Neuron: structura și funcțiile celulei nervoase

Neuronul sau celula nervoasă este elementul de bază al sistemului nervos. Neuronii sunt responsabili de faptul că simțim durere, putem citi acest text în acest moment și datorită lor este posibil să ne mișcăm mâna, piciorul sau orice altă parte a corpului. Structura complexă și fiziologia neuronilor permit neuronilor să îndeplinească astfel de funcții extrem de importante. Deci, cum este construită o celulă nervoasă și care sunt funcțiile sale?

Cuprins

1. Neuron (celulă nervoasă): dezvoltare
2. Neuron (celulă nervoasă): structură generală
3. Neuronul (celula nervoasă): tipuri
4. Neuronul (celula nervoasă): funcții
5. Potențial de odihnă și acțiune - transmiterea impulsului
6. Depolarizare și hiperpolarizare
7. Hipertensiune - dieta
8. Rețele neuronale

Neuronii (celulele nervoase), împreună cu celulele gliale, sunt elementele de bază ale sistemului nervos. Lumea a început să învețe despre structura complexă și funcția celulelor nervoase, în special după 1937 - atunci JZ Young a propus ca lucrările asupra proprietăților neuronilor să fie efectuate pe celulele calamar (deoarece acestea sunt mult mai mari decât celulele umane, toate experimentele sunt cu siguranță Mai ușor).

În zilele noastre, este desigur posibil să se efectueze cercetări chiar și pe cele mai mici celule umane, dar la acel moment modelul animal a contribuit semnificativ la descoperirea fiziologiei celulelor nervoase.

Neuronul este elementul de bază al sistemului nervos, iar complexitatea sistemului nervos depinde în esență de câte dintre aceste celule se află în corp.

De exemplu, nematodele testate în diferite laboratoare au doar 300 de neuroni.

Cunoscuta muște a fructelor are cu siguranță mai multe celule nervoase, aproximativ o sută de mii. Acest număr nu este nimic dacă luați în considerare câți neuroni are o persoană - se estimează că există câteva miliarde dintre ei în sistemul nervos uman.

Neuron (celulă nervoasă): dezvoltare

Procesul de producere a celulelor nervoase este cunoscut sub numele de neurogeneză. În general, în organismul în curs de dezvoltare (în special în timpul vieții intrauterine) neuronii apar din celulele stem neuronale, iar celulele nervoase rezultate nu suferă, în general, diviziune celulară ulterior.

În trecut, se credea că, după dezvoltarea la om, nu s-au format deloc celule nervoase noi. O astfel de convingere a indicat cât de periculoase sunt toate bolile care duc la pierderea celulelor nervoase (vorbim aici, de exemplu, despre diferite boli neurodegenerative).

Cu toate acestea, se știe acum că în anumite regiuni ale creierului este posibil să se creeze noi neuroni chiar și la vârsta adultă - astfel de regiuni s-au dovedit a fi de ex. hipocampul și bulbul olfactiv.

Neuron (celulă nervoasă): structură generală

Neuronul poate fi împărțit în trei părți, care sunt:

• corpul celulelor nervoase (perikaryon)
• dendrite (proeminențe multiple, de obicei mici, care se extind din perikaryon)
• axon (o anexă unică și lungă care se extinde de la corpul unei celule nervoase)

Corpul celulei nervoase, la fel ca celelalte părți ale sale, este acoperit cu o membrană celulară. Conține toate organele celulare de bază, cum ar fi:

• nucleul celular
• ribozomi
• reticul endoplasmatic (agregatele reticulului cu ribozomi bogat împrăștiați în el sunt denumite granule Nissel - sunt caracteristice celulelor nervoase și sunt prezente în ele datorită faptului că neuronii produc o mulțime de proteine)

Dendritele sunt în principal responsabile pentru primirea informațiilor care curg către celula nervoasă. Există multe sinapse la capetele lor. S-ar putea să existe doar câteva dendrite pe o singură celulă nervoasă și poate avea atât de multe dintre ele încât vor reprezenta în cele din urmă 90% din întreaga suprafață a unui neuron dat.

Axonul, pe de altă parte, este o structură mult diferită. Este un singur apendice care se extinde de la corpul celulei nervoase. Lungimea unui axon poate fi extrem de diferită - la fel cum unele dintre ele au doar câțiva milimetri, în corpul uman puteți găsi axoni cu mult mai mult de un metru lungime.

Rolul axonului este de a transmite semnalul primit de dendrite către alte celule nervoase. Unele dintre ele sunt acoperite cu o teacă specială - se numește teacă de mielină și permite transmiterea mult mai rapidă a impulsurilor nervoase.

Corpurile celulelor nervoase pot fi găsite în structuri strict definite ale sistemului nervos: sunt prezente în principal în sistemul nervos central și în sistemul nervos periferic - sunt, de asemenea, situate în așa-numitele ganglioni. Grupurile de axoni, care provin din mai multe celule nervoase diferite și sunt acoperite cu membrane adecvate, sunt la rândul lor numite nervi.

Neuronul (celula nervoasă): tipuri

Există cel puțin mai multe diviziuni ale celulelor nervoase. Neuronii pot fi împărțiți, de exemplu, datorită structurii lor, unde se disting următoarele:

• neuroni unipolari: denumiți astfel deoarece au o singură extensie
• neuroni bipolari: celule nervoase care au un axon și un dendrit
• neuroni multipolari: Aceștia au trei sau mai multe extensii

O altă diviziune a neuronilor se bazează pe lungimea axonilor lor. În acest caz, sunt enumerate următoarele:

• Neuroni de proiecție: au axoni extrem de lungi care le permit să trimită impulsuri către părți ale corpului, chiar foarte îndepărtate de pericarionii lor
• neuroni cu axoni scurți: sarcina lor este de a transmite excitații numai între celulele nervoase situate în imediata apropiere a acestora

De obicei, însă, cea mai adecvată diviziune a celulelor nervoase se bazează pe funcția lor în organism. În acest caz, există trei tipuri de celule nervoase:

• neuronii motori (cunoscuți și sub denumirea de centrifugali sau eferenți): sunt responsabili de trimiterea impulsurilor din sistemul nervos central către structurile executive, de ex. către mușchi și glande
• neuroni senzoriali (cunoscuți și sub numele de centripetali, aferenți): ei percep diferite tipuri de stimuli senzoriali, incl. termic, atingere sau miros și transmit informațiile primite către structurile sistemului nervos central
• neuroni asociativi (cunoscuți și sub numele de interneuroni, neuroni intermediari): sunt intermediari între neuroni senzoriali și motori, în general rolul lor este de a transfera informații între diferite celule nervoase

Neuronii pot fi, de asemenea, împărțiți datorită modului în care secretă neurotransmițători (aceste substanțe - despre care vom discuta mai târziu - sunt responsabile de posibilitatea de a transmite informații între neuroni).

În această abordare, se pot enumera, printre altele:

• neuroni dopaminergici (care secretă dopamină)
• neuroni colinergici (eliberează acetilcolină)
• neuroni noradrenergici (secretă norepinefrină)
• neuroni serotoninergici (eliberează serotonină)
• Neuroni GABAergici (eliberează GABA)

Neuronul (celula nervoasă): funcții

Practic, funcțiile de bază ale neuronului au fost menționate anterior: aceste celule sunt responsabile de primirea și transmiterea impulsurilor nervoase. Cu toate acestea, nu are loc ca un telefon surd, în care celulele vorbesc între ele, ci prin procese complicate care merită pur și simplu privite.

Transmiterea impulsurilor între neuroni este posibilă datorită conexiunilor specifice dintre ele - sinapse. Există două tipuri de sinapse în corpul uman: electrice (dintre care există relativ puține) și chimice (dominante, acestea sunt legate de neurotransmițători).

Există trei părți ale sinapsei:

• încetarea presinaptică
• fanta sinaptică
• încetarea postsinaptică

Sfârșitul presinaptic este locul de unde sunt eliberați neurotransmițătorii - aceștia merg la fanta sinaptică. Acolo se pot lega de receptorii din terminalul postsinaptic. În cele din urmă, după stimularea de către neurotransmițători, excitația poate fi declanșată și în cele din urmă transmiterea informațiilor de la o celulă nervoasă la alta.

Potențial de odihnă și acțiune - transmiterea impulsului

Potențial de odihnă și acțiune - transmiterea impulsului

Aici merită menționat un alt fenomen legat de transmiterea semnalelor între celulele nervoase - potențialul de acțiune.

De fapt, atunci când este generat, începe să se răspândească de-a lungul axonului și poate ajunge la un punct în care un neurotransmițător va fi eliberat de la capătul său - care este sfârșitul presinaptic, datorită căruia excitația se va răspândi și mai mult.

Celulele nervoase care în prezent nu trimit impulsuri, adică sunt oarecum odihnite, au așa-numitele potențial de odihnă - depinde de diferența concentrațiilor diferiților cationi între interiorul celulei nervoase și mediul extern.

Principalele motive pentru această diferență sunt cationii de sodiu (Na +), potasiu (K +) și clorură (Cl-).

În general, interiorul neuronului este încărcat negativ în raport cu exteriorul său - când unda de excitație ajunge la el, această situație se schimbă și devine mult mai pozitiv încărcată.

Când încărcătura din interiorul neuronului atinge valoarea cunoscută sub numele de potențial prag, excitația este declanșată - impulsul este „tras” pe întreaga lungime a axonului.

Trebuie subliniat aici că celulele nervoase trimit întotdeauna același tip de impuls - oricât de puternică ar fi stimularea care le ajunge, ele răspund întotdeauna cu aceeași forță (se menționează chiar că trimit impulsuri în conformitate cu principiul „totul sau nimic” ).

Depolarizare și hiperpolarizare

Se menționează tot timpul că atunci când neurotransmițătorii ajung la o celulă nervoasă prin sinapse, rezultă transmiterea unui impuls nervos. Cu toate acestea, o astfel de descriere ar fi o minciună - neurotransmițătorii pot fi împărțiți în excitator și inhibitor în două moduri.

Primul dintre acestea duce de fapt la depolarizare, ceea ce duce la transferul de informații între celulele nervoase.

Cu toate acestea, există și neurotransmițători inhibitori care - atunci când ajung la neuron - duc la hiperpolarizare (adică la reducerea potențialului celulei nervoase), ceea ce înseamnă că neuronul devine mult mai puțin capabil să transmită impulsuri.

Contrar aparențelor, inhibarea celulelor nervoase este extrem de importantă - datorită acesteia este posibilă regenerarea sau „odihna” celulelor nervoase.

Rețele neuronale

Atunci când discutăm despre funcțiile celulelor nervoase, merită menționat aici faptul că nu neuronii individuali sunt importanți, ci întreaga rețea a acestora. În corpul uman există foarte multe așa-numite rețele neuronale. Acestea pot include, de exemplu, un neuron senzorial, un interneuron și un neuron motor. Pentru a ilustra funcționarea unei astfel de rețele, se poate da un exemplu de situație: atingerea accidentală a fitilului unei lumânări aprinse manual.

Faptul că am făcut-o este informat de neuronul senzorial - acesta este cel care primește stimuli senzoriali asociați cu temperatura ridicată. Transmite informații în continuare - de obicei o face cu ajutorul interneuronului, datorită căruia mesajul despre stimulul dăunător ajunge la structurile sistemului nervos central. Acolo este procesat și, în cele din urmă - datorită neuronului motor - se trimite un semnal din mușchii corespunzători, ceea ce duce la faptul că ne retragem instinctiv mâna din fitilul aprins.

Un exemplu destul de simplu de rețea neuronală este descris aici, dar probabil arată cât de complicată este relația dintre neuronii individuali și de ce celulele nervoase și funcția lor sunt atât de importante pentru funcționarea umană.

Surse:

1. Lodish H. și colab., "Privire de ansamblu asupra structurii și funcției neuronilor", Molecular Cell Biology. Ediția a IV-a, New York, 2000
2. H. Krauss, P. Sosnowski (eds)., Fundamentele fiziologiei umane, Wyd. Universitatea Științifică din Poznań, 2009, Poznań, pp. 258-274

• Structura creierului
• Sistem nervos periferic
• Măduva spinării