Neuron: Definíció, felépítés, funkció és típusok

A emberi idegrendszer egy alapvető, de hihetetlenül létfontosságú funkciója van: kommunikálni a test különböző részeivel és fogadni őket, és szituációspecifikus válaszokat generálni ezekre az információkra.

A test más rendszereitől eltérően az idegrendszer legtöbb alkotóelemének működése csak mikroszkóppal értékelhető. Míg az agy és a gerincvelő elég könnyen láthatóvá tehető a bruttó vizsgálat során, ez nem sikerül az idegrendszer eleganciájának és bonyolultságának akár egy töredékét is biztosítja feladatok.

Idegszövet a test négy fő szövetének egyike, a többi izom-, hám- és kötőszövet. Az idegrendszer funkcionális egysége a idegsejt, vagy idegsejt.

Bár az idegsejtek, mint szinte minden eukarióta sejt, tartalmaznak magokat, citoplazmát és organellumokat, erősen szakosodott és sokszínű, nemcsak a különböző rendszerek sejtjeihez viszonyítva, hanem a különböző típusú sejtekhez képest is idegsejtek.

Az emberi idegrendszer két kategóriába sorolható: a központi idegrendszer

Az idegrendszer két fő sejttípusból áll: idegsejtek, amelyek a „gondolkodó” sejtek, és glia, amelyek támogatják a sejteket.

Eltekintve a anatómiai az idegrendszer felosztása a központi idegrendszerre és a PNS-re, az idegrendszer funkcionális felosztásokra is felosztható: a szomatikus és a autonóm. A "szomatikus" ebben az összefüggésben "önkéntes" fordítást jelent, míg az "autonóm" lényegében "automatikus" vagy akaratlan.

Az autonóm idegrendszer (ANS) a funkció alapján tovább osztható a szimpatikus és paraszimpatikus idegrendszer.

Az előbbit főként a "felgyorsult" tevékenységeknek szentelik, és a sebességfokozatba történő átállítását gyakran "harc vagy menekülj" válasznak nevezzük. A paraszimpatikus idegrendszer viszont olyan "tempó alatti" tevékenységekkel foglalkozik, mint az emésztés és a szekréció.

A neuronok felépítésükben nagyon különböznek, de mindegyikük négy lényeges elemet tartalmaz: magát a sejttestet, dendritek, an axon, és a axon terminálok.

A "Dendrite" a "fa" latin szóból származik, és ellenőrzéskor az ok nyilvánvaló. A dendritek az idegsejt apró ágai, amelyek egy vagy több jelet fogadnak (gyakran sok tovább) más idegsejtek.

A dendritek összefognak a sejttesten, amely az idegsejt speciális összetevőitől elkülönítve szorosan hasonlít egy "tipikus" sejtre.

A sejttestből egyetlen axon fut, amely integrált jeleket visz a célneuron vagy a szövet felé. Az axonoknak általában számos saját ága van, bár ezek száma kisebb, mint a dendriteké; ezeket axon termináloknak nevezzük, amelyek többé-kevésbé jelosztóként működnek.

Míg általában a dendritek hordozzák a jeleket a sejttest felé, az axonok pedig onnan távolítják el a jeleket, addig a szenzoros neuronokban más a helyzet.

Ebben az esetben a szenzoros beidegződéssel a bőrből vagy más szervből futó dendritek közvetlenül a perifériás axon, amely a sejttestbe utazik; a központi axon majd elhagyja a sejt testét a gerincvelő vagy az agy irányában.

Négy fő anatómiai tulajdonságuk mellett az idegsejteknek számos speciális eleme van, amelyek megkönnyítik az átviteli munkájukat elektromos jelek hosszuk mentén.

A mielinhüvely az idegsejtekben ugyanolyan szerepet játszik, mint a hőszigetelő anyag az elektromos vezetékekben. (A legtöbbet, amit az emberi mérnökök kitaláltak, a természet nagyon régen fejlesztette ki, gyakran még mindig kiváló eredményekkel.) A mielin főleg lipidekből (zsírokból) készült viaszos anyag, amely körülveszi axonok.

A mielinhüvelyt számos rés szakítja meg, miközben az axon mentén halad. Ezek Ranvier csomópontjai engedélyezzen valamit, amit úgy hívnak akciós potenciál hogy nagy sebességgel terjedjen az axon mentén. A mielin elvesztése felelős az idegrendszer különböző degeneratív betegségeiért, beleértve a sclerosis multiplex.

Az idegsejtek és más idegsejtek, valamint a célszövetek közötti csatlakozásokat, amelyek lehetővé teszik az elektromos jelek továbbítását, hívják szinapszisok. A fánk lyukához hasonlóan ezek is fontos fizikai hiányt képviselnek, nem pedig jelenlétet.

Az akciós potenciál irányítása alatt egy neuron axonális vége felszabadítja a különféle típusok egyikét neurotranszmitter vegyi anyagok, amelyek továbbítják a jelet a kis szinaptikus hasadékon és a várakozó dendrithez vagy a túlsó oldalon lévő egyéb elemhez.

Akciópotenciálok, az idegek egymással és nem idegi célszövetekkel, például izmokkal és mirigyekkel való kommunikációja az evolúciós neurobiológia egyik legérdekesebb fejleménye. A cselekvési potenciál teljes leírása hosszabb leírást igényel, mint amit itt bemutathatunk, de összefoglalva:

Nátriumionok A (Na +) -ot egy ATPáz szivattyú az idegsejt membránjában nagyobb koncentrációban az idegsejten kívül, mint azon belül, míg a káliumionok (K +) magasabb szinten marad az idegsejtben, mint azon kívül ugyanaz a mechanizmus.

Ez azt jelenti, hogy a nátriumionok mindig "be akarnak" áramolni az idegsejtbe, koncentrációs gradiensük lefelé, míg a káliumionok kifelé akarnak áramolni. (Ionok atomok vagy molekulák, amelyek nettó elektromos töltéssel rendelkeznek.)

Különböző ingerek, például neurotranszmitterek vagy mechanikai torzulások, az anyagspecifikus ioncsatornákat nyithatják meg a sejt membrán az axon elején. Amikor ez bekövetkezik, a Na + -ionok rohannak be, megzavarva a sejteket nyugalmi membránpotenciál -70 mV (millivolt) értékkel és pozitívabbá téve azt.

Válaszul a K + ionok kifelé rohannak, hogy helyreállítsák a membránpotenciál nyugalmi értékét.

Ennek eredményeként a depolarizáció nagyon gyorsan terjed, vagy terjed, az axonon lefelé. Képzelje el, hogy két ember feszesen tartja a kötelet közöttük, és egyikük a végét felfelé csapkodja.

Látnád, hogy egy "hullám" gyorsan halad a kötél másik vége felé. A neuronokban ez a hullám elektrokémiai energiából áll, és serkenti a neurotranszmitter felszabadulását a szinapszisban lévő axon terminálokból.

A neuronok fő típusai a következők:

• Motoros idegsejtek (vagy motoneuronok) irányító mozgás (általában önkéntes, de néha autonóm).
  
• Szenzoros neuronok érzékeli az érzékszervi információkat (például a szaglás a szaglási rendszerben).
• Interneuronok "sebességütközőkként" működnek a jelátviteli láncban, hogy modulálják az idegsejtek között küldött információkat.
  
• Különféle speciális neuronok az agy különböző területein, mint pl Purkinje szálak és piramissejtek.

A mielinált neuronokban az akciós potenciál simán mozog a Ranvier csomópontjai között, mert a mielinhüvely megakadályozza a csomópontok közötti membrán depolarizációját. A csomópontok olyan távolságban vannak, mint amilyenek, az, hogy a nagyobb közelség lassítja az átvitelt túlzott sebesség, míg a nagyobb távolság a "kihaló" akciópotenciált kockáztatja, mielőtt elérné a következő csomópont.

A sclerosis multiplex (SM) világszerte 2-3 millió embert érintő betegség. Annak ellenére, hogy az 1800-as évek közepe óta ismert, az MS 2019-től nem gyógyítható, főleg azért, mert nem ismert, hogy csak mi okozza a betegségben észlelt patológiát. Mivel a központi idegrendszeri idegsejtekben a mielin elvesztése az idő előrehaladtával előrehalad, a neuronfunkciók vesztesége dominál.

A betegség szteroidokkal és más gyógyszerekkel kezelhető; önmagában nem végzetes, de rendkívül meggyengítő, és intenzív orvosi kutatás folyik az SM kezelésére.