الجهد الفعلي

الفكرة الأساسية في الجهد الفعلي هي أن الخلية العصبية لا تنقل الإشارة بقوة مختلفة، بل ترسل نبضة ثابتة الشدة كلما وصل جهد الغشاء إلى العتبة. لذلك فإن شدة المنبه لا تزيد حجم الجهد الفعلي، وإنما تزيد عدد مرات حدوثه.

جهد الراحة وبداية الاستثارة

في حالة الراحة يكون داخل الخلية أكثر سلبية من خارجها، ويعرف ذلك بـ جهد الراحة (Resting membrane potential). عند وصول منبه مناسب يبدأ جهد الغشاء في الارتفاع. إذا لم يصل إلى جهد العتبة (Threshold potential) فلن يتولد جهد فعلي.

أما إذا بلغ العتبة، تبدأ سلسلة من التغيرات الذاتية التي تستمر حتى يكتمل الجهد الفعلي.

مراحل الجهد الفعلي

المرحلة	القنوات السائدة	حركة الأيونات	التغير في الجهد
الراحة	معظم القنوات المعتمدة على الجهد مغلقة	حركة بسيطة عبر قنوات التسرب	جهد الراحة
إزالة الاستقطاب	فتح قنوات Na⁺ المعتمدة على الجهد	دخول Na⁺	يصبح الداخل أقل سلبية ثم موجبًا
إعادة الاستقطاب	تعطيل قنوات Na⁺ وفتح قنوات K⁺	خروج K⁺	عودة الجهد نحو قيمة الراحة
فرط الاستقطاب	استمرار فتح بعض قنوات K⁺	استمرار خروج K⁺	يصبح الجهد أكثر سلبية من الراحة
العودة للراحة	غلق قنوات K⁺	استقرار توزيع الأيونات	الرجوع إلى جهد الراحة

إزالة الاستقطاب

عند الوصول إلى العتبة تنفتح قنوات الصوديوم المعتمدة على الجهد بسرعة، فيدخل الصوديوم إلى داخل الخلية تبعًا لتدرجه الكهروكيميائي. يؤدي ذلك إلى ارتفاع سريع في جهد الغشاء حتى يصل إلى قيمة موجبة.

تتميز هذه المرحلة بوجود تغذية راجعة إيجابية؛ فكلما دخل المزيد من الصوديوم، زاد فتح المزيد من قنوات الصوديوم.

إعادة الاستقطاب وفرط الاستقطاب

بعد فترة قصيرة تصبح قنوات الصوديوم غير فعالة (Inactivated)، وفي الوقت نفسه تنفتح قنوات البوتاسيوم المعتمدة على الجهد.

خروج البوتاسيوم يعيد جهد الغشاء إلى القيم السالبة، وقد يستمر خروج البوتاسيوم قليلًا بعد الوصول إلى جهد الراحة، فتحدث مرحلة فرط الاستقطاب قبل أن يعود الجهد إلى مستواه الطبيعي.

الفخ الامتحاني الشائع هو الاعتقاد أن إعادة الاستقطاب تحدث بسبب "دخول البوتاسيوم". الصحيح أن السبب الرئيسي هو خروج K⁺ من الخلية، مع توقف دخول Na⁺.

قانون الكل أو لا شيء

يتبع الجهد الفعلي قانون الكل أو لا شيء (All-or-none law). فإذا وصل المنبه إلى العتبة يتولد جهد فعلي كامل، وإذا لم يصل إليها فلا يتولد أي جهد فعلي.

لذلك لا تتغير سعة الجهد الفعلي مع زيادة شدة المنبه، وإنما تتغير وتيرة أو تكرار الجهود الفعلية.

فترات الجموح

بعد بدء الجهد الفعلي توجد فترة لا يمكن خلالها توليد جهد فعلي جديد بسهولة.

• فترة الجموح المطلقة (Absolute refractory period): لا يمكن توليد جهد فعلي جديد مهما كانت شدة المنبه، لأن معظم قنوات الصوديوم تكون في حالة تعطيل.
• فترة الجموح النسبية (Relative refractory period): يمكن توليد جهد فعلي، لكن يحتاج إلى منبه أقوى من المعتاد بسبب استمرار خروج البوتاسيوم وفرط الاستقطاب.

تضمن هذه الفترات أن ينتقل الجهد الفعلي في اتجاه واحد على طول المحور العصبي وتحد من أقصى تردد لإطلاق النبضات.

كيف تراجع هذا الموضوع؟

ابدأ برسم منحنى الجهد الفعلي من الذاكرة، ثم اكتب فوق كل جزء القناة المفتوحة وحركة الأيون السائدة. بعد ذلك راجع ثلاثة أزواج لا يجب الخلط بينها: إزالة الاستقطاب/إعادة الاستقطاب، المطلقة/النسبية، وسعة الجهد الفعلي/تكراره. إذا استطعت تفسير كل مرحلة بفتح أو غلق القنوات فقط، فأنت أتقنت الفكرة.