پلاسم موتور: دروازهٔ فرماندهی عصب به ماهیچه
پلاسم موتور چیست و کجا قرار دارد؟
برای درک پلاسم موتور، ابتدا باید با بازیگران اصلی این صحنه آشنا شویم: نورون حرکتی۵ و فیبر ماهیچهای اسکلتی۶. نورون حرکتی، سلول عصبی است که از نخاع آغاز میشود و پیام "حرکت کن" را از مغز حمل میکند. فیبر ماهیچهای، سلول بلند و نازکی است که با انقباض خود، حرکت را ایجاد میکند. پلاسم موتور، دقیقاً نقطهٔ پایان نورون حرکتی و آغاز فیبر ماهیچهای است؛ یک سیناپس۷ تخصصیافته که این دو سلول کاملاً متفاوت را به هم متصل میکند.
تصور کنید میخواهید با دست خود یک لیوان آب بردارید. مغز شما فرمان "بلند کن" را صادر میکند. این فرمان به صورت یک سیگنال الکتریکی از طریق نورونهای حرکتی به سمت ماهیچههای ساعد شما سفر میکند. پلاسم موتور، ایستگاهی است که در آن این قطار الکتریکی باید مسافر خود (پیام شیمیایی) را عوض کند تا بتواند سفرش را در قلمرو ماهیچه ادامه دهد.
| نام جزء | وظیفه | تشبیه |
|---|---|---|
| انتهای آکسون۸ | انتهای عصب که پیام را به صورت شیمیایی رها میکند. | فرستندهٔ پیام |
| شیار سیناپسی۹ | فضای میکروسکوپی بین عصب و ماهیچه. | دریای کوچک برای شنا کردن پیامرسانها |
| صفحهٔ انتهایی ماهیچه۱۰ | غشای تخصصیافتهٔ ماهیچه که پیام شیمیایی را دریافت میکند. | گیرندهٔ پیام |
| گیرندههای استیلکولین۱۱ | مولکولهای قفلمانند روی صفحهٔ انتهایی که پیامرسان به آنها متصل میشود. | قفلهای مولکولی |
مراحل انتقال پیام از عصب به ماهیچه
این فرآیند که انتقال سیناپسی عصبی-ماهیچهای نامیده میشود، یک رقص مولکولی دقیق و هماهنگ است. این فرآیند را میتوان در چند مرحلهٔ کلیدی خلاصه کرد:
۱. ورود پیام الکتریکی: پتانسیل عمل۱۲ (سیگنال الکتریکی) به انتهای آکسون نورون حرکتی میرسد.
۲. رهاسازی پیامرسان شیمیایی: این سیگنال الکتریکی باعث میشود کیسههای کوچکی به نام وزیکول سیناپسی۱۳، که پر از مولکولهای استیلکولین هستند، با غشای انتهای آکسون ادغام شده و محتوای خود را به داخل شیار سیناپسی خالی کنند.
۳. عبور از شکاف: مولکولهای استیلکولین مانند قایقهای کوچکی در عرض شیار سیناپسی شنا کرده و به سوی صفحهٔ انتهایی ماهیچه میروند.
۴. قفل و کلید مولکولی: استیلکولین به گیرندههای مخصوص خود روی صفحهٔ انتهایی ماهیچه متصل میشود. این اتصال، مانند چفت شدن کلید در قفل است.
۵. ایجاد پتانسیل عمل ماهیچهای: اگر سیگنال به اندازه کافی قوی باشد (یعنی پتانسیل صفحه انتهایی از آستانه بگذرد)، یک موج الکتریکی جدید به نام پتانسیل عمل در طول فیبر ماهیچهای پخش میشود.
۶. انقباض: این پتانسیل عمل، زنجیرهای از رویدادها را در داخل سلول ماهیچهای راهمیاندازد که در نهایت باعث میشود فیبرهای ماهیچهای کوتاه شده و انقباض رخ دهد.
۷. پاکسازی: برای توقف سیگنال، آنزیمی به نام استیلکولین استراز۱۵، استیلکولین باقیمانده در شیار سیناپسی را به اجزای سازندهاش تجزیه میکند تا آمادهٔ چرخه بعدی شود.
پلاسم موتور در عمل: از پلک زدن تا دویدن
حالا که با مکانیسم پایه آشنا شدیم، ببینیم این فرآیند چگونه در زندگی روزمره آشکار میشود. هر بار که پلک میزنید، این یک فرمان ساده از مغز شماست که از طریق یک نورون حرکتی به ماهیچههای پلک شما فرستاده میشود. در پلاسم موتور مربوط به آن ماهیچهها، استیلکولین رها شده و انقباض سریع و مختصری ایجاد میکند.
برای حرکات پیچیدهتر مانند نواختن پیانو یا دویدن، این فرآیند به صورت هماهنگ در هزاران پلاسم موتور اتفاق میافتد. مغز شما نه تنها باید تصمیم بگیرد کدام ماهیچهها را منقبض کند، بلکه باید شدت و توالی این انقباضات را نیز دقیقاً کنترل نماید. این کنترل از طریق نرخ firing یا آهنگ شلیک نورونهای حرکتی انجام میشود. یک شلیک سریع و پشت سر هم نورون، باعث میشود استیلکولین بیشتری در شیار سیناپسی جمع شده و یک انقباض قویتر و پایدارتر ایجاد کند. برعکس، یک شلیک کند و کمتعداد، انقباض ضعیفتری را به دنبال دارد.
اشتباهات رایج و پرسشهای مهم
خیر. یک نورون حرکتی واحد به چندین فیبر ماهیچهای متصل میشود. به مجموعهٔ یک نورون حرکتی و تمام فیبرهای ماهیچهای که عصبدهی میکند، یک واحد حرکتی۱۶ میگویند. برای حرکات ظریف مانند حرکت انگشتان، یک واحد حرکتی ممکن است فقط چند فیبر ماهیچهای را کنترل کند. اما برای حرکات قدرتی مانند لگد زدن، یک واحد حرکتی میتواند صدها فیبر ماهیچهای را همزمان به کار گیرد.
این یک وضعیت خطرناک است. اگر استیلکولین تجزیه نشود، به تحریک مداوم گیرندهها ادامه میدهد که منجر به اسپاسم و انقباض غیرقابل کنترل ماهیچهها میشود. برخی از سموم عصبی و گازهای جنگی (مانند گاز سارین) دقیقاً با مهار آنزیم استیلکولین استراز این کار را انجام میدهند. از طرف دیگر، برخی بیماریها مانند میاستنی گراویس۱۷ به دلیل حمله سیستم ایمنی بدن به گیرندههای استیلکولین ایجاد میشوند که منجر به ضعف و خستگی شدید ماهیچهها میگردد.
خیر. پلاسم موتور به شکل توصیف شده، مخصوص ماهیچههای اسکلتی است که تحت کنترل ارادی ما هستند (مانند ماهیچههای دست و پا). ماهیچههای صاف (مانند ماهیچههای روده) و ماهیچهٔ قلب، ساختار سیناپسی متفاوتی دارند و عموماً تحت کنترل غیرارادی سیستم عصبی خودمختار قرار میگیرند.
پاورقی
۱ Motor End Plate (پلاسم موتور: صفحهٔ انتهایی ماهیچه)
۲ Neuromuscular Synaptic Transmission
۳ Acetylcholine (ACh)
۴ Miniature End Plate Potential (MEPP)
۵ Motor Neuron
۶ Skeletal Muscle Fiber
۷ Synapse
۸ Axon Terminal
۹ Synaptic Cleft
۱۰ Motor End Plate
۱۱ Acetylcholine Receptors (AChRs)
۱۲ Action Potential
۱۳ Synaptic Vesicle
۱۴ End Plate Potential (EPP)
۱۵ Acetylcholinesterase (AChE)
۱۶ Motor Unit
۱۷ Myasthenia Gravis
