Neuronas: nervų ląstelės struktūra ir funkcijos

Neuronas arba nervinė ląstelė yra pagrindinis nervų sistemos elementas. Būtent neuronai yra atsakingi už tai, kad jaučiame skausmą, ar šiuo metu galime perskaityti šį tekstą ir jų dėka galima pajudinti ranką, koją ar bet kurią kitą kūno dalį. Kompleksinė neuronų struktūra ir fiziologija leidžia neuronams atlikti tokias nepaprastai svarbias funkcijas. Taigi, kaip statoma nervinė ląstelė ir kokios jos funkcijos?

Turinys

1. Neuronas (nervų ląstelė): vystymasis
2. Neuronas (nervinė ląstelė): bendra struktūra
3. Neuronas (nervų ląstelė): tipai
4. Neuronas (nervinė ląstelė): funkcijos
5. Poilsio ir veikimo potencialas - impulsų perdavimas
6. Depoliarizacija ir hiperpoliarizacija
7. Hipertenzija - dieta
8. Neuroniniai tinklai

Neuronai (nervinės ląstelės) kartu su glijos ląstelėmis yra pagrindiniai nervų sistemos statybiniai blokai. Pasaulis apie sudėtingą nervų ląstelių struktūrą ir funkciją pradėjo mokytis daugiausia po 1937 m. - būtent tada JZ Youngas pasiūlė darbą su neuronų savybėmis atlikti kalmarų ląstelėse (kadangi jos yra daug didesnės nei žmogaus ląstelės, visi eksperimentai neabejotinai atliekami su jomis). lengviau).

Šiais laikais, žinoma, galima atlikti tyrimus net su mažiausiomis žmogaus ląstelėmis, tačiau tuo metu gyvūno modelis reikšmingai prisidėjo prie nervų ląstelių fiziologijos atradimo.

Neuronas yra pagrindinis nervų sistemos pagrindas, o nervų sistemos sudėtingumas iš esmės priklauso nuo to, kiek šių ląstelių yra organizme.

Pavyzdžiui, nematodai, tiriami skirtingose ​​laboratorijose, turi tik 300 neuronų.

Gerai žinoma vaisinė musė turi tikrai daugiau nervų ląstelių, apie šimtą tūkstančių. Šis skaičius nėra nieko vertinant, kiek žmogus turi neuronų - manoma, kad žmogaus nervų sistemoje jų yra keli milijardai.

Neuronas (nervų ląstelė): vystymasis

Nervų ląstelių gamybos procesas yra žinomas kaip neurogenezė. Apskritai besivystančiame organizme (ypač intrauterinio gyvenimo metu) neuronai atsiranda iš nervinių kamieninių ląstelių, o tos nervinės ląstelės, kurios tada atsiranda, vėliau ląstelių dalijasi.

Anksčiau buvo manoma, kad po žmogaus vystymosi naujos nervinės ląstelės apskritai nesusidaro. Toks įsitikinimas parodė, kiek pavojingos visos ligos, dėl kurių nyksta nervinės ląstelės (čia mes kalbame, pavyzdžiui, apie įvairias neurodegeneracines ligas).

Tačiau dabar žinoma, kad tam tikruose smegenų regionuose galima sukurti naujus neuronus net ir suaugus - tokie regionai pasirodė esą pvz. hipokampas ir uoslės svogūnėlis.

Neuronas (nervinė ląstelė): bendra struktūra

Neuroną galima suskirstyti į tris dalis, kurios yra:

• nervų ląstelių kūnas (perikarionas)
• dendritai (daugybiniai, dažniausiai nedideli išsikišimai, besitęsiantys nuo perikariono)
• aksonas (vienas ilgas priedas, besitęsiantis nuo nervinės ląstelės kūno)

Nervų ląstelės kūnas, kaip ir kitos jo dalys, yra padengtas ląstelės membrana. Jame yra visi pagrindiniai ląstelių organeliai, tokie kaip:

• ląstelės branduolys
• ribosomos
• endoplazminis tinklas (tinklelio agregatai su jame gausiai išsibarsčiusiomis ribosomomis vadinami Nisselio granulėmis - jie būdingi nervinėms ląstelėms ir juose yra dėl to, kad neuronai gamina daug baltymų)

Dendritai pirmiausia yra atsakingi už informacijos, tekančios į nervinę ląstelę, priėmimą. Jų galuose yra daug sinapsių. Vienoje nervinėje ląstelėje gali būti tik keli dendritai, ir jų gali būti tiek daug, kad galų gale jie sudarys iki 90% viso tam tikro neurono paviršiaus.

Savo ruožtu aksonas yra daug kitokia struktūra. Tai vienas priedas, besitęsiantis nuo nervinės ląstelės kūno. Aksono ilgis gali būti labai skirtingas - kaip ir kai kurie iš jų yra tik keli milimetrai, žmogaus kūne galite rasti daug daugiau nei metro ilgių aksonų.

Aksono vaidmuo yra perduoti dendritų gautą signalą kitoms nervų ląstelėms. Kai kurie iš jų yra padengti specialiu apvalkalu - jis vadinamas mielino apvalkalu, ir tai leidžia daug greičiau perduoti nervinius impulsus.

Nervų ląstelių kūnus galima rasti griežtai apibrėžtose nervų sistemos struktūrose: jų daugiausia yra centrinėje nervų sistemoje, o periferinėje - jie taip pat yra vadinamosiose ganglijos. Aksonų sankaupos, gaunamos iš daugybės skirtingų nervinių ląstelių ir padengtos atitinkamomis membranomis, savo ruožtu vadinamos nervais.

Neuronas (nervų ląstelė): tipai

Yra bent keli nervinių ląstelių padalijimai. Neuronus galima suskirstyti, pavyzdžiui, dėl jų struktūros, kur išskiriami šie dalykai:

• vienpoliai neuronai: taip pavadinti, nes jie turi tik vieną pratęsimą
• bipoliniai neuronai: nervinės ląstelės, turinčios vieną aksoną ir vieną dendritą
• daugiapoliai neuronai: jie turi tris ar daug daugiau pratęsimų

Kitas neuronų pasiskirstymas yra pagrįstas jų aksonų ilgiu. Šiuo atveju išvardyti:

• Projekciniai neuronai: jie turi ypač ilgus aksonus, leidžiančius jiems siųsti impulsus į kūno dalis, net labai nutolusias nuo jų perikarionų
• neuronai su trumpais aksonais: jų užduotis yra perduoti sužadinimus tik tarp nervinių ląstelių, esančių arti jų

Tačiau dažniausiai tinkamiausias nervinių ląstelių dalijimasis priklauso nuo jų funkcijos organizme. Šiuo atveju yra trijų tipų nervų ląstelės:

• motoriniai neuronai (dar vadinami išcentriniais ar eferentiniais): jie yra atsakingi už impulsų siuntimą iš centrinės nervų sistemos į vykdomąsias struktūras, pvz., raumenims ir liaukoms.
• sensoriniai neuronai (dar vadinami centripetaliniais, aferentais): jie suvokia įvairius jutimo dirgiklius, t. termiškai, liesti ar užuosti ir perduoti gautą informaciją į centrinės nervų sistemos struktūras
• asociaciniai neuronai (dar vadinami interneuronais, tarpiniais neuronais): jie yra tarpininkai tarp jutimo ir motorinių neuronų, paprastai jų vaidmuo yra perduoti informaciją tarp skirtingų nervinių ląstelių

Neuronus taip pat galima suskirstyti dėl to, kaip jie išskiria neuromediatorius (šios medžiagos - kurios bus aptartos vėliau - yra atsakingos už informacijos perdavimo tarp neuronų galimybę).

Taikant šį požiūrį, be kitų, galima išvardyti:

• dopaminerginiai neuronai (išskiriantys dopaminą)
• cholinerginiai neuronai (atpalaiduoja acetilcholiną)
• noradrenerginiai neuronai (išskiriantys noradrenaliną)
• serotoninerginiai neuronai (išskiria serotoniną)
• GABAerginiai neuronai (atpalaiduoja GABA)

Neuronas (nervinė ląstelė): funkcijos

Iš esmės pagrindinės neurono funkcijos buvo minėtos anksčiau: šios ląstelės yra atsakingos už nervinių impulsų priėmimą ir perdavimą. Tačiau tai vyksta ne kaip kurčiasis telefonas, kur ląstelės kalba tarpusavyje, bet per sudėtingus procesus, į kuriuos tiesiog verta atkreipti dėmesį.

Impulsų perdavimas tarp neuronų galimas dėka specifinių tarpusavio ryšių - sinapsių. Žmogaus kūne yra dviejų tipų sinapsės: elektrinės (kurių yra palyginti nedaug) ir cheminės (dominuojančios, būtent tai yra susiję su neurotransmiteriais).

Yra trys sinapsės dalys:

• presinapsinis nutraukimas
• sinapsinis plyšys
• postsinapsinis nutraukimas

Presinapsinis galas yra vieta, iš kurios išsiskiria neurotransmiteriai - jie eina į sinapsinį plyšį. Ten jie gali prisijungti prie postsinapsinio terminalo receptorių. Galų gale, stimuliuojamas neuromediatorių, sužadinimas gali būti sukeltas ir galiausiai perduoti informaciją iš vienos nervinės ląstelės į kitą.

Poilsio ir veikimo potencialas - impulsų perdavimas

Poilsio ir veikimo potencialas - impulsų perdavimas

Čia verta paminėti dar vieną reiškinį, susijusį su signalų perdavimu tarp nervinių ląstelių - veikimo potencialą.

Tiesą sakant, kai jis susidaro, jis pradeda plisti išilgai aksono ir gali sukelti neurotransmiterio išsiskyrimą iš jo galo - tai yra presinapsinė pabaiga - kurio dėka sužadinimas plis toliau.

Nervų ląstelės, kurios šiuo metu nesiunčia jokių impulsų, t. Y. Šiek tiek ilsisi, turi vadinamąsias ramybės potencialas - priklauso nuo įvairių katijonų koncentracijų skirtumo tarp nervinės ląstelės vidaus ir išorinės aplinkos.

Pagrindinės šio skirtumo priežastys yra natrio (Na +), kalio (K +) ir chlorido (Cl-) katijonai.

Apskritai, neurono vidus yra neigiamai įkrautas, palyginti su jo išorine dalimi - pasiekus sužadinimo bangai, ši situacija pasikeičia ir jis tampa daug teigiamai įkrautas.

Kai neurono viduje esantis krūvis pasiekia vertę, vadinamą slenksčio potencialu, sužadinimas sužadinamas - impulsas „iššoviamas“ per visą aksono ilgį.

Čia reikia pabrėžti, kad nervinės ląstelės visada siunčia to paties tipo impulsą - kad ir kokia stipri būtų juos pasiekianti stimuliacija, jos visada atsako ta pačia jėga (net minima, kad impulsus siunčia pagal principą „viskas arba nieko“. ).

Depoliarizacija ir hiperpoliarizacija

Čia nuolat minima, kad kai neurotransmiteriai per sinapses pasiekia nervinę ląstelę, tai perduoda nervinį impulsą. Tačiau vien toks apibūdinimas būtų melas - neurotransmiterius galima suskirstyti į sužadinančius ir slopinančius dviem būdais.

Pirmasis iš jų iš tikrųjų sukelia depoliarizaciją, dėl kurios informacija perduodama tarp nervinių ląstelių.

Tačiau yra ir slopinamųjų neuromediatorių, kurie, pasiekę neuroną, sukelia hiperpoliarizaciją (t. Y. Sumažina nervinės ląstelės potencialą), o tai reiškia, kad neuronas tampa daug mažiau galintis perduoti impulsus.

Priešingai nei atrodo, nervų ląstelių slopinimas yra nepaprastai svarbus - būtent jo dėka galima regeneruoti arba „pailsėti“ nervų ląsteles.

Neuroniniai tinklai

Aptariant nervinių ląstelių funkcijas, čia verta paminėti, kad svarbu ne pavieniai neuronai, o visi jų tinklai. Žmogaus kūne yra išskirtinai daug vadinamųjų neuroniniai tinklai. Jie gali apimti, pavyzdžiui, jutimo neuroną, interneuroną ir motorinį neuroną. Norint iliustruoti tokio tinklo veikimą, galima pateikti situacijos pavyzdį: netyčia ranka palietę degančios žvakės dagtį.

Apie tai, kad mes tai padarėme, informuoja jutiminis neuronas - būtent jis gauna jutimo stimulus, susijusius su aukšta temperatūra. Ji perduoda informaciją toliau - dažniausiai tai daro padedama interneurono, kurio dėka žinia apie žalingą dirgiklį pasiekia centrinės nervų sistemos struktūras. Ten jis apdorojamas ir galiausiai - motorinio neurono dėka - siunčiamas signalas iš atitinkamų raumenų, vedantis į tai, kad mes instinktyviai atitraukiame ranką nuo uždegtos dagties.

Čia aprašytas gana paprastas neuroninio tinklo pavyzdys, tačiau jis tikriausiai parodo, koks sudėtingas yra atskirų neuronų santykis ir kodėl nervinės ląstelės ir jų funkcija yra tokios svarbios žmogaus veiklai.

Šaltiniai:

1. Lodish H. ir kt., „Neurono struktūros ir funkcijos apžvalga“, Molekulinė ląstelių biologija. 4-asis leidimas, Niujorkas, 2000 m
2. H. Krauss, P. Sosnowski (red.), Žmogaus fiziologijos pagrindai, Wyd. Poznanės mokslo universitetas, 2009 m., Poznanė, p. 258–274

• Smegenų struktūra
• Periferinė nervų sistema
• Nugaros smegenys