ກົນໄກການກະທຳທີ່ມີທ່າແຮງໃນຈຸລັງປະສາດ
Pendahuluan
ຈຸລັງປະສາດ ຫຼື ເຊວປະສາດ ແມ່ນພື້ນຖານຂອງລະບົບປະສາດ ແລະ ມີໜ້າທີ່ສົ່ງຂໍ້ມູນໄປທົ່ວຮ່າງກາຍ. ໜຶ່ງໃນກົນໄກຫຼັກທີ່ເຮັດໃຫ້ການສົ່ງຂໍ້ມູນນີ້ແມ່ນທ່າແຮງການກະທຳ. ທ່າແຮງການກະທຳ ແມ່ນການປ່ຽນແປງຢ່າງໄວວາ ແລະ ຊົ່ວຄາວຂອງແຮງດັນຂອງເຍື່ອຫຸ້ມເຊວປະສາດ ທີ່ຊ່ວຍໃຫ້ສັນຍານໄຟຟ້າເດີນທາງໄປຕາມ axon ຈາກປາຍດ້ານໜຶ່ງຂອງເຊວປະສາດໄປຫາອີກດ້ານໜຶ່ງ. ບົດຄວາມນີ້ຈະກວດສອບຢ່າງລະອຽດກ່ຽວກັບກົນໄກພື້ນຖານ, ຂະບວນການຊຶມຜ່ານໄອອອນທີ່ຢູ່ເບື້ອງຫຼັງ, ແລະ ຂັ້ນຕອນຕ່າງໆທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບຂະບວນການທ່າແຮງການກະທຳ.
ໂຄງສ້າງພື້ນຖານຂອງເຊວປະສາດ
ກ່ອນທີ່ຈະເຂົ້າໃຈກົນໄກຂອງທ່າແຮງການກະທຳ, ມັນເປັນສິ່ງສຳຄັນທີ່ຈະຕ້ອງເຂົ້າໃຈໂຄງສ້າງພື້ນຖານຂອງເຊວປະສາດເອງ. ເຊວປະສາດມີສາມອົງປະກອບຫຼັກຄື: ໂຊມາ (ຮ່າງກາຍຂອງເຊວ), ເດັນໄດຣຕ໌, ແລະ ແອກຊອນ.
- ໂຊມາ: ນີ້ແມ່ນຮ່າງກາຍຫຼັກຂອງເຊວປະສາດ, ເຊິ່ງປະກອບດ້ວຍນິວເຄຼຍສ ແລະ ອໍແກແນລອື່ນໆ. ໂຊມາແມ່ນສູນກາງຂອງກິດຈະກຳການເຜົາຜານອາຫານຂອງເຊວປະສາດ.
- ເດັນໄດຣຕ໌: ເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນເສັ້ນໃຍສັ້ນໆທີ່ມີກິ່ງງ່າ ເຊິ່ງຮັບສັນຍານຈາກເຊວປະສາດອື່ນໆ ແລະ ສົ່ງສັນຍານໄປຫາໂຊມາ.
- ແອກຊອນ: ໂຄງສ້າງທີ່ຍາວ ແລະ ບາງໆ ທີ່ສົ່ງສັນຍານຈາກໂຊມາໄປຫາເຊວປະສາດອື່ນໆ ຫຼື ໄປຫາເຊວປະສາດຜົນກະທົບ.
ຢູ່ປາຍສຸດຂອງ axon ແມ່ນປາຍ axon, ບ່ອນທີ່ສານສື່ປະສາດຖືກປ່ອຍອອກມາສູ່ synapse, ເຊິ່ງຫຼັງຈາກນັ້ນມີຜົນກະທົບຕໍ່ neuron ເປົ້າໝາຍ.
ວິທະຍາສາດໄຟຟ້າຂັ້ນພື້ນຖານ
ແຮງດັນໄຟຟ້າຂອງເຍື່ອຫຸ້ມເຊລແມ່ນອົງປະກອບຫຼັກໃນກົນໄກການກະທຳທີ່ມີທ່າແຮງ. ພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂການພັກຜ່ອນ, ເຊລອນມີທ່າແຮງຂອງເຍື່ອຫຸ້ມເຊລປະມານ -70 mV. ນີ້ໝາຍຄວາມວ່າພາຍໃນເຊລມີຄ່າລົບຫຼາຍກ່ວາພາຍນອກ. ທ່າແຮງນີ້ຖືກສ້າງຂຶ້ນໂດຍການແຈກຢາຍຂອງໄອອອນເຊັ່ນ: ໂຊດຽມ (Na+), ໂພແທດຊຽມ (K+), ຄລໍໄຣ (Cl-), ແລະ ແອນອີອອນອິນຊີພາຍໃນ ແລະ ພາຍນອກເຊລ, ເຊິ່ງຖືກຄວບຄຸມໂດຍເຍື່ອຫຸ້ມເຊລທີ່ຊຶມຜ່ານໄດ້.
ປໍ້າໂຊດຽມ-ໂພແທດຊຽມ (Na+/K+ ATPase) ມີບົດບາດສຳຄັນໃນການຮັກສາການແຈກຢາຍໄອອອນນີ້. ໂມເລກຸນ ATP ແຕ່ລະໂມເລກຸນທີ່ຖືກໄຮໂດຣໄລຈະປໍ້າໄອອອນໂຊດຽມສາມໄອອອນອອກຈາກຈຸລັງ ແລະ ໄອອອນໂພແທດຊຽມສອງໄອອອນເຂົ້າໄປໃນຈຸລັງ, ເຊິ່ງຮັກສາຄວາມຜັນຜວນທາງເອເລັກໂຕຣເຄມີ.
ກົນໄກການກະທຳທີ່ມີທ່າແຮງ
ຂັ້ນຕອນທີ 1: ການຫຼຸດຂົ້ວ
ທ່າແຮງການກະທຳເລີ່ມຕົ້ນເມື່ອເສັ້ນປະສາດ (dendrite ຫຼື ຈຸລັງ) ໄດ້ຮັບການກະຕຸ້ນທີ່ແຂງແຮງພໍທີ່ຈະໄປຮອດຂອບເຂດຈຳກັດ (-55 mV). ເມື່ອທ່າແຮງເຍື່ອຫຸ້ມເຂົ້າໃກ້ຂອບເຂດຈຳກັດນີ້, ຊ່ອງທາງໂຊດຽມທີ່ມີແຮງດັນໄຟຟ້າຕັ້ງຢູ່ໃນເຍື່ອຫຸ້ມ axon ຈະເລີ່ມເປີດ. ໄອອອນໂຊດຽມ, ທີ່ມີຢູ່ໃນຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນສູງຢູ່ນອກຈຸລັງ, ເຂົ້າໄປໃນເຊວປະສາດຢ່າງໄວວາ, ເຮັດໃຫ້ເຍື່ອຫຸ້ມເຊວປະສາດຫຼຸດລົງຢ່າງໄວວາ. ສິ່ງນີ້ເຮັດໃຫ້ພາຍໃນຂອງເຊວປະສາດມີຄ່າບວກຫຼາຍຂຶ້ນ, ເຖິງປະມານ +30 mV.
ຂັ້ນຕອນທີ 2: ທ່າແຮງສູງສຸດຂອງການເຄື່ອນໄຫວ
ເມື່ອເຍື່ອຫຸ້ມເຊລມີຄ່າປະມານ +30 mV, ຊ່ອງທາງໂຊດຽມຈະເລີ່ມປິດໂດຍອັດຕະໂນມັດ ແລະ ຊ່ອງທາງໂພແທດຊຽມທີ່ມີແຮງດັນໄຟຟ້າຈະເລີ່ມເປີດ. ໃນຈຸດນີ້, ຈຸດສູງສຸດຂອງທ່າແຮງການກະທຳໄດ້ບັນລຸແລ້ວ.
ຂັ້ນຕອນທີ 3: ການປ່ຽນຂົ້ວຄືນໃໝ່
ຫຼັງຈາກຈຸດສູງສຸດຂອງສັກຍະພາບການກະທຳ, ເຊວປະສາດຈະເລີ່ມສົ່ງສັກຍະພາບເຍື່ອຫຸ້ມເຊວກັບຄືນສູ່ສະພາບພັກຜ່ອນ. ເມື່ອຊ່ອງໂພແທດຊຽມທີ່ມີແຮງດັນເປີດ, ໄອອອນໂພແທດຊຽມ, ເຊິ່ງມີຢູ່ໃນຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນສູງພາຍໃນເຊວ, ຈະເລີ່ມອອກຈາກເຊວປະສາດ. ການປ່ອຍ K+ ນີ້ເຮັດໃຫ້ເຍື່ອຫຸ້ມເຊວປະສາດມີປະຕິກິລິຍາທາງລົບຫຼາຍຂຶ້ນ, ເຊິ່ງເປັນຂະບວນການທີ່ຮູ້ຈັກກັນໃນນາມການຣີໂພລາໄລເຊຊັນ.
ຂັ້ນຕອນທີ 4: ໄຮເປີໂພລາໄລເຊຊັນ ແລະ ການຊົດເຊີຍ
ບາງຄັ້ງ, ການໄຫຼອອກຂອງໄອອອນໂພແທດຊຽມຫຼາຍເກີນໄປເຮັດໃຫ້ເຍື່ອຫຸ້ມເຊລມີຄ່າລົບຫຼາຍກ່ວາທ່າແຮງການພັກຜ່ອນປົກກະຕິ (ຕໍ່າກວ່າ -70 mV), ເຊິ່ງເປັນໄລຍະທີ່ຮູ້ຈັກກັນໃນນາມ hyperpolarization. ໃນລະຫວ່າງການ hyperpolarization, ເຊລອນຈະເຂົ້າສູ່ໄລຍະທີ່ແນ່ນອນ ແລະ ຫຼັງຈາກນັ້ນເຂົ້າສູ່ໄລຍະທີ່ທົນທານຕໍ່ການຕ້ານທານ, ໃນລະຫວ່າງນັ້ນມັນມີການຕອບສະໜອງໜ້ອຍລົງ ຫຼື ໜ້ອຍລົງຕໍ່ກັບການກະຕຸ້ນໃໝ່. ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ປໍ້າໂຊດຽມ-ໂພແທດຊຽມຈະສົ່ງຄືນການແຈກຢາຍໄອອອນກັບຄືນສູ່ສະພາບພັກຜ່ອນທີ່ໝັ້ນຄົງຢ່າງມີປະສິດທິພາບ.
ຂັ້ນຕອນທີ 5: ການນຳທາງທ່າແຮງຂອງການປະຕິບັດ
ຫຼັງຈາກສ່ວນໜຶ່ງຂອງເຍື່ອຫຸ້ມແອກຊອນຫຼຸດຄວາມດັນລົງ, ທ່າແຮງການກະທຳຈະແຜ່ລາມໄປຕາມແອກຊອນຄືກັບຄື້ນ. ຊ່ອງທາງໂຊດຽມໃນສ່ວນຕໍ່ໆໄປຂອງເຍື່ອຫຸ້ມແອກຊອນຈະເປີດຕາມລຳດັບ. ຂະບວນການນີ້ຊ່ວຍໃຫ້ສັນຍານໄຟຟ້າແຜ່ລາມໄປຫາປາຍຂອງແອກຊອນໄດ້ຢ່າງມີປະສິດທິພາບ.
ໃນເຊວປະສາດທີ່ມີເປືອກໄມອີລິນ, ການນຳໄຟຟ້າທີ່ມີທ່າແຮງການກະທຳຈະມີປະສິດທິພາບຫຼາຍຂຶ້ນໂດຍຜ່ານຂະບວນການທີ່ເອີ້ນວ່າການນຳໄຟຟ້າແບບເກືອ, ເຊິ່ງທ່າແຮງການກະທຳ "ໂດດ" ຈາກໂນດໜຶ່ງຂອງ Ranvier ໄປຫາອີກໂນດໜຶ່ງ. ໄມອີລິນເຮັດໜ້າທີ່ເປັນຕົວກັນຄວາມຮ້ອນ, ປ້ອງກັນການຮົ່ວໄຫຼຂອງໄອອອນ, ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງເລັ່ງການສົ່ງສັນຍານ.
ຄວາມກ່ຽວຂ້ອງທາງດ້ານສະລີລະວິທະຍາ ແລະ ທາງດ້ານຄລີນິກ
ກົນໄກການກະທຳທີ່ມີທ່າແຮງບໍ່ພຽງແຕ່ເປັນພື້ນຖານຂອງໜ້າທີ່ພື້ນຖານຂອງລະບົບປະສາດເທົ່ານັ້ນ ແຕ່ຍັງກ່ຽວຂ້ອງກັບສະພາບການທາງດ້ານຄລີນິກ ແລະ ສະລີລະວິທະຍາທີ່ຫຼາກຫຼາຍ. ຕົວຢ່າງ, ການລົບກວນຂອງຊ່ອງທາງໄອອອນສາມາດນຳໄປສູ່ພະຍາດທາງລະບົບປະສາດຕ່າງໆເຊັ່ນ: ພະຍາດ multiple sclerosis, ພະຍາດບ້າໝູ, ແລະ ພະຍາດທາງລະບົບປະສາດບາງຊະນິດ.
ພະຍາດ Multiple Sclerosis (MS): ໃນພະຍາດ MS, ເຍື່ອຫຸ້ມ myelin ທີ່ປົກຄຸມດ້ວຍ axon ຈະຖືກທຳລາຍໂດຍລະບົບພູມຄຸ້ມກັນຂອງຮ່າງກາຍເອງ. ສິ່ງນີ້ລົບກວນການນຳໄຟຟ້າຂອງເກືອ, ເຮັດໃຫ້ສັນຍານເສັ້ນປະສາດເດີນທາງຊ້າລົງ ຫຼື ຢຸດລົງທັງໝົດ.
ພະຍາດບ້າໝູ: ສະພາບການນີ້ມັກເກີດຈາກຄວາມຜິດປົກກະຕິຂອງຊ່ອງທາງໄອອອນທີ່ເຮັດໃຫ້ກິດຈະກຳຂອງເຊວປະສາດກາຍເປັນ hyperactive ແລະບໍ່ສາມາດຄວບຄຸມໄດ້, ເຊິ່ງນຳໄປສູ່ອາການຊັກ.
ພະຍາດເສັ້ນປະສາດ: ພະຍາດເສັ້ນປະສາດບາງປະເພດເກີດຈາກຄວາມເສຍຫາຍ ຫຼື ຄວາມຜິດປົກກະຕິຂອງເຍື່ອຫຸ້ມ myelin ຫຼື ຈຸລັງເສັ້ນປະສາດເອງ, ເຊິ່ງແຊກແຊງການສົ່ງຕໍ່ທ່າແຮງການກະທຳ, ນຳໄປສູ່ອາການເຊັ່ນ: ອາການເຈັບ, ມຶນຊາ, ຫຼື ອ່ອນເພຍ.
ສະຫຼຸບ
ທ່າແຮງການກະທຳແມ່ນປະກົດການທາງໄຟຟ້າສະລີລະວິທະຍາທີ່ສັບສົນແຕ່ຈຳເປັນສຳລັບການເຮັດວຽກຂອງລະບົບປະສາດ. ຂະບວນການນີ້ກ່ຽວຂ້ອງກັບໄລຍະຕ່າງໆຕັ້ງແຕ່ການຫຼຸດຂົ້ວ, ທ່າແຮງການກະທຳສູງສຸດ, ການປັບຂົ້ວຄືນໃໝ່, ແລະ ໄຮເປີໂພລາໄຣເຊຊັນ, ທັງໝົດຖືກຄວບຄຸມໂດຍການເຄື່ອນໄຫວຂອງຊ່ອງທາງໄອອອນ. ການເຂົ້າໃຈກົນໄກເຫຼົ່ານີ້ບໍ່ພຽງແຕ່ໃຫ້ຄວາມເຂົ້າໃຈພື້ນຖານກ່ຽວກັບວິທີການສົ່ງຕໍ່ຂໍ້ມູນໃນລະບົບປະສາດເທົ່ານັ້ນ, ແຕ່ຍັງໃຫ້ພື້ນຖານສຳລັບຄວາມເຂົ້າໃຈ ແລະ ການພັດທະນາການປິ່ນປົວສຳລັບສະພາບທາງລະບົບປະສາດຕ່າງໆ.
ດ້ວຍຄວາມຮູ້ທີ່ຂະຫຍາຍຕົວຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງໃນຂົງເຂດນີ້, ທ່າແຮງໃນການຄົ້ນພົບວິທີການປິ່ນປົວທີ່ມີປະສິດທິພາບຫຼາຍຂຶ້ນສຳລັບຄວາມຜິດປົກກະຕິຂອງລະບົບປະສາດກຳລັງເພີ່ມຂຶ້ນ, ເຊິ່ງນຳເອົາຄວາມຫວັງໃໝ່ມາສູ່ຄົນເຈັບຫຼາຍຄົນທົ່ວໂລກ.
