله، دریچه کانال های سدیمی بسته شده است و دریچه کانال های پتاسیمی باز می شود و یون های پتاسیم از درون یاخته به بیرون نشت می کنند. در اثر این اتفاق پتانسیل غشا رو به منفی شدن می رود و از مثبت 30 برمی گردد به منفی 70!
شکل 7- ت) اینجا تقریبا پتانسیل عمل ما تموم شده دیگه و دریچه کانال های پتاسیمی هم بسته شده. دقت کنیم آخر پتانسیل عمل غلظت یون ها با حالت آرامش متفاوت است. برای همین بعد از پتانسیل عمل، فعالیت پمپ سدیم پتاسیم افزایش می یابد تا غلظت یون ها به حالت آرامش برسد.
*ترکیب با 1 دهم: انتشار تسهیل شده چیست؟ در این روش پروتئین های موجود در غشای یاخته، انتشار مواد را تسهیل می کنند. در این روش مواد در جهت شیب غلظت جا به جا می شوند.
*ترکیب با 1 دهم: انتقال فعال چیست؟ به فرآیندی که در آن مواد برخلاف شیب غلظت منتقل می شوند، انتقال فعال می گویند. در این فرایند مولکول های پروتئینی با صرف انرژی، ماده ای را برخلاف شیب غلظت عبور می دهند. این انرژی می تواند از ATP تامین شود. یاخته ها می توانند انرژی را مولکول های ویژه ای ذخیره کنند. وقتی یاخته نیاز به انرژی دارند، پیوندهای پرانرژی مولکول ATP می شکند و یاخته از انرژی آزاد شده استفاده می کند.
*خب اینجا می خواهیم پتانسیل عملو خیلی دقیق تر بررسی کنیم که دیگه سوالی نباشه که نتونید جواب بدین!😎
مرحله 1 : این مرحله زمانی است که هنوز یاخته عصبی تحریک نشده است. در این زمان، یون های سدیم
از طریق کانال نشتی وارد سلول می شود و یون های پتاسیم از طریق کانال نشتی به خارج سلول می روند.
در این مرحله پمپ سدیم پتاسیم هم فعال می باشد. غلظت یون سدیم در خارج و غلظت یون پتاسیم در داخل سلول بیشتر می باشد. دقت کنیم در این زمان کانال های دریچه دار بسته می باشند.
مرحله2: در این مرحله، یاخته تازه تحریک شده است. علاوه بر فعالیت کانال های نشتی و پمپ، کانال های دریچه دار سدیمی باز شده اند. یون های سدیم از طریق این کانال ها وارد و با تجمع بار مثبت درون یاخته، پتانسیل از 70- به صفر می رسد. (کاهش اختلاف پتانسیل)
مرحله3: در این مرحله همانند مراحل قبل پمپ و کانال های پروتئینی فعالیت می کنند. اما در این زمان، اختلاف پتانسیل شروع به افزایش یافتن می کند و از صفر به 30+ می رسد. (افزایش اختلاف پتانسیل). دقت کنیم در این مرحله همانند همه مراحل غلظت یون سدیم در بیرون یاخته بیشتر از داخل و غلظت یون پتاسیم درون یاخته بیشتر از بیرون می باشد.
مرحله4: در اینجا کانال دریچه دار سدیمی بسته شده است و کانال دریچه دار پتاسیمی تازه باز شده است. یون های پتاسیم از طریق این کانال به بیرون می روند و اختلاف پتانسیل کاهش می یابد. (از 30+ به صفر می رسد.)
مرحله5: همچنان کانال های دریچه دار پتاسیمی باز هستند و یون های پتاسیم از یاخته خارج می شوند. برخلاف مرحله قبل، اختلاف پتانسیل دوباره زیاد می شود. در واقع از صفر به 70- می رسیم. (دقت کنیم اختلاف پتانسیل افزایش می باید، اما پتانسیل درون نسبت به بیرون کاهش می یابد.!(گیج نشید!!!)) چون با خارج شدن بار های مثبت از درون یاخته، پتانسیل یاخته کاهش می یابد.
مرحله6: در این مرحله پتانسیل عمل در این نقطه از یاخته به اتمام رسیده است. کانال های دریچه دار پتاسیمی هم بسته می شوند و یاخته به پتانسیل آرامش می رسد. اما غلظت یون ها با حالت آرامش متفاوت است که در اثر فعالیت بیشتر پمپ سدیم پتاسیم، غلظت یون ها هم برمیگردد.
نکات پتانسیل عملو با هم بررسی کنیم:
*دقت کنیم که کانال های دریچه دار برای فعالیت خود انرژی ای مصرف نمی کنند!
*حواسمون باشه کلا درسته ما توی پتانسیل عمل فقط راجب کانال های دریچه دار با هم گپ زدیم ولی توی این مراحل هم کانال های نشتی و پمپ فعالیت میکنن. در واقع فعالیت کانال های نشتی و پمپ همیشگی و دائمیه!
*دقت کنیم همیشه همیشه همیشه غلظت سدیم خارج یاخته بیشتر و غلظت پتاسیم درون یاخته بیشتره نسبت به سمت مقابل. اصلا فکر نکنین یه وقت که توی مرحله صعودی پتانسیل عمل چون سدیم به درون یاخته سرازیر میشه، غلظت سدیم داخل یاخته بیشتر میشه، نه اصلا اینطور نیست!
*عامل برگشتن به پتانسیل آرامش، بسته شدن کانال های دریچه دار پتاسیمیه ولی عامل برگشتن غلظت یون ها به حالت آرامش، فعالیت بیشتر پمپه!
*در قسمت بالاروی پتانسیل عمل، نفوذپذیری به سدیم بیشتر و در قسمت پایین رو، نفوذپذیری به پتاسیم بیشتر است.
*هم در بخش صعودی و هم در بخش نزولی، اختلاف پتانسیل اول کم میشه بعدش زیاد می شود.
*در قله نمودار یعنی زمانی که اختلاف پتانسیل در حدود +30 میلی ولت هست، بیش ترین بار مثبت درون سلول مشاهده می شود.
*فعالیت کانال های نشتی و پمپ سدیم پتاسیم همیشگیه و باز و بسته شدن برای اونا یا شروع به کار و خلاصه اینجور لفظا براشون بی معنیه!!!
*دقت کنیم که میلین عایقه و جلوی عبور یون ها رو میگیره. پژوهش گرا میگن که جاهایی که میلین هست این کانال های دریچه دار نیست و کانال های دریچه دار در گره های رانویه به وفور یافت می شود.
اینجا می خواهیم یه سری گزاره با هم کار کنیم، حواستونو جمع کنین که گیج نشید 😄
*عوامل موثر بر حفظ پتانسیل آرامش: کانال های نشتی + پمپ سدیم و پتاسیم
*عامل ایجاد کننده پتانسیل عمل: کانال های دریچه دار سدیمی و پتاسیمی + ناقل عصبی یا هر محرکی (با توانایی لازم)
*عامل موثر بر درست کردن شیب غلظت یون های سدیم و پتاسیم: پمپ سدیم و پتاسیم
*روش های ورود سدیم به داخل نورون: کانال نشتی + کانال دریچه دار سدیمی
*روش های خروج سدیم از نورون: پمپ سدیم پتاسیم
*روش های ورود پتاسیم به داخل نورون: پمپ سدیم پتاسیم
*روش های خروج پتاسیم از نورون: کانال نشتی + کانال دریچه دار پتاسیمی
*زمان های باز بودن کانال های نشتی سدیمی و پتاسیمی: دائمی فعالیت دارند.
*زمانی که اختلاف پتانسیل 30+ می باشد: یک بار در قله
*زمان هایی که اختلاف پتانسیل 30 می باشد: سه بار (یک بار در قله و یک بار در مرحله صعودی و یکبار در مرحله نزولی)
*زمان هایی که اختلاف پتانسیل 20- می باشد: دو بار (یک بار در مرحله صعودی و یکبار در مرحله نزولی)
*زمان هایی که اختلاف پتانسیل 20 می باشد: چهار بار ( دوبار در مرحله صعودی و دوبار در مرحله نزولی)
*زمان فعالیت پمپ سدیم پتاسیم: دائمی (البته دقت کنیم که بعد از پتانسیل عمل فعالیتش بیشتر میشه.)
*حداکثر تفاوت شیب غلظت با حالت آرامش در انتهای پتانسیل عمل دیده می شود.
*دقت کنید در قله پتانسیل عمل به علت تجمع یون های مثبت درون یاخته عصبی، فشاراسمزی بالا می رود و به دنبال آن آب زیادی وارد یاخته می شود. با توجه به عملکرد پمپ سدیم پتاسیم و خروج بارهای مثبت بیشتر (نسبت به ورود)، می توان گفت این پمپ نقش مهمی در تنظیم فشار اسمزی یاخته و کنترل حجم یاخته دارد.
*حواستون باشه هر محرکی باعث ایجاد پتانسیل عمل نمی شود و باید اون محرک ما قدرت کافی رو داشته باشه تا بتونه پتانسیل غشا رو به سمت مثبت تر شدن ببرد.
*همینطور اینکه قرار نیست همیشه پتانسیل عمل ما از -70 برسه به +30 ! پتانسیل آرامش برحسب اندازه نورون ها مختلفه و میتونه مثلا -90 باشه یا -40 ! همینطور مثبت شدن این مقدار پتانسیل خیلی وابسته است به شدت محرک ما! مثلا اگه خیلی قوی باشه میتونه بیشتر از +30 هم بشه و اگر محرک ضعیفی باشه، ممکنه حتی پتانسیل ما مثبت نشه و فقط به صفر نزدیک بشه!
*در هر زمان از پتانسیل عمل، ما حداکثر یه نوع کانال دریچه دار وجود داره که یه یون با بار مثبت رو در جهت شیب غلظت جا به جا میکنه. حواستون باشه گفتم حداکثر نه حداقل! چونکه میدونیم در قله نمودار برای مدت زمان کوتاهی، هر دو کانال دریچه دار بسته هستند!
* در زمانی که اختلاف پتانسیل درون و بیرون غشا به صفر می رسد، تعداد یون های مثبتی که به یاخته وارد یا از آن خارج می شوند، با یکدیگر برابر است.
پایان قسمت دوم
صفحه اینستاگرام تجربی گروه برترها
برای رزرو مشاوره و رفع اشکال درسی و شرکت در کلاس های کنکوری با مشاوران سایت برترها بر روی لینک زیر کلیک کنید یا با شماره تماس 0216463 داخلی1174(حیدریان) تماس بگیرید.
