Neuron: Ορισμός, Δομή, Λειτουργία & Τύποι

ο ανθρώπινο νευρικό σύστημα έχει μια βασική αλλά απίστευτα ζωτική λειτουργία: να επικοινωνεί και να λαμβάνει πληροφορίες από διαφορετικά μέρη του σώματος και να δημιουργεί συγκεκριμένες καταστάσεις απαντήσεις σε αυτές τις πληροφορίες.

Σε αντίθεση με άλλα συστήματα του σώματος, η λειτουργία των περισσότερων συστατικών του νευρικού συστήματος μπορεί να εκτιμηθεί μόνο με μικροσκοπία. Ενώ ο εγκέφαλος και ο νωτιαίος μυελός μπορούν να οπτικοποιηθούν αρκετά εύκολα κατά τη συνολική εξέταση, αυτό δεν αποτυγχάνει παρέχουν ακόμη και ένα κλάσμα της έκτασης της κομψότητας και της πολυπλοκότητας του νευρικού συστήματος και του καθήκοντα.

Νευρικός ιστός είναι ένας από τους τέσσερις κύριους ιστούς του σώματος, ενώ οι άλλοι είναι μυϊκοί, επιθηλιακοί και συνδετικοί ιστοί. Η λειτουργική μονάδα του νευρικού συστήματος είναι η νευρώναςή νευρικό κύτταρο.

Παρόλο που οι νευρώνες, όπως σχεδόν όλα τα ευκαρυωτικά κύτταρα, περιέχουν πυρήνες, κυτταρόπλασμα και οργανίδια, εξειδικευμένο και διαφορετικό, όχι μόνο σε σχέση με τα κύτταρα σε διαφορετικά συστήματα, αλλά και σε σύγκριση με διαφορετικά είδη νευρικά κύτταρα.

Το ανθρώπινο νευρικό σύστημα μπορεί να χωριστεί σε δύο κατηγορίες: το κεντρικό νευρικό σύστημα (CNS), το οποίο περιλαμβάνει τον ανθρώπινο εγκέφαλο και τον νωτιαίο μυελό, και το περιφερικό νευρικό σύστημα (PNS), το οποίο περιλαμβάνει όλα τα άλλα συστατικά του νευρικού συστήματος.

Το νευρικό σύστημα αποτελείται από δύο κύριους τύπους κυττάρων: νευρώνες, τα οποία είναι τα κελιά «σκέψης» και glia, τα οποία υποστηρίζουν κελιά.

Εκτός από το ανατομικός διαίρεση του νευρικού συστήματος στο ΚΝΣ και το PNS, το νευρικό σύστημα μπορεί επίσης να χωριστεί σε λειτουργικά τμήματα: το σωματικός και το αυτονόμος. Το "σωματικό" σε αυτό το πλαίσιο μεταφράζεται σε "εθελοντικό", ενώ το "αυτόνομο" ουσιαστικά σημαίνει "αυτόματο" ή ακούσιο.

Το αυτόνομο νευρικό σύστημα (ANS) μπορεί να διαιρεθεί περαιτέρω με βάση τη λειτουργία στο συμπονετικός και παρασυμπαθητικός νευρικά συστήματα.

Το πρώτο είναι αφιερωμένο κυρίως σε δραστηριότητες "up-tempo", και το να μετατρέπεται σε ταχύτητα αναφέρεται συχνά ως απάντηση "αγώνα-ή-πτήσης". Το παρασυμπαθητικό νευρικό σύστημα, από την άλλη πλευρά, ασχολείται με "down-tempo" δραστηριότητες όπως πέψη και έκκριση.

Οι νευρώνες διαφέρουν πολύ στη δομή τους, αλλά όλα διαθέτουν τέσσερα βασικά στοιχεία: το ίδιο το κυτταρικό σώμα, δενδρίτες, ένα άξονας, και το τερματικά axon.

Το "Dendrite" προέρχεται από τη λατινική λέξη για το "δέντρο" και κατά την επιθεώρηση ο λόγος είναι προφανής. Οι δενδρίτες είναι μικροσκοπικοί κλάδοι του νευρικού κυττάρου που λαμβάνουν σήματα από ένα ή περισσότερα (συχνά Πολλά περισσότερα) άλλοι νευρώνες.

Οι δενδρίτες συγκλίνουν στο κυτταρικό σώμα, το οποίο, απομονωμένο από τα εξειδικευμένα συστατικά του νευρικού κυττάρου, μοιάζει πολύ με ένα «τυπικό» κύτταρο.

Το τρέξιμο από το κυτταρικό σώμα είναι ένας μοναδικός άξονας, ο οποίος μεταφέρει ολοκληρωμένα σήματα προς τον νευρώνα ή τον ιστό στόχο. Τα Αξόνια έχουν συνήθως έναν αριθμό δικών τους κλάδων, αν και αυτοί είναι λιγότεροι σε αριθμό από τους δενδρίτες. Αυτά αναφέρονται ως ακροδέκτες άξονα, τα οποία λειτουργούν περισσότερο ή λιγότερο ως διαχωριστές σήματος.

Ενώ κατά κανόνα οι δενδρίτες μεταφέρουν σήματα προς το κυτταρικό σώμα και οι άξονες μεταφέρουν σήματα μακριά από αυτό, η κατάσταση στους αισθητήριους νευρώνες είναι διαφορετική.

Σε αυτήν την περίπτωση, οι δενδρίτες που τρέχουν από το δέρμα ή άλλο όργανο με αισθητηριακή εννέα συγχωνεύονται απευθείας σε ένα περιφερειακός άξονας, που ταξιδεύει στο κυτταρικό σώμα. ένα κεντρικός άξονας στη συνέχεια αφήνει το κυτταρικό σώμα προς την κατεύθυνση του νωτιαίου μυελού ή του εγκεφάλου.

Εκτός από τα τέσσερα κύρια ανατομικά χαρακτηριστικά τους, οι νευρώνες έχουν μια σειρά εξειδικευμένων στοιχείων που διευκολύνουν τη δουλειά της μετάδοσης ηλεκτρικά σήματα κατά μήκος τους.

ο θήκη μυελίνης παίζει τον ίδιο ρόλο στους νευρώνες με το μονωτικό υλικό στα ηλεκτρικά καλώδια. (Τα περισσότερα από όσα έχουν καταλάβει οι ανθρώπινοι μηχανικοί αναπτύχθηκαν από τη φύση πριν από πολύ καιρό, συχνά με ακόμα ανώτερα αποτελέσματα.) Η μυελίνη είναι μια κηρώδης ουσία που αποτελείται κυρίως από λιπίδια (λίπη) που περιβάλλει άξονες.

Η θήκη μυελίνης διακόπτεται από διάφορα κενά καθώς διατρέχει τον άξονα. Αυτά τα κόμβοι του Ranvier επιτρέψτε κάτι που ονομάζεται δυναμικό δράσης να διαδίδεται κατά μήκος του άξονα με υψηλή ταχύτητα. Η απώλεια μυελίνης είναι υπεύθυνη για μια ποικιλία εκφυλιστικών ασθενειών του νευρικού συστήματος, συμπεριλαμβανομένης της πολλαπλή σκλήρυνση.

Οι διασταυρώσεις μεταξύ των νευρικών κυττάρων και άλλων νευρικών κυττάρων, συν τους ιστούς στόχους, που επιτρέπουν τη μετάδοση ηλεκτρικών σημάτων ονομάζονται συνάψεις. Όπως και η τρύπα ενός ντόνατ, αυτά αντιπροσωπεύουν μια σημαντική φυσική απουσία παρά παρουσία.

Κάτω από την κατεύθυνση του δυναμικού δράσης, το αξονικό άκρο ενός νευρώνα απελευθερώνει έναν από διάφορους τύπους νευροδιαβιβαστής χημικές ουσίες που μεταφέρουν το σήμα κατά μήκος της μικρής συναπτικής σχισμής και στον δενδρίτη αναμονής ή άλλο στοιχείο στην άκρη πλευρά.

Δυνατότητες δράσης, τα μέσα με τα οποία τα νεύρα επικοινωνούν μεταξύ τους και με μη νευρικούς ιστούς στόχους όπως οι μύες και οι αδένες, αντιπροσωπεύουν μία από τις πιο συναρπαστικές εξελίξεις στην εξελικτική νευροβιολογία. Μια πλήρης περιγραφή του δυναμικού δράσης απαιτεί μια μακρύτερη περιγραφή από αυτήν που μπορεί να παρουσιαστεί εδώ, αλλά για να συνοψίσουμε:

Ιόντα νατρίου (Na +) διατηρούνται από ένα Αντλία ATPase στη νευρωνική μεμβράνη σε υψηλότερη συγκέντρωση εκτός του νευρώνα απ 'ότι μέσα σε αυτήν, ενώ η συγκέντρωση του ιόντα καλίου (K +) διατηρείται ψηλότερα στο εσωτερικό του νευρώνα από ό, τι έξω από αυτόν με τον ίδιο μηχανισμό.

Αυτό σημαίνει ότι τα ιόντα νατρίου πάντα «θέλουν» να ρέουν στον νευρώνα, κάτω από τη βαθμίδα συγκέντρωσης, ενώ τα ιόντα καλίου «θέλουν» να ρέουν προς τα έξω. (Ιόντα είναι άτομα ή μόρια που φέρουν καθαρό ηλεκτρικό φορτίο.)

Διαφορετικά ερεθίσματα, όπως νευροδιαβιβαστές ή μηχανική παραμόρφωση, μπορούν να ανοίξουν διαύλους ιόντων για συγκεκριμένη ουσία στο κυτταρική μεμβράνη στην αρχή του άξονα. Όταν συμβεί αυτό, τα ιόντα Na + σπεύδουν, διαταράσσοντας τα κύτταρα δυναμικό μεμβράνης ανάπαυσης -70 mV (millivolts) και καθιστώντας το πιο θετικό.

Σε απόκριση, τα ιόντα Κ + σπεύδουν προς τα έξω για να επαναφέρουν το δυναμικό της μεμβράνης στην τιμή ηρεμίας του.

Ως αποτέλεσμα, η αποπόλωση διαδίδεται, ή εξαπλώνεται, πολύ γρήγορα κάτω από τον άξονα, Φανταστείτε δύο άτομα να κρατούν το σχοινί τεντωμένο μεταξύ τους και ένας από αυτούς να τρέχει το άκρο προς τα πάνω.

Θα δείτε ένα "κύμα" να κινείται γρήγορα προς το άλλο άκρο του σχοινιού. Στους νευρώνες, αυτό το κύμα αποτελείται από ηλεκτροχημική ενέργεια και διεγείρει την απελευθέρωση νευροδιαβιβαστή από τους ακροδέκτες του άξονα στη σύναψη.

Οι κύριοι τύποι νευρώνων περιλαμβάνουν:

• Κινητικοί νευρώνες (ή κινητήρες) έλεγχο της κίνησης (συνήθως εθελοντική, αλλά μερικές φορές αυτόνομη).
  
• Αισθητικοί νευρώνες ανίχνευση αισθητηριακών πληροφοριών (π.χ., η αίσθηση της οσμής στο σύστημα οσφρητικής).
• Διεθνείς ενεργούν ως «προσκρούσεις ταχύτητας» στην αλυσίδα μετάδοσης σήματος για τη ρύθμιση των πληροφοριών που αποστέλλονται μεταξύ των νευρώνων.
  
• Διάφορος εξειδικευμένοι νευρώνες σε διαφορετικές περιοχές του εγκεφάλου, όπως Ίνες Purkinje και πυραμιδικά κύτταρα.

Στους μυελινωμένους νευρώνες, το δυναμικό δράσης κινείται ομαλά μεταξύ των κόμβων του Ranvier επειδή το περίβλημα μυελίνης αποτρέπει την αποπόλωση της μεμβράνης μεταξύ των κόμβων. Ο λόγος για τον οποίο οι κόμβοι απέχουν όπως είναι είναι ότι μια στενότερη απόσταση θα επιβραδύνει τη μετάδοση απαγορευτικές ταχύτητες, ενώ μια μεγαλύτερη απόσταση θα διακινδύνευε το δυναμικό δράσης «πεθαίνοντας» πριν φτάσει στο επόμενος κόμβος.

Η σκλήρυνση κατά πλάκας (MS) είναι μια ασθένεια που προσβάλλει μεταξύ 2 και 3 εκατομμυρίων ανθρώπων παγκοσμίως. Παρά το γεγονός ότι είναι γνωστό από τα μέσα του 1800, η ​​σκλήρυνση κατά πλάκας είναι χωρίς θεραπεία από το 2019, κυρίως επειδή είναι άγνωστο ακριβώς τι προκαλεί την παθολογία που εμφανίζεται στην ασθένεια. Καθώς η απώλεια μυελίνης στους νευρώνες του ΚΝΣ εξελίσσεται με την πάροδο του χρόνου, κυριαρχεί η απώλεια της λειτουργίας των νευρώνων.

Η ασθένεια μπορεί να αντιμετωπιστεί με στεροειδή και άλλα φάρμακα. Δεν είναι θανατηφόρο καθαυτή, αλλά είναι εξαιρετικά εξουθενωτική, και βρίσκεται σε εξέλιξη εντατική ιατρική έρευνα για την αναζήτηση θεραπείας για σκλήρυνση κατά πλάκας.