كيف تنتقل الإشارة الكهربائية على طول العصب؟ تخيل معي أنك رأيت كلبًا شرسًا يوشك أن يهاجمك، فحتمًا ستتولد عندك استجابة إما بالهروب أو المواجهة، بمجرد رؤيته ستنتقل المعلومة من عينيك إلى الدماغ على شكل إشارات كهربائية. توجد أساسًا في نهاية كل عصب مجموعة من الحويصلات Vesicles، يملؤها العديد من النواقل العصبية، كالكأس التي تحمل كرات عديدةً (كما هو موضح في الصورة).
عند وصول الإشارة الكهربائية إلى نهاية الخلية العصبية، فإنها تبدأ في إدخال الكالسيوم ومن ثم تفعيل الحويصلات هذه لتطلق النواقل العصبية إلى الخلية المجاورة. لكن كيف لذلك أن يحصل؟ يجب على الحويصلات أن تلتصق أولًا بغشاء الخلية العصبية ومن ثم الالتحام به وتكوين ممر أو معبر أو مسام pore.
حصل روثمان وعالمان آخران على جائزة نوبل للطب والفيزيولوجيا عام 2013 نتيجة تفسيرهم كيفية انتقال هذه الحويصلات وارتباطها بغشاء الخلية العصبية من خلال بروتينات تدعى SNARE proteins.
لكن يطرح الباحث تساؤلًا مهمًا، وهو أن هذه البروتينات موجودة دومًا على الحويصلات وعلى الغشاء، ما يتيح لهما الارتباط الدائم، وبالتالي تفريغ محتوى الحويصلات من الناقلات العصبية. ولكن هذا لا يحصل دائمًا بل فقط يحصل عند تفعيل الخلية بإشارات كهربائية، لا بد إذن من وجود مكبح يوقف هذه العملية إلى حين مجيء الإشارة الخضراء أي الإشارة الكهربائية لتقول للحويصلة: انطلقي!
لتتصور الأمر بشكل أبسط، تخيل أن الإشارة المرورية حمراء، وقفت سيارتك وبقيت تنتظر…. وفي كل هذه المدة فإن محرك السيارة يعمل، عند ظهور الإشارة الخضراء ستنطلق السيارة مباشرةً.
الإشارة الكهربائية هي الإشارة الخضراء لكن يبقى السؤال الأهم: ما الذي حركته الإشارة الكهربائية عند مجيئها؟؛ في الحقيقة إنها تفتح أبواب الكالسيوم لتبدأ بالدخول إلى داخل الخلية ومن ثم التأثير ببروتينات معينة تنهي ما بدأته بروتينات SNARE.
الآن ننتقل إلى السؤال الجوهري، ما هي هذه البروتينات؟
شك العلماء في نوعين من البروتينات وهما complexin و Synaptotagmin أو syt-1.
أثبتت الدراسات التي أُجريت على الحيوانات أن complexin هو المسؤول عن هذه الوظيفة، لكن قد تكون نتائج الدراسات على الإنسان مختلفة. بينّت الدراسة التي أجراها تشابمان Chapman ونُشرت سابقًا أن Synaptotagmin هو من ينجز هذه الوظيفة بل ويؤثر على عمل complexin أيضًا.
تحتاج الخلية العصبية إلى هذا العمل المتقن جدًا لتسرع من استجابة الجسم للظروف المختلفة. وأي خلل في سرعة هذه الاستجابة يؤثر على عمل الجسم ككل.
يمكننا فهم هذه الآلية من معالجة بعض الأمراض التي يزداد فيها إنتاج النواقل العصبية من خلال تثبيط هذه المواد، والعكس عند قلة هذه النواقل كما في الاكتئاب مثلًا. لكن لا يزال الحديث عن هذه التطبيقات مبكرًا.
اقرأ أيضًا:
العصبونات البندولية – اكتشاف خلايا عصبية جديدة، تعرف عليها
فيزيائيون يبطلون تفسيرًا لكيفية عمل الخلايا العصبية دام لما يزيد عن مئة عام!
المترجم : جعفر قيس
المدقق: غزل الكردي
