Nevron: opredelitev, struktura, funkcija in vrste

The človeški živčni sistem ima eno osnovno, a neverjetno vitalno funkcijo: komuniciranje z različnimi deli telesa in prejemanje informacij ter ustvarjanje odzivov na te informacije glede na situacijo.

Za razliko od drugih sistemov v telesu je delovanje večine komponent živčnega sistema mogoče oceniti le z mikroskopijo. Medtem ko je možno možno in hrbtenjačo na bruto pregledu dovolj enostavno vizualizirati, to ne uspe zagotavljajo celo delček obsega elegance in kompleksnosti živčnega sistema in njegovega naloge.

Živčno tkivo je eno od štirih glavnih telesnih tkiv, druga pa mišice, epitelij in vezivno tkivo. Funkcionalna enota živčnega sistema je nevronaali živčne celice.

Čeprav nevroni, tako kot skoraj vse evkariontske celice, vsebujejo jedra, citoplazmo in organele, so zelo specializirani in raznoliki, ne samo v zvezi s celicami v različnih sistemih, ampak tudi v primerjavi z različnimi vrstami živčne celice.

Človeški živčni sistem lahko ločimo v dve kategoriji: centralni živčni sistem

Živčni sistem je sestavljen iz dveh glavnih vrst celic: nevroni, ki so "misleče" celice, in glia, ki so podporne celice.

Poleg anatomsko delitev živčnega sistema na CNS in PNS, lahko živčni sistem delimo tudi na funkcionalne oddelke: somatsko in avtonomna. "Somatic" v tem kontekstu pomeni "prostovoljno", medtem ko "avtonomno" v bistvu pomeni "samodejno" ali neprostovoljno.

Avtonomni živčni sistem (ANS) lahko na podlagi funkcije nadalje razdelimo na sočutna in parasimpatična živčni sistem.

Prva je namenjena predvsem aktivnostim "up-tempo", njeno vrtenje v prestavo pa se pogosto imenuje odziv "boj ali beg". Parasimpatični živčni sistem pa se ukvarja z aktivnostmi "navzdol", kot sta prebava in izločanje.

Po svoji zgradbi se nevroni zelo razlikujejo, vendar imajo vsi štiri bistvene elemente: samo celično telo, dendriti, an akson, in aksonske sponke.

"Dendrit" izhaja iz latinske besede "drevo", pri pregledu pa je razlog očiten. Dendriti so drobne venčke živčne celice, ki sprejemajo signale ene ali več (pogosto veliko več) drugi nevroni.

Dendriti se konvergirajo na telesu celice, ki je, izolirano od specializiranih komponent živčne celice, zelo podobno "tipični" celici.

Iz celičnega telesa teče en sam akson, ki prenaša integrirane signale proti tarčnemu nevronu ali tkivu. Aksoni imajo ponavadi več lastnih vej, čeprav jih je manj kot dendriti; ti se imenujejo aksonski terminali, ki delujejo bolj ali manj kot razdelilniki signalov.

Medtem ko praviloma dendriti prenašajo signale proti telesu celice, aksoni pa signale stran od njega, je situacija v senzoričnih nevronih drugačna.

V tem primeru se dendriti, ki tečejo s kože ali drugega organa s senzorično inervacijo, zlijejo neposredno v a periferni akson, ki potuje do telesa celice; a osrednji akson nato zapusti celično telo v smeri hrbtenjače ali možganov.

Poleg svojih štirih glavnih anatomskih lastnosti imajo nevroni številne posebne elemente, ki jim olajšajo prenos električni signali po njihovi dolžini.

The mielinska ovojnica igra enako vlogo v nevronih kot izolacijski material v električnih žicah. (Večino tega, kar so ugotovili človeški inženirji, je narava razvila že zelo dolgo nazaj, pogosto s še vedno boljšimi rezultati.) Mielin je voskasta snov, izdelana predvsem iz lipidov (maščob), ki obdaja aksoni.

Mielinski plašč prekinejo številne vrzeli, ko teče vzdolž aksona. Te vozlišča Ranvierja dovolite nekaj, kar se imenuje akcijski potencial ki se širi vzdolž aksona z veliko hitrostjo. Izguba mielina je odgovorna za številne degenerativne bolezni živčnega sistema, vključno multipla skleroza.

Kličejo se stičišča med živčnimi celicami in drugimi živčnimi celicami ter ciljna tkiva, ki omogočajo prenos električnih signalov sinapse. Tako kot luknja v krofu tudi ti predstavljajo pomembno fizično odsotnost in ne prisotnost.

Pod vodstvom akcijskega potenciala aksonski konec nevrona sprosti enega izmed različnih tipov nevrotransmiter kemikalije, ki prenašajo signal skozi majhno sinaptično špranjo in do čakalnega dendrita ali drugega elementa na skrajni strani.

Akcijski potenciali, način, s katerim živci komunicirajo med seboj in z nevronskimi ciljnimi tkivi, kot so mišice in žleze, predstavljajo enega najbolj zanimivih dogodkov v evolucijski nevrobiologiji. Celoten opis akcijskega potenciala zahteva daljši opis, kot ga lahko predstavimo tukaj, vendar da povzamemo:

Natrijevi ioni (Na +) vzdržuje Črpalka ATPase v nevronski membrani pri višji koncentraciji zunaj nevrona kot znotraj njega, medtem ko je koncentracija kalijevi ioni (K +) je z istim mehanizmom v nevronu višji kot zunaj njega.

To pomeni, da natrijevi ioni vedno "želijo" teči v nevrone po svojem koncentracijskem gradientu, medtem ko kalijevi ioni "želijo" teči navzven. (Ioni so atomi ali molekule z neto električnim nabojem.)

Različni dražljaji, na primer nevrotransmiterji ali mehansko popačenje, lahko v snovi odprejo ionske kanale, specifične za snov celična membrana na začetku aksona. Ko se to zgodi, ioni Na + prihitijo in motijo ​​celice membranski potencial v mirovanju -70 mV (milivoltov) in tako postane bolj pozitiven.

V odgovor na to ioni K + hitijo navzven, da membranski potencial povrnejo v počitek.

Posledično se depolarizacija zelo hitro širi ali širi navzdol po aksonu. Predstavljajte si, da sta dva človeka med seboj napeta vrv in eden od njiju potisnil konec navzgor.

Videli bi, da se "val" hitro premika proti drugemu koncu vrvi. V nevronih je ta val sestavljen iz elektrokemične energije in spodbuja sproščanje nevrotransmiterja iz konic aksona v sinapsi.

Glavne vrste nevronov vključujejo:

• Motorni nevroni (ali motonevroni) nadzor gibanja (običajno prostovoljno, včasih pa tudi avtonomno).
  
• Senzorični nevroni zaznati čutne informacije (npr. voh v vohalnem sistemu).
• Internevroni delujejo kot "hitrostni udarci" v verigi prenosa signala za modulacijo informacij, poslanih med nevroni.
  
• Različno specializirani nevroni na različnih področjih možganov, kot npr Purkinjeova vlakna in piramidalne celice.

V mieliniranih nevronih se akcijski potencial gladko premika med Ranvierjevimi vozlišči, ker mielinska ovojnica preprečuje depolarizacijo membrane med vozlišči. Razlog za to, da so vozlišča razmaknjena, je ta, da bi bližji razmik upočasnil prenos do previsoke hitrosti, medtem ko bi večji razmik tvegal "izumiranje" akcijskega potenciala, preden doseže naslednje vozlišče.

Multipla skleroza (MS) je bolezen, ki prizadene med 2 in 3 milijone ljudi po vsem svetu. Kljub temu, da je MS znan od sredine 19. stoletja, od leta 2019 ni več mogoče pozdraviti, predvsem zato, ker ni znano, kaj povzroča patologijo, ki jo vidimo pri tej bolezni. Ko izguba mielina v nevronih centralnega živčnega sistema sčasoma napreduje, prevladuje izguba funkcije nevronov.

Bolezen lahko obvladamo s steroidi in drugimi zdravili; sam po sebi ni usoden, je pa zelo izčrpavajoč, v teku pa so intenzivne medicinske raziskave za iskanje zdravila za MS.