Neuron: Definicija, struktura, funkcija i vrste

The ljudski živčani sustav ima jednu osnovnu, ali nevjerojatno vitalnu funkciju: komunicirati i primati informacije iz različitih dijelova tijela i generirati odgovore na te informacije specifične za situaciju.

Za razliku od ostalih tjelesnih sustava, funkcija većine komponenata živčanog sustava može se procijeniti samo pomoću mikroskopije. Iako se mozak i leđna moždina mogu dovoljno lako vizualizirati na grubom pregledu, to ne uspijeva pružaju i djelić opsega elegancije i složenosti živčanog sustava i njegovog zadaci.

Živčano tkivo jedno je od četiri glavna tjelesna tkiva, a ostala su mišićno, epitelno i vezivno tkivo. Funkcionalna jedinica živčanog sustava je neurona, ili živčane stanice.

Iako neuroni, kao i gotovo sve eukariotske stanice, sadrže jezgre, citoplazmu i organele, oni su vrlo specijalizirani i raznoliki, ne samo u odnosu na stanice u različitim sustavima, već i u usporedbi s različitim vrstama nervne ćelije.

Ljudski živčani sustav možemo podijeliti u dvije kategorije:

Živčani sustav čine dvije glavne vrste stanica: neuroni, koje su "misleće" stanice, i glia, koje su potporne stanice.

Osim anatomski Podjela živčanog sustava na CNS i PNS, živčani sustav također se može podijeliti na funkcionalne podjele: somatski i autonomna. "Somatski" se u ovom kontekstu prevodi kao "dobrovoljan", dok "autonomni" u osnovi znači "automatski" ili nehotičan.

Autonomni živčani sustav (ANS) može se dalje dijeliti na temelju funkcije na suosjećajan i parasimpatički živčani sustav.

Prvi je posvećen uglavnom "ubrzanim" aktivnostima, a njegovo okretanje u brzinu često se naziva reakcijom "borba ili bijeg". Parasimpatički živčani sustav, s druge strane, bavi se aktivnostima "smanjenog tempa" poput probave i sekrecije.

Neuroni se uvelike razlikuju u svojoj strukturi, ali svi imaju četiri bitna elementa: samo stanično tijelo, dendriti, an akson, i aksonske stezaljke.

"Dendrit" dolazi od latinske riječi za "drvo", a pregledom je razlog očit. Dendriti su malene grane živčane stanice koje primaju signale od jedne ili više (često puno više) ostali neuroni.

Dendriti se konvergiraju na staničnom tijelu koje, izolirano od specijaliziranih komponenata živčane stanice, jako podsjeća na "tipičnu" stanicu.

Iz staničnog tijela izlazi jedan akson koji prenosi integrirane signale prema ciljanom neuronu ili tkivu. Aksoni obično imaju nekoliko vlastitih grana, premda su one manje po broju od dendrita; oni se nazivaju aksonskim stezaljkama, koje funkcioniraju više ili manje kao razdjelnici signala.

Iako u pravilu dendriti nose signale prema staničnom tijelu, a aksoni od njega signale, situacija u osjetnim neuronima je drugačija.

U ovom slučaju, dendriti koji teku iz kože ili drugog organa s osjetnom inervacijom stapaju se izravno u periferni akson, koji putuje do staničnog tijela; a središnji akson zatim napušta stanično tijelo u smjeru leđne moždine ili mozga.

Uz svoja četiri glavna anatomska obilježja, neuroni imaju niz specijaliziranih elemenata koji im olakšavaju posao prijenosa električni signali po njihovoj dužini.

The mijelinska ovojnica igra istu ulogu u neuronima kao izolacijski materijal u električnim žicama. (Većinu onoga što su ljudski inženjeri shvatili priroda je razvila vrlo davno, često s još uvijek superiornim rezultatima.) Mielin je voštana tvar koja se sastoji uglavnom od lipida (masti) koja okružuje aksoni.

Mijelinska ovojnica prekida se niz praznina dok prolazi duž aksona. Ovi čvorovi Ranviera dopustiti nešto što se naziva akcijski potencijal da se širi duž aksona velikom brzinom. Gubitak mijelina odgovoran je za razne degenerativne bolesti živčanog sustava, uključujući Multipla skleroza.

Pozvani su spojevi između živčanih stanica i drugih živčanih stanica, plus ciljana tkiva, koja omogućuju prijenos električnih signala sinapse. Poput rupe u krafni, one prije predstavljaju važnu fizičku odsutnost nego prisutnost.

Pod vodstvom akcijskog potencijala, aksonski kraj neurona oslobađa jednu od različitih vrsta neurotransmiter kemikalije koje prenose signal kroz malu sinaptičku pukotinu i do čekajućeg dendrita ili drugog elementa na suprotnoj strani.

Akcijski potencijali, sredstva kojima živci komuniciraju jedni s drugima i s neuralnim ciljnim tkivima kao što su mišići i žlijezde, predstavljaju jedan od fascinantnijih događaja u evolucijskoj neurobiologiji. Cjelovit opis akcijskog potencijala zahtijeva duži opis nego što se ovdje može predstaviti, ali da rezimiramo:

Natrijevi ioni (Na +) održava an ATPase pumpa u neuronskoj membrani pri većoj koncentraciji izvan neurona nego unutar njega, dok je koncentracija kalijevi ioni (K +) se istim mehanizmom drži unutar neurona više nego izvan njega.

To znači da natrijevi ioni uvijek "žele" teći u neuron, niz gradijent njihove koncentracije, dok kalijevi ioni "žele" istjecati prema van. (Joni su atomi ili molekule koji nose neto električni naboj.)

Različiti podražaji, poput neurotransmitera ili mehaničkog izobličenja, mogu otvoriti ionske kanale specifične za tvar stanična membrana na početku aksona. Kad se to dogodi, ioni Na + dospijevaju remeteći stanice membranski potencijal u mirovanju od -70 mV (milivolti) i čineći ga pozitivnijim.

Kao odgovor, K + ioni hrle prema van kako bi membranski potencijal vratili na njegovu vrijednost u mirovanju.

Kao rezultat, depolarizacija se vrlo brzo širi ili širi niz akson. Zamislite dvoje ljudi koji drže zategnuto uže između sebe, a jedan od njih prevrće kraj prema gore.

Vidjeli biste kako se "val" brzo kreće prema drugom kraju užeta. U neuronima se ovaj val sastoji od elektrokemijske energije i potiče oslobađanje neurotransmitera iz aksonskih terminala u sinapsi.

Glavne vrste neurona uključuju:

• Motorni neuroni (ili motoneuroni) kontroliraju kretanje (obično dobrovoljno, ali ponekad i autonomno).
  
• Osjetilni neuroni otkriti osjetilne informacije (npr. osjet njuha u mirisnom sustavu).
• Interneuroni djeluju kao "brzine" u lancu prijenosa signala za moduliranje informacija poslanih između neurona.
  
• Razne specijalizirani neuroni u različitim područjima mozga, kao što su Purkinjeova vlakna i piramidalne stanice.

U mijeliniziranim neuronima akcijski potencijal glatko se kreće između Ranvierovih čvorova jer mijelinska ovojnica sprječava depolarizaciju membrane između čvorova. Razlog zbog kojeg su čvorovi razmaknuti takvi kakvi jesu jest to što bi bliži razmak usporio prijenos na zabranjene brzine, dok bi veći razmak riskirao potencijal "odumiranja" prije nego što dosegne sljedeći čvor.

Multipla skleroza (MS) bolest je koja pogađa između 2 i 3 milijuna ljudi širom svijeta. Iako je poznat od sredine 1800-ih, MS od 2019. godine nije izliječen, uglavnom zato što je nepoznato samo ono što uzrokuje patologiju viđenu u bolesti. Kako gubitak mijelina u neuronima CNS-a s vremenom napreduje, prevladava gubitak funkcije neurona.

Bolest se može riješiti steroidima i drugim lijekovima; nije kobno samo po sebi, ali izuzetno oslabljuje, a u tijeku su intenzivna medicinska istraživanja u potrazi za lijekom za MS.