Neuron: Definice, struktura, funkce a typy

The lidský nervový systém má jednu základní, ale neuvěřitelně důležitou funkci: komunikovat a přijímat informace z různých částí těla a generovat specifické reakce na tyto informace.

Na rozdíl od jiných systémů v těle lze funkci většiny složek nervového systému ocenit pouze pomocí mikroskopie. Zatímco mozek a míchu lze při hrubém vyšetření dostatečně snadno vizualizovat, není to možné poskytují dokonce jen zlomek rozsahu elegance a složitosti nervového systému a jeho úkoly.

Nervová tkáň je jednou ze čtyř hlavních tkání těla, ostatní jsou svalová, epiteliální a pojivová tkáň. Funkční jednotkou nervového systému je neuronnebo nervové buňky.

Ačkoli neurony, stejně jako téměř všechny eukaryotické buňky, obsahují jádra, cytoplazmu a organely, jsou vysoce specializované a různorodé, a to nejen ve vztahu k buňkám v různých systémech, ale také ve srovnání s různými druhy nervové buňky.

Lidský nervový systém lze rozdělit do dvou kategorií: centrální nervový systém (CNS), který zahrnuje lidský mozek a míchu, a

Nervový systém se skládá ze dvou hlavních typů buněk: neurony, což jsou „myslící“ buňky a glia, které podporují buňky.

Kromě anatomický rozdělení nervového systému na CNS a PNS, nervový systém lze rozdělit také na funkční rozdělení: somatický a autonomní. „Somatický“ v tomto kontextu znamená „dobrovolný“, zatímco „autonomní“ v podstatě znamená „automatický“ nebo nedobrovolný.

Autonomní nervový systém (ANS) lze dále rozdělit na základě funkce na soucitný a parasympatický nervové systémy.

První z nich se věnuje hlavně „up-tempo“ aktivitám a jeho zařazení do rychlosti se často označuje jako reakce „bojuj nebo utíkej“. Parasympatický nervový systém se naopak zabývá „down-tempovými“ činnostmi, jako je trávení a sekrece.

Neurony se velmi liší svou strukturou, ale všechny obsahují čtyři základní prvky: samotné buněčné tělo, dendrity, an axona axonové svorky.

„Dendrite“ pochází z latinského slova „strom“ a při prohlídce je důvod zřejmý. Dendrity jsou drobné venové větve nervové buňky, které přijímají signály od jedné nebo více (často mnoho více) další neurony.

Dendrity se sbíhají na těle buňky, které izolovaně od specializovaných složek nervové buňky velmi připomíná „typickou“ buňku.

Z těla buňky běží jediný axon, který nese integrované signály směrem k cílovému neuronu nebo tkáni. Axony mají obvykle řadu vlastních větví, i když je jich méně než dendritů; tyto se označují jako axonové svorky, které fungují víceméně jako rozdělovače signálu.

Zatímco zpravidla dendrity přenášejí signály směrem k tělu buňky a axony přenášejí signály od něj, situace v senzorických neuronech je jiná.

V tomto případě se dendrity vycházející z kůže nebo jiného orgánu se smyslovou inervací spojí přímo do a periferní axon, který cestuje do těla buňky; A centrální axon poté opouští buněčné tělo ve směru míchy nebo mozku.

Kromě svých čtyř hlavních anatomických rysů mají neurony řadu specializovaných prvků, které usnadňují jejich práci při přenosu elektrické signály po jejich délce.

The myelinová vrstva hraje v neuronech stejnou roli jako izolační materiál v elektrických vodičích. (Většina z toho, na co lidští inženýři přišli, byla vyvinuta přírodou velmi dávno, často Myelin je voskovitá látka vyrobená převážně z lipidů (tuků), která obklopuje axony.

Myelinové pouzdro je přerušeno řadou mezer, jak probíhá podél axonu. Tyto uzly Ranvier povolit něco, čemu se říká akční potenciál se šíří podél axonu vysokou rychlostí. Ztráta myelinu je zodpovědná za řadu degenerativních onemocnění nervového systému, včetně roztroušená skleróza.

Spoje mezi nervovými buňkami a jinými nervovými buňkami plus cílové tkáně, které umožňují přenos elektrických signálů, se nazývají synapse. Stejně jako díra v koblihu představují tyto spíše důležitou fyzickou nepřítomnost než přítomnost.

Pod vedením akčního potenciálu uvolňuje axonální konec neuronu jeden z různých typů neurotransmiter chemikálie, které přenášejí signál přes malou synaptickou štěrbinu a k čekajícímu dendritu nebo jinému prvku na druhé straně.

Akční potenciály, prostředky, kterými nervy komunikují mezi sebou navzájem a s neurálními cílovými tkáněmi, jako jsou svaly a žlázy, představují jeden z fascinujících vývojů v evoluční neurobiologii. Úplný popis akčního potenciálu vyžaduje zdlouhavější popis, než jaký je možné uvést zde, ale shrnout:

Sodné ionty (Na +) jsou udržovány pomocí ATPase čerpadlo v neuronální membráně při vyšší koncentraci mimo neuron než v ní, zatímco koncentrace ionty draslíku (K +) je stejným mechanismem udržován výše uvnitř neuronu než mimo něj.

To znamená, že sodíkové ionty vždy „chtějí“ proudit do neuronu dolů svým koncentračním gradientem, zatímco ionty draslíku „chtějí“ proudit ven. (Ionty jsou atomy nebo molekuly nesoucí čistý elektrický náboj.)

Různé stimuly, jako jsou neurotransmitery nebo mechanické zkreslení, mohou otevřít iontové kanály specifické pro látku v buněčná membrána na začátku axonu. Když k tomu dojde, naběhnou ionty Na + a naruší buňky klidový membránový potenciál -70 mV (milivoltů) a zvýšení jeho pozitivity.

V reakci se ionty K + řítí ven, aby obnovily potenciál membrány na klidovou hodnotu.

Výsledkem je, že se depolarizace šíří nebo šíří velmi rychle dolů po axonu. Představte si, že dva lidé drží napnuté lano mezi nimi a jeden z nich švihne koncem nahoru.

Uvidíte, jak se „vlna“ rychle pohybuje směrem k druhému konci lana. V neuronech tato vlna sestává z elektrochemické energie a stimuluje uvolňování neurotransmiteru z axonového terminálu (terminálů) na synapse.

Mezi hlavní typy neuronů patří:

• Motorické neurony (nebo motoneurony) řídí pohyb (obvykle dobrovolný, ale někdy autonomní).
  
• Senzorické neurony detekovat smyslové informace (např. čich v čichovém systému).
• Interneurony v řetězci přenosu signálu působí jako „rázy rychlosti“ k modulaci informací odesílaných mezi neurony.
  
• Rozličný specializované neurony v různých oblastech mozku, jako je Purkyňova vlákna a pyramidové buňky.

V myelinizovaných neuronech se akční potenciál pohybuje hladce mezi uzly Ranvier, protože myelinový obal brání depolarizaci membrány mezi uzly. Důvodem, proč jsou uzly rozmístěny tak, jak jsou, je to, že bližší rozestup by zpomalil přenos až na prohibitivní rychlosti, zatímco větší rozestup by riskoval "vymírací" akční potenciál dříve, než dosáhne další uzel.

Roztroušená skleróza (MS) je onemocnění, které postihuje 2 až 3 miliony lidí na celém světě. Navzdory tomu, že je známo od poloviny 18. století, je MS od roku 2019 bez léčby, hlavně proto, že není známo, co způsobuje patologii pozorovanou u této nemoci. Jak ztráta myelinu v neuronech CNS postupuje v průběhu času, převládá ztráta funkce neuronů.

Toto onemocnění lze léčit steroidy a jinými léky; není to samo o sobě fatální, ale je to extrémně oslabující a probíhá intenzivní lékařský výzkum, který by hledal lék na MS.