ნეირონი: განმარტება, სტრუქტურა, ფუნქცია და ტიპები

ადამიანის ნერვული სისტემა აქვს ერთი ძირითადი, მაგრამ წარმოუდგენლად სასიცოცხლო ფუნქცია: კომუნიკაცია და ინფორმაციის მიღება სხეულის სხვადასხვა ნაწილებიდან და ამ ინფორმაციაზე სიტუაციისთვის კონკრეტული რეაგირება.

სხეულის სხვა სისტემებისგან განსხვავებით, ნერვული სისტემის კომპონენტების უმეტესობის ფუნქციის შეფასება მხოლოდ მიკროსკოპის გამოყენებით შეიძლება. მიუხედავად იმისა, რომ უხეში გამოკვლევის დროს ტვინისა და ზურგის ტვინის ვიზუალიზაცია შესაძლებელია, ეს ვერ ხერხდება უზრუნველყოს ნერვული სისტემის ელეგანტურობისა და სირთულის მოცულობის მცირე ნაწილიც კი დავალებები.

ნერვული ქსოვილი არის სხეულის ოთხი ძირითადი ქსოვილიდან ერთ – ერთი, დანარჩენები კუნთოვანი, ეპითელური და შემაერთებელი ქსოვილია. ნერვული სისტემის ფუნქციური ერთეულია ნეირონი, ან ნერვული უჯრედი.

მიუხედავად იმისა, რომ ნეირონები, ისევე როგორც თითქმის ყველა ეუკარიოტული უჯრედი, შეიცავს ბირთვებს, ციტოპლაზმასა და ორგანელებს, ისინი ძლიერ სპეციალიზირებული და მრავალფეროვანია, არა მხოლოდ სხვადასხვა სისტემის უჯრედებთან მიმართებაში, არამედ სხვადასხვა სახის შედარებისას ნერვული უჯრედები.

ადამიანის ნერვული სისტემა შეიძლება დაიყოს ორ კატეგორიად: ცენტრალური ნერვული სისტემა (ცნს), რომელიც მოიცავს ადამიანის ტვინს და ზურგის ტვინს და პერიფერიული ნერვული სისტემა (PNS), რომელიც მოიცავს ნერვული სისტემის ყველა სხვა კომპონენტს.

ნერვული სისტემა შედგება ორი ძირითადი უჯრედისისგან: ნეირონები, რომლებიც "მოაზროვნე" უჯრედებია და გლია, რომლებიც ხელს უწყობენ უჯრედებს.

გარდა ამისა ანატომიური ნერვული სისტემის ცნს და PNS დაყოფა, ნერვული სისტემა ასევე შეიძლება დაიყოს ფუნქციურ დაყოფად: სომატური და ავტონომიური. "სომატური" ამ კონტექსტში ითარგმნება როგორც "ნებაყოფლობითი", ხოლო "ავტონომიური" არსებითად ნიშნავს "ავტომატურ", ან უნებლიე.

ვეგეტატიური ნერვული სისტემის (ANS) ფუნქციის საფუძველზე შემდგომი დაყოფა შესაძლებელია სიმპატიური და პარასიმპათიკური ნერვული სისტემები.

პირველი ძირითადად ეძღვნება "მაღალ ტემპს" საქმიანობას და მისი გადაცემა სიჩქარით ხშირად მოიხსენიება როგორც "ბრძოლა ან ფრენის" პასუხი. მეორეს მხრივ, პარასიმპათიკური ნერვული სისტემა მოქმედებს "დაქვეითებული ტემპით", როგორიცაა საჭმლის მონელება და სეკრეცია.

ნეირონები ძალიან განსხვავდებიან თავიანთი სტრუქტურით, მაგრამ ყველა მათგანს გააჩნია ოთხი აუცილებელი ელემენტი: უჯრედის სხეული თავად, დენდრიტები, აქსონი, და აქსონის ტერმინალები.

"დენდრიტი" ლათინური სიტყვაა "ხე", და შემოწმებისას მიზეზი აშკარაა. დენდრიტები ნერვული უჯრედის პაწაწინა ტოტებია, რომლებიც იღებენ სიგნალებს ერთი ან მეტიდან (ხშირად) ბევრი მეტი) სხვა ნეირონები.

დენდრიტები თავს იყრის უჯრედის სხეულზე, რომელიც ნერვული უჯრედის სპეციალიზებული კომპონენტებისგან იზოლირებული, ძალიან ჰგავს „ტიპიურ“ უჯრედს.

უჯრედის სხეულიდან გაშვება არის ერთი აქსონი, რომელიც ატარებს ინტეგრირებულ სიგნალებს სამიზნე ნეირონის ან ქსოვილისკენ. აქსონს, როგორც წესი, აქვს საკუთარი ფილიალების რაოდენობა, თუმცა ეს რიცხვი დენდრიტებზე ნაკლებია; ესენი მოიხსენიებენ აქსონის ტერმინალებს, რომლებიც მეტ-ნაკლებად ფუნქციონირებენ როგორც სიგნალის გამყოფები.

მიუხედავად იმისა, რომ დენდრიტები, როგორც წესი, მიაქვთ სიგნალებს უჯრედის სხეულისკენ, ხოლო აქსონები სიგნალებს აცილებენ მისგან, სენსორულ ნეირონებში სიტუაცია განსხვავებულია.

ამ შემთხვევაში კანიდან ან სხვა ორგანოდან სენსორული ინერვაციით მიმავალი დენდრიტები ერწყმის პირდაპირ პერიფერიული აქსონი, რომელიც მიდის უჯრედის სხეულში; ა ცენტრალური აქსონი შემდეგ ტოვებს უჯრედის სხეულს ზურგის ან ტვინის მიმართულებით.

ოთხი ძირითადი ანატომიური მახასიათებლის გარდა, ნეირონებს აქვთ მთელი რიგი სპეციალიზებული ელემენტები, რომლებიც ხელს უწყობენ მათ გადაცემას ელექტრო სიგნალები მათი სიგრძის გასწვრივ.

მიელინის გარსი ნეირონებში იგივე როლს ასრულებს, როგორც საიზოლაციო მასალა ელექტრო სადენებში. (უმეტესობა, რაც ადამიანის ინჟინრებმა გაარკვიეს, ბუნებამ შეიმუშავა ძალიან დიდი ხნის წინ, ხშირად ჯერ კიდევ უკეთესი შედეგებით.) მიელინი ცვილისებრი ნივთიერებაა, რომელიც ძირითადად ლიპიდების (ცხიმების )გან არის და გარშემორტყმულია აქსონები.

მიელინის გარსი წყვეტს მრავალი ხარვეზით აქსონის გასწვრივ. ესენი რანვიერის კვანძები ნება დართოს რაღაც პოტენციური მოქმედება უნდა გაიზარდოს აქსონის გასწვრივ დიდი სიჩქარით. მიელინის დაკარგვა პასუხისმგებელია ნერვული სისტემის სხვადასხვა დეგენერაციულ დაავადებებზე, მათ შორის გაფანტული სკლეროზის.

შეერთებები ნერვულ უჯრედებსა და სხვა ნერვულ უჯრედებს შორის, პლუს სამიზნე ქსოვილები, რომლებიც ელექტრო სიგნალების გადაცემას იძლევა ეწოდება სინაფსები. როგორც დონატის ხვრელი, ეს წარმოადგენს მნიშვნელოვან ფიზიკურ არარსებობას და არა ყოფნას.

მოქმედების პოტენციალის მითითებით, ნეირონის აქსონური დასასრული ათავისუფლებს მრავალფეროვან ტიპებს ნეიროტრანსმიტერი ქიმიკატები, რომლებიც გადასცემენ სიგნალს სინაფსურ მცირე ნაპრალზე და შორეულ მხარეს მოსაცდელ დენდრიტზე ან სხვა ელემენტზე

მოქმედების პოტენციალი, საშუალებები, რომელთა საშუალებით ნერვები ურთიერთობენ ერთმანეთთან და არა ნერვული სამიზნე ქსოვილებთან, როგორიცაა კუნთები და ჯირკვლები, წარმოადგენს ევოლუციური ნეირობიოლოგიის ერთ – ერთ ყველაზე მომხიბვლელ მოვლენას. სამოქმედო პოტენციალის სრული აღწერა მოითხოვს უფრო ხანგრძლივ აღწერას, ვიდრე აქ შეიძლება წარმოდგენილი იყოს, მაგრამ შეჯამება:

ნატრიუმის იონები (Na +) ინარჩუნებს ან ATPase ტუმბო ნეირონის მემბრანაში ნეირონის გარეთ უფრო მაღალი კონცენტრაციით, ვიდრე მის შიგნით, ხოლო კონცენტრაცია კალიუმის იონები (K +) ნეირონის შიგნით უფრო მაღლა ინახება, ვიდრე მის გარეთ იგივე მექანიზმით.

ეს ნიშნავს, რომ ნატრიუმის იონებს ყოველთვის "უნდათ" ჩაედინონ ნეირონში, მათი კონცენტრაციის გრადიენტზე დაბლა, ხოლო კალიუმის იონებს "სურს" გარედან გაედინება. (იონები არის ატომები ან მოლეკულები, რომლებსაც აქვთ წმინდა ელექტრული მუხტი.)

სხვადასხვა სტიმულს, როგორიცაა ნეიროტრანსმიტერებს ან მექანიკურ დამახინჯებას, შეუძლია გახსნას ნივთიერებისთვის სპეციფიკური იონური არხები უჯრედის მემბრანა აქსონის დასაწყისში. როდესაც ეს ხდება, Na + იონები ჩქარობენ, არღვევს უჯრედს დასვენების მემბრანის პოტენციალი -70 მვ (მილივოლტი) და უფრო პოზიტიური.

ამის საპასუხოდ, K + იონები გარბის გარეთ, რათა აღადგინონ მემბრანის პოტენციალი დასვენების მნიშვნელობამდე.

შედეგად, დეპოლარიზაცია აქსონში ძალიან სწრაფად ვრცელდება, ან ვრცელდება, წარმოიდგინეთ, რომ ორ ადამიანს ეჭირა თოკზე დაჭიმული მათ შორის და ერთმა მათგანმა ზევით აათამაშა ბოლოს.

თქვენ დაინახავდით, რომ "ტალღა" სწრაფად მოძრაობს თოკის მეორე ბოლოსკენ. ნეირონებში, ეს ტალღა შედგება ელექტროქიმიური ენერგიისგან და ის ასტიმულირებს ნეიროტრანსმიტერის გამოყოფას აქსონის ტერმინალიდან (სინაფსებიდან).

ნეირონების ძირითადი ტიპები მოიცავს:

• მოტორული ნეირონები (ან motoneurons) მოძრაობის კონტროლი (ჩვეულებრივ, ნებაყოფლობითი, მაგრამ ზოგჯერ ავტონომიური).
  
• სენსორული ნეირონები აღმოაჩინოს სენსორული ინფორმაცია (მაგალითად, ყნოსვის სუნის სუნის სისტემაში).
• ინტერნევრონები ნეირონებს შორის გაგზავნილი ინფორმაციის მოდულირებისთვის იმოქმედებენ როგორც "სიჩქარის დარტყმები" სიგნალის გადაცემის ჯაჭვში.
  
• სხვადასხვა სპეციალიზებული ნეირონები თავის ტვინის სხვადასხვა უბნებში, მაგალითად პურკინჯის ბოჭკოები და პირამიდული უჯრედები.

მიელინირებულ ნეირონებში მოქმედების პოტენციალი შეუფერხებლად მოძრაობს Ranvier– ის კვანძებს შორის, რადგან მიელინის გარსი ხელს უშლის კვანძებს შორის გარსის დეპოლარიზაციას. კვანძების დაშორების მიზეზი არის ის, რომ უფრო ახლო მანძილი შეანელებს გადაცემას ამკრძალავი სიჩქარე, ხოლო უფრო დიდი დაშორება საფრთხეს უქმნის მოქმედების "სიკვდილს" სანამ ის მიაღწევს შემდეგი კვანძი.

გაფანტული სკლეროზი (MS) არის დაავადება, რომელიც მსოფლიოში 2-დან 3 მილიონამდე ადამიანს აწუხებს. მიუხედავად იმისა, რომ ცნობილია 1800-იანი წლების შუა პერიოდიდან, MS არ არის განკურნებული 2019 წლის მდგომარეობით, ძირითადად იმიტომ, რომ უცნობია თუ რა იწვევს დაავადებაზე დაფიქსირებულ პათოლოგიას. რაც დროთა განმავლობაში მიელინის დაკარგვა ცნს-ის ნეირონებში ვითარდება, ნეირონის ფუნქციის დაკარგვა ჭარბობს.

დაავადების მართვა შესაძლებელია სტეროიდებით და სხვა მედიკამენტებით; ეს თავისთავად არ არის ფატალური, მაგრამ უკიდურესად დამამძიმებელია და მიმდინარეობს ინტენსიური სამედიცინო გამოკვლევა MS– ს სამკურნალოდ.