Neuron: definiție, structură, funcție și tipuri

sistemul nervos uman are o funcție de bază, dar incredibil de vitală: să comunice și să primească informații din diferite părți ale corpului și să genereze răspunsuri specifice situației la aceste informații.

Spre deosebire de alte sisteme din corp, funcția majorității componentelor sistemului nervos poate fi apreciată doar cu ajutorul microscopiei. În timp ce creierul și măduva spinării pot fi vizualizate suficient de ușor la examinarea grosieră, acest lucru nu reușește oferă chiar și o fracțiune din întinderea eleganței și complexității sistemului nervos și a acestuia sarcini.

Tesut nervos este unul dintre cele patru țesuturi majore ale corpului, celelalte fiind mușchi, țesut epitelial și conjunctiv. Unitatea funcțională a sistemului nervos este neuron, sau celula nervoasă.

Deși neuronii, ca aproape toate celulele eucariote, conțin nuclei, citoplasmă și organite, aceștia sunt foarte specializate și diverse, nu numai în legătură cu celulele din diferite sisteme, ci și în comparație cu diferite tipuri de celule nervoase.

Sistemul nervos uman poate fi separat în două categorii: sistem nervos central (SNC), care include creierul uman și măduva spinării și sistem nervos periferic (PNS), care include toate celelalte componente ale sistemului nervos.

Sistemul nervos este format din două tipuri majore de celule: neuroni, care sunt celulele „gânditoare” și glia, care sunt celule de sprijin.

În afară de anatomic divizarea sistemului nervos în SNC și SNP, sistemul nervos poate fi împărțit și în diviziuni funcționale: somatic si autonom. „Somatic” în acest context se traduce prin „voluntar”, în timp ce „autonom” înseamnă în esență „automat” sau involuntar.

Sistemul nervos autonom (ANS) poate fi împărțit în continuare pe baza funcției în simpatic și parasimpatic sistemele nervoase.

Primul este dedicat în principal activităților „up-tempo”, iar transformarea sa în echipament este adesea denumită răspunsul „luptă sau fugă”. Sistemul nervos parasimpatic, pe de altă parte, se ocupă de activități de tip „down-tempo”, cum ar fi digestia și secreția.

Neuronii diferă foarte mult prin structura lor, dar toți au patru elemente esențiale: corpul celulei în sine, dendrite, un axon, si terminale axonice.

„Dendrite” provine din cuvântul latin pentru „copac”, iar la inspecție motivul este evident. Dendritele sunt ramuri mici ale celulei nervoase care primesc semnale de la una sau mai multe (adesea mulți mai mult) alți neuroni.

Dendritele converg spre corpul celulei, care, izolat de componentele specializate ale celulei nervoase, seamănă foarte mult cu o celulă „tipică”.

Fugerea din corpul celulei este un axon unic, care transportă semnale integrate către neuronul sau țesutul țintă. Axonii au de obicei un număr de ramuri proprii, deși acestea sunt mai puține ca număr decât dendritele; acestea sunt denumite terminale axon, care funcționează mai mult sau mai puțin ca separatoare de semnal.

În timp ce, de regulă, dendritele transportă semnale către corpul celulei, iar axonii duc semnale departe de acesta, situația neuronilor senzoriali este diferită.

În acest caz, dendritele care ies din piele sau alt organ cu inervație senzorială se îmbină direct într-un axon periferic, care se deplasează către corpul celulei; A axon central apoi părăsește corpul celulei în direcția măduvei spinării sau a creierului.

În plus față de cele patru caracteristici anatomice majore, neuronii au o serie de elemente specializate care le facilitează activitatea de transmitere semnale electrice pe lungimea lor.

teacă de mielină joacă același rol în neuroni ca și materialul izolant în firele electrice. (Cele mai multe dintre ceea ce au descoperit inginerii umani au fost dezvoltate de natură cu foarte mult timp în urmă, deseori cu rezultate încă superioare.) Mielina este o substanță cerată făcută în principal din lipide (grăsimi) care înconjoară axoni.

Învelișul de mielină este întrerupt de o serie de goluri în timp ce rulează de-a lungul axonului. Aceste nodurile lui Ranvier permite ceva numit potențial de acțiune pentru a fi propagat de-a lungul axonului la viteză mare. Pierderea mielinei este responsabilă pentru o varietate de boli degenerative ale sistemului nervos, inclusiv scleroză multiplă.

Se numesc joncțiunile dintre celulele nervoase și alte celule nervoase, plus țesuturile țintă, care permit transmiterea semnalelor electrice sinapse. La fel ca gaura dintr-o gogoașă, acestea reprezintă mai degrabă o absență fizică importantă decât o prezență.

Sub direcția potențialului de acțiune, capătul axonal al unui neuron eliberează unul dintre o varietate de tipuri neurotransmițător substanțe chimice care transmit semnalul prin fanta mică sinaptică și către dendrita de așteptare sau alt element din partea îndepărtată.

Potențiale de acțiune, mijloacele prin care nervii comunică între ei și cu țesuturile țintă non-neuronale, cum ar fi mușchii și glandele, reprezintă una dintre cele mai fascinante evoluții în neurobiologia evolutivă. O descriere completă a potențialului de acțiune necesită o descriere mai lungă decât poate fi prezentată aici, dar pentru a rezuma:

Ioni de sodiu (Na +) sunt menținute de un Pompa ATPase în membrana neuronală la o concentrație mai mare în afara neuronului decât în ​​interiorul acesteia, în timp ce concentrația de ioni de potasiu (K +) este menținut mai sus în interiorul neuronului decât în ​​afara acestuia prin același mecanism.

Aceasta înseamnă că ionii de sodiu „doresc” să curgă întotdeauna în neuron, în josul gradientului lor de concentrație, în timp ce ionii de potasiu „doresc” să curgă spre exterior. (Ioni sunt atomi sau molecule care au o sarcină electrică netă.)

Stimuli diferiți, cum ar fi neurotransmițători sau distorsiuni mecanice, pot deschide canale ionice specifice substanței în membrana celulara la începutul axonului. Când se întâmplă acest lucru, ionii de Na + intră repede, perturbând celulele potențial de repaus al membranei de -70 mV (milivolți) și o face mai pozitivă.

Ca răspuns, ionii K + se grăbesc spre exterior pentru a restabili potențialul membranei la valoarea sa de repaus.

Drept urmare, depolarizarea se propagă sau se răspândește foarte repede pe axon, imaginați-vă doi oameni care țin frânghia strânsă între ei și unul dintre ei aruncând capătul în sus.

Ai vedea un „val” care se mișcă repede spre celălalt capăt al frânghiei. În neuroni, această undă constă din energie electrochimică și stimulează eliberarea neurotransmițătorului de la terminalul (axii) axon (i) de la sinapsă.

Principalele tipuri de neuroni includ:

• Neuroni motorii (sau motoneuronilor) controlează mișcarea (de obicei voluntară, dar uneori autonomă).
  
• Neuroni senzitivi detectați informații senzoriale (de exemplu, simțul mirosului în sistemul olfactiv).
• Interneuroni acționează ca „viteze” în lanțul de transmitere a semnalului pentru a modula informațiile trimise între neuroni.
  
• Variat neuroni specializați în diferite zone ale creierului, cum ar fi Fibrele Purkinje și celule piramidale.

În neuronii mielinizați, potențialul de acțiune se mișcă lin între nodurile Ranvier, deoarece teaca de mielină previne depolarizarea membranei dintre noduri. Motivul pentru care nodurile sunt spațiate așa cum sunt este că o distanță mai strânsă ar încetini transmisia viteze prohibitive, în timp ce o distanțare mai mare ar risca potențialul de acțiune „stins” înainte de a ajunge la nodul următor.

Scleroza multiplă (SM) este o boală care afectează între 2 și 3 milioane de oameni din întreaga lume. În ciuda faptului că este cunoscută de la mijlocul anilor 1800, SM este fără tratament din 2019, în mare măsură pentru că nu se știe exact ce cauzează patologia observată în boală. Pe măsură ce pierderea mielinei în neuronii SNC progresează în timp, predomină pierderea funcției neuronilor.

Boala poate fi tratată cu steroizi și alte medicamente; nu este fatal în sine, dar este extrem de debilitant și sunt în curs de cercetare medicală intensivă pentru a căuta un remediu pentru SM.