Neuron: Määritelmä, rakenne, toiminto ja tyypit

ihmisen hermosto sillä on yksi perusluonteinen, mutta uskomattoman tärkeä tehtävä: kommunikoida kehon eri osien kanssa ja vastaanottaa niitä niistä sekä tuottaa tilanteisiin liittyviä vastauksia näihin tietoihin.

Toisin kuin muut kehon järjestelmät, useimpien hermoston komponenttien toimintaa voidaan ymmärtää vain mikroskopialla. Vaikka aivot ja selkäydin voidaan visualisoida riittävän helposti karkealla tutkimuksella, tämä ei onnistu tarjoavat jopa murto-osan hermoston eleganssista ja monimutkaisuudesta ja sen tehtäviä.

Hermosto on yksi kehon neljästä pääkudoksesta, muut ovat lihas-, epiteeli- ja sidekudos. Hermoston toiminnallinen yksikkö on neuronitai hermosolu.

Vaikka neuronit, kuten melkein kaikki eukaryoottisolut, sisältävät ytimiä, sytoplasmaa ja organelleja, ne ovat erittäin erikoistunut ja monipuolinen paitsi eri järjestelmien solujen suhteen myös erilaisiin soluihin verrattuna hermosolut.

Ihmisen hermosto voidaan jakaa kahteen luokkaan: keskushermosto (CNS), joka sisältää ihmisen aivot ja selkäytimen sekä

Hermosto koostuu kahdesta pää solutyypistä: neuronit, jotka ovat "ajattelevia" soluja, ja glia, jotka tukevat soluja.

Lukuun ottamatta anatominen hermoston jakaminen keskushermostoon ja PNS: ään, hermosto voidaan jakaa myös toiminnallisiin jakoihin: somaattinen ja autonominen. "Somaattinen" tarkoittaa tässä yhteydessä "vapaaehtoista", kun taas "autonominen" tarkoittaa olennaisesti "automaattista" tai tahatonta.

Autonominen hermosto (ANS) voidaan edelleen jakaa toiminnan perusteella osaksi sympaattinen ja parasympaattinen hermostoon.

Ensin mainittu on omistettu pääasiassa "nopeatempoiselle" toiminnalle, ja sen vaihtamista vaihteeksi kutsutaan usein "taistele tai lennä" -vasteiksi. Parasympaattinen hermosto puolestaan ​​käsittelee "alitempoisia" toimintoja, kuten ruoansulatusta ja eritystä.

Neuronit eroavat toisistaan ​​suuresti rakenteeltaan, mutta niillä kaikilla on neljä olennaista elementtiä: dendriitit, an aksoni, ja aksoniliittimet.

"Dendrite" tulee latinankielisestä sanasta "puu", ja tarkastuksen yhteydessä syy on ilmeinen. Dendriitit ovat pieniä hermosolun haaroja, jotka vastaanottavat signaaleja yhdeltä tai useammalta (usein monet lisää) muut neuronit.

Dendriitit yhtyvät solurunkoon, joka hermosolujen erikoistuneista komponenteista eristettynä muistuttaa läheisesti "tyypillistä" solua.

Solurungosta juokseminen on yksi aksoni, joka kuljettaa integroituja signaaleja kohti kohdeneuronia tai kudosta. Aksoneilla on yleensä useita omia haaroja, vaikka niitä onkin vähemmän kuin dendriittejä; näitä kutsutaan aksoniliittimiksi, jotka toimivat enemmän tai vähemmän signaalinjakajina.

Vaikka yleensä dendriitit kuljettavat signaaleja solukappaletta kohti ja aksonit kuljettavat signaaleja poispäin, aistien hermosolujen tilanne on erilainen.

Tällöin iholta tai muusta elimestä juoksevat dendriitit, joilla on aistinvarainen inervaatio, sulautuvat suoraan a perifeerinen aksoni, joka kulkee solurunkoon; a keskiaksoni sitten lähtee solurungosta selkäytimen tai aivojen suuntaan.

Neljän tärkeän anatomisen ominaisuutensa lisäksi neuroneilla on useita erikoistuneita elementtejä, jotka helpottavat heidän välitystyötään sähköiset signaalit niiden pituudelta.

myeliinivaippa on sama rooli neuroneissa kuin eristemateriaalilla sähköjohtimissa. (Suurin osa siitä, mitä ihmisen insinöörit ovat keksineet, on luonut luonto hyvin kauan sitten, usein Myeliini on vahamainen aine, joka on valmistettu pääasiassa lipideistä (rasvoista), joka ympäröi aksonit.

Myeliinivaippa keskeytyy lukuisista aukoista, kun se kulkee aksonia pitkin. Nämä Ranvierin solmut salli jotain nimeltä toimintapotentiaali levitetään aksonia pitkin suurella nopeudella. Myeliinin menetys on vastuussa monista hermoston rappeuttavista sairauksista, mukaan lukien multippeliskleroosi.

Hermosolujen ja muiden hermosolujen sekä kohdekudosten välisiä liitoksia, jotka mahdollistavat sähköisten signaalien siirron, kutsutaan synapseja. Kuten munkin reikä, nämä edustavat tärkeätä fyysistä poissaoloa eikä läsnäoloa.

Toimintapotentiaalin ohjauksessa neuronin aksonaalinen pää vapauttaa yhden monista eri tyypeistä välittäjäaine kemikaalit, jotka välittävät signaalin pienen synaptisen halkeaman läpi ja odottavaan dendriittiin tai muuhun elementtiin kaukana.

Toimintapotentiaalit, keinot, joiden avulla hermot kommunikoivat keskenään ja ei-hermosolujen kohdekudosten, kuten lihasten ja rauhasten, kanssa, ovat yksi kiehtovimmista kehitysvaiheista evoluutio-neurobiologiassa. Toimintapotentiaalin täydellinen kuvaus vaatii pidemmän kuvauksen kuin tässä voidaan esittää, mutta yhteenvetona:

Natriumionit (Na +) ylläpidetään ATPaasipumppu hermosolukalvossa korkeammalla konsentraatiolla hermosolun ulkopuolella kuin sen sisällä, kun taas kaliumionit (K +) pidetään hermosolun sisällä korkeammalla kuin sen ulkopuolella samalla mekanismilla.

Tämä tarkoittaa, että natriumionit "haluavat" aina virrata hermosoluihin pitoisuusgradienttinsa alaspäin, kun taas kaliumionit "haluavat" virrata ulospäin. (Ionit ovat atomia tai molekyylejä, joilla on nettosähkövaraus.)

Erilaiset ärsykkeet, kuten välittäjäaineet tai mekaaniset vääristymät, voivat avata aineelle spesifisiä ionikanavia solukalvo aksonin alussa. Kun näin tapahtuu, Na + -ionit tunkeutuvat häiritsemään solun toimintaa lepokalvopotentiaali -70 mV (millivoltteina) ja tekee siitä positiivisemman.

Vastauksena K + -ionit kiirehtivät ulospäin palauttamaan membraanipotentiaalin lepoarvoonsa.

Tämän seurauksena depolarisaatio etenee tai leviää hyvin nopeasti aksonia pitkin. Kuvittele, että kaksi ihmistä pitää köyttä tiukasti välillä ja toinen heilauttaa päätä ylöspäin.

Näet "aallon" liikkuvan nopeasti köyden toista päätä kohti. Neuroneissa tämä aalto koostuu sähkökemiallisesta energiasta, ja se stimuloi hermovälittäjäaineen vapautumista synapsin aksonipäätteistä.

Tärkeimpiä neuroneja ovat:

• Motoriset neuronit (tai motoneuronit) ohjausliike (yleensä vapaaehtoinen, mutta joskus autonominen).
  
• Aistien neuronit havaita aistintiedot (esim. hajuaisti hajuhaittoihin).
• Interneuronit toimivat "nopeuskoppina" signaalinsiirtoketjussa moduloidakseen hermosolujen välistä tietoa.
  
• Eri erikoistuneet neuronit eri aivojen alueilla, kuten Purkinje-kuidut ja pyramidimaiset solut.

Myelinoiduissa hermosoluissa toimintapotentiaali liikkuu sujuvasti Ranvierin solmujen välillä, koska myeliinivaippa estää solmujen välisen kalvon depolarisoitumisen. Syy solmujen sijaintiin sellaisina kuin ne ovat, on se, että lähempi etäisyys hidastaa lähetystä kohtaan liian suuret nopeudet, kun taas suurempi välimatka vaarantaisi "kuolevan" toimintapotentiaalin ennen kuin se saavuttaa seuraava solmu.

Multippeliskleroosi (MS) on sairaus, joka vaikuttaa 2-3 miljoonaan ihmiseen maailmanlaajuisesti. Huolimatta siitä, että MS tunnetaan 1800-luvun puolivälistä lähtien, MS ei ole parantunut vuodesta 2019, lähinnä siksi, että ei tiedetä, mikä aiheuttaa taudissa havaitun patologian. Kun myeliinin menetys CNS-neuroneissa etenee ajan myötä, neuronitoiminnan menetys on hallitsevaa.

Sairautta voidaan hallita steroideilla ja muilla lääkkeillä; se ei ole sinänsä kohtalokas, mutta on erittäin heikentävä, ja intensiivistä lääketieteellistä tutkimusta on käynnissä MS: n parantamiseksi.