Πώς λειτουργούν οι νευρώνες;

Είναι ευρέως γνωστό στη λαϊκή κουλτούρα ότι οι νευρώνες είναι κύτταρα που δρουν ως α είδος μηνυμάτων, που στέλνουν πληροφορίες πέρα ​​δώθε σε όλο το σύστημά μας νευρικός.

Πώς λειτουργούν οι νευρώνες, οι οποίοι είναι η βασική λειτουργική μονάδα του εγκεφάλου μας, νωτιαίο μυελό και νεύρα, είναι το θέμα του σημερινού άρθρου. Ας μάθουμε πώς λειτουργούν αυτά τα περίπλοκα έργα της μηχανικής της φύσης.

• Σχετικό άρθρο: "Τύποι νευρώνων: χαρακτηριστικά και λειτουργίες"

Πώς λειτουργούν οι νευρώνες; Μια επισκόπηση

Οι νευρώνες είναι κύτταρα που αποτελούν μέρος του νευρικού συστήματος, αποτελώντας τη βασική λειτουργική του μονάδα. Αυτά τα κύτταρα έχουν την κύρια λειτουργία λήψης και μετάδοσης πληροφοριών με τη μορφή ηλεκτρικών παλμών κατά μήκος ενός πολύπλοκου πλέγματος ή δικτύου από νευρώνες, το οποίο αποτελεί το σύστημα νευρικό σύστημα, τόσο το κεντρικό (ΚΝΣ), που αποτελείται από τον νωτιαίο μυελό και τον εγκέφαλο, όσο και το περιφερικό (SNP) που αποτελείται από νεύρα.

Είναι σαφές ότι, με βάση αυτόν τον ορισμό, το νευρικό σύστημα δεν θα μπορούσε να λειτουργήσει χωρίς νευρώνες, μαζί με κύτταρα γλοίας. Ωστόσο, για να κατανοήσετε καλύτερα πώς λειτουργούν, είναι απαραίτητο να κάνετε μια σειρά σημειώσεων σχετικά με την τυπολογία, τη δομή και το σχήμα του, αφού αυτά επηρεάζουν άμεσα τη λειτουργία του.

Δομή

Οι λειτουργίες των νευρώνων δεν μπορούν να γίνουν κατανοητές χωρίς να κατανοήσουμε πώς είναι οργανωμένα αυτά τα νευρικά κύτταρα. Αυτά είναι τα μέρη του νευρώνα.

1. Soma

Το σώμα είναι το κυτταρικό σώμα του νευρώνα και είναι το μέρος όπου βρίσκεται ο πυρήνας, εκτός του ότι έχει μεγάλη δραστηριότητα πρωτεϊνοσύνθεσης, απαραίτητη για τη λειτουργία του νευρώνα. Από εδώ εκτείνονται διάφορες προεξοχές ή εξαρτήματα: οι δενδρίτες και ο άξονας.

2. Δενδρίτες

Οι δενδρίτες είναι ακανθώδεις προεξοχές σε σχήμα δέντρου που επιτρέπουν στον νευρώνα να λαμβάνει και να επεξεργάζεται πληροφορίες. Ανάλογα με τον τύπο των σημάτων που λαμβάνει, μπορεί να προκαλέσει τη διέγερση ή την αναστολή του νευρώνα, προκαλώντας το δυναμικό δράσης να συμβεί ή όχι, δηλαδή να πυροδοτήσει μια νευρική ώθηση.

3. Ο άξονας

Ο άξονας αποτελείται από μια ενιαία επιμήκυνση στον νευρώνα με ομοιογενές πάχος. Αυτή η δομή έχει την προέλευσή της στο κυτταρικό σώμα, συγκεκριμένα στον αξονικό κώνο. Στους κινητικούς νευρώνες και στους ενδονευρώνες, σε αυτόν τον αξονικό κώνο παράγεται το δυναμικό δράσης.

Οι άξονες επικαλύπτονται με μια ειδική μονωτική ουσία: τη μυελίνη. Αυτή η μυελίνη έχει μια θεμελιώδη λειτουργία στο νευρικό σύστημα, καθώς κάνει τη νευρική ώθηση πιο αποτελεσματική και ταχύτερη.

Στο τέλος του άξονα υπάρχουν πολλοί κλάδοι, οι οποίοι σχηματίζουν βολβώδεις δομές γνωστές ως αξονικές ή νευρικές απολήξεις. Αυτά τα τερματικά σχηματίζουν συνδέσεις με τα κύτταρα-στόχους, είτε πρόκειται για κινητικούς είτε για ενδονευρώνες.

Τύποι νευρώνων ανάλογα με τη λειτουργία τους

Σύμφωνα με τις λειτουργίες τους, μπορούμε να διακρίνουμε τρεις τύπους: αισθητηριακούς, κινητικούς και ενδονευρώνες.

1. Αισθητηριακοί νευρώνες

Αισθητηριακοί νευρώνες Είναι εκείνοι που είναι υπεύθυνοι για τη σύλληψη των εξωτερικών πληροφοριών του οργανισμού ή των αισθήσεων, όπως πόνος, φως, ήχος, αφή, γεύση... Αυτές οι πληροφορίες καταγράφονται και αποστέλλονται με τη μορφή ηλεκτρικής ώθησης, που την κατευθύνει προς το κεντρικό νευρικό σύστημα, όπου θα βρίσκεται επεξεργασμένα.

2. Κινητικοί νευρώνες

Κινητικοί νευρώνες λαμβάνουν πληροφορίες από άλλους νευρώνες, φροντίζοντας για τη μετάδοση εντολών σε μύες, όργανα και αδένες. Με αυτόν τον τρόπο μπορεί να πραγματοποιηθεί μια κίνηση ή να πραγματοποιηθεί μια συγκεκριμένη βιολογική λειτουργία, όπως η παραγωγή ορμονών.

3. Διανευρώνες

Οι ενδονευρώνες είναι ένας ειδικός τύπος κυττάρου που υπάρχει στο κεντρικό νευρικό σύστημα που είναι υπεύθυνοι για τη σύνδεση ενός νευρώνα με έναν άλλο, λειτουργούν δηλαδή ως ένα είδος γέφυρας. Λαμβάνουν πληροφορίες από ορισμένους νευρώνες, είτε είναι αισθητικοί είτε άλλοι ενδονευρώνες, και τις μεταδίδουν σε άλλους, που μπορεί να είναι κινητικοί νευρώνες ή άλλοι ενδονευρώνες.

Οι νευρώνες λειτουργούν σχηματίζοντας δίκτυα

Ανεξάρτητα από το πόσο υγιής είναι ένας νευρώνας, αν είναι απομονωμένος από τους άλλους, είναι καθόλου άχρηστος. Για να μπορέσουν αυτά τα κύτταρα να εκτελέσουν τις λειτουργίες τους, πρέπει να συνδέονται μεταξύ τους, συνεργαζόμενα. Έτσι, όταν αυτά τα κύτταρα συνδέονται μεταξύ τους, διεγείρουν ή αναστέλλουν το ένα το άλλο, επεξεργάζονται τις εισερχόμενες πληροφορίες και συμβάλλουν στην εκπομπή μιας κινητικής ή ορμονικής απόκρισης. Αυτά τα νευρωνικά κυκλώματα μπορεί να είναι πολύ περίπλοκα, αν και υπάρχουν και αρκετά απλά, ειδικά που σχετίζονται με τα αντανακλαστικά.

Όταν εργάζονται ως ομάδα, οι νευρώνες μπορούν να εκτελέσουν τρεις βασικές λειτουργίες, αυτές είναι να λαμβάνουν νευρικά σήματα ή πληροφορίες από άλλους νευρώνες. να ενσωματώσει αυτά τα σήματα, προκειμένου να προσδιορίσει εάν οι πληροφορίες είναι σημαντικές ή όχι· και την επικοινωνία των σημάτων στα κύτταρα-στόχους, τα οποία μπορεί να είναι μύες, αδένες ή άλλοι νευρώνες.

Για να κατανοήσουμε περαιτέρω αυτές τις τρεις λειτουργίες, θα περιγράψουμε ένα παράδειγμα, μια κατάσταση στην οποία περιλαμβάνουν τους τρεις τύπους νευρώνων με βάση τη λειτουργία τους: αισθητηριακούς νευρώνες, κινητικούς νευρώνες και ενδονευρώνες.

Ας φανταστούμε ότι ετοιμάζουμε ένα τσάι, με το βραστήρα πάνω στη φωτιά. Όταν το βλέπουμε, ενεργοποιούμε αισθητήριους νευρώνες, ειδικά αυτούς που είναι υπεύθυνοι για την όραση, μεταδίδοντας νευρικές πληροφορίες που συλλαμβάνονται στους κώνους και τις ράβδους του αμφιβληστροειδούς στον εγκέφαλο. Οι οπτικές πληροφορίες θα υποστούν επεξεργασία στον εγκέφαλο και θα γνωρίζουμε ότι βλέπουμε τον βραστήρα.

Καθώς θέλουμε να σερβίρουμε ένα τσάι, ετοιμαζόμαστε να πάρουμε το βραστήρα. Για να κινήσουμε το χέρι, πρέπει να χρησιμοποιήσουμε τους κινητικούς μας νευρώνες. Αυτοί οι νευρώνες έχουν λάβει το σήμα από τον εγκέφαλο να ενεργοποιήσουν τους μύες του βραχίονα, να το τεντώσουν και να πάρουν το βραστήρα. Κάνουμε λοιπόν αυτή την κίνηση: απλώνουμε το χέρι και παίρνουμε τον βραστήρα, του οποίου η λαβή είναι κατασκευασμένη από μέταλλο.

Αποδείχθηκε ότι δεν είχαμε κλείσει τη φωτιά και ο βραστήρας ήταν πολύ ζεστός. Αυτή η αίσθηση καταγράφεται από τους θερμικούς αισθητήρες του δέρματος όταν αγγίζετε την καυτή λαβή. Αυτή η πληροφορία, που συλλαμβάνεται από αισθητήριους νευρώνες, ταξιδεύει γρήγορα στον νωτιαίο μυελό που, μέσω ενός ενδονευρώνα, στέλνει πληροφορίες στους κινητικούς νευρώνες χωρίς να χρειάζεται να τις στείλει στον εγκέφαλο. Ο βραχίονας έχει εντολή να κινηθεί γρήγορα για να αποφύγει το έγκαυμα. Ωστόσο, μερικές από τις πληροφορίες φτάνουν στον εγκέφαλο, ο οποίος τις ερμηνεύει με τη μορφή πόνου.

Synapse

Οι συνδέσεις μεταξύ νευρώνων και νευρώνων σχηματίζονται κανονικά στον άξονα και στον δενδρίτη δύο νευρώνων. Ο τόπος συνάντησης μεταξύ αυτών των δύο νευρώνων είναι αυτό που είναι γνωστό ως η σύναψη ή συναπτικός χώρος, δημιουργώντας το μετάδοση πληροφοριών από τον πρώτο (προσυναπτικό) νευρώνα στον επόμενο, με τον νευρώνα στόχο να είναι (μετασυναπτική).

Η μετάδοση της πληροφορίας γίνεται μέσω χημικών αγγελιαφόρων, νευροδιαβιβαστών, με πολλούς τύπους (σελ. γ., σεροτονίνη, ντοπαμίνη, ακετυλοχολίνη, GABA, ενδορφίνες ...).

Όταν ένα δυναμικό δράσης ταξιδεύει μέσω του άξονα του προσυναπτικού κυττάρου και φτάνει στο άκρο του, αυτός ο νευρώνας απελευθερώνει έναν νευροδιαβιβαστή στο ο συναπτικός χώρος που συνδέεται με τους υποδοχείς της μετασυναπτικής κυτταρικής μεμβράνης και, έτσι, λαμβάνει χώρα η μετάδοση του νευρικού σήματος. Αυτό το σήμα μπορεί να είναι διεγερτικό ή ανασταλτικό και, ανάλογα με τον τύπο του νευροδιαβιβαστή, θα εκτελεστεί μια συγκεκριμένη λειτουργία. άλλο, εκτός από το ποια διαδρομή ακολουθεί η νευρική ώθηση, πηγαίνοντας προς το νευρικό κέντρο ή το κύτταρο στόχο ανταποκριτής.

• Μπορεί να σας ενδιαφέρει: "Συνάψεις: τι είναι, τύποι και λειτουργίες"

Και τι γίνεται με τα νευρογλοιακά κύτταρα;

Αν και πρωταγωνιστές είναι οι νευρώνες, δεν μπορούμε να ξεχάσουμε τους δευτερεύοντες φίλους της, τα νευρογλοιακά κύτταρα, αν και το «δευτερεύον» δεν είναι συνώνυμο με το «αναλώσιμο». Εάν ο νευρώνας είναι η βασική λειτουργική μονάδα του νευρικού συστήματος, τα νευρογλοιακά κύτταρα είναι το κύριο κύτταρο του. Αυτός είναι ο λόγος που δεν μπορούν να μείνουν πίσω όταν προσπαθούν να εξηγήσουν πώς το νευρώνες, ειδικά αν λάβουμε υπόψη ότι έχουν πολύ υποστηρικτικό ρόλο για το νευρικό σύστημα. σπουδαίος.

Σε γενικές γραμμές, υπάρχουν τέσσερις τύποι γλοιακών κυττάρων, τρία από τα οποία είναι αστροκύτταρα, ολιγοδενδροκύτταρα και μικρογλοία που μπορούν να βρεθούν μόνο στο κεντρικό νευρικό σύστημα. Ο τέταρτος τύπος είναι τα κύτταρα Schwann, τα οποία βρίσκονται μόνο στο περιφερικό νευρικό σύστημα.

1. Αστροκύτταρα

Τα αστροκύτταρα είναι ο πιο πολυάριθμος τύπος γλοιακών κυττάρων στον εγκέφαλο. Οι κύριες λειτουργίες του είναι να ρυθμίζει τη ροή του αίματος στον εγκέφαλο, να διατηρεί τη σύνθεση του υγρού που περιβάλλει τους νευρώνες και να ρυθμίζει την επικοινωνία μεταξύ των νευρώνων στο συναπτικό χώρο.

Κατά τη διάρκεια της εμβρυϊκής ανάπτυξης, τα αστροκύτταρα βοηθούν τους νευρώνες να φτάσουν στους προορισμούς τους, εκτός από τη συμβολή τους σε σχηματισμός του αιματοεγκεφαλικού φραγμού, του τμήματος που απομονώνει τον εγκέφαλο από τοξικές ουσίες που μπορεί να διαλυθούν στο αίμα.

2. Μικρογλοία

Τα μικρογλοία σχετίζονται με τα μακροφάγα του ανοσοποιητικού συστήματος, τους «καθαριστές» που απομακρύνουν τα νεκρά κύτταρα και τα υπολείμματα που μπορεί να είναι τοξικά αν συσσωρευτούν.

3. Ολιγοδενδροκύτταρα και κύτταρα Schwann

Τα ολιγοδενδροκύτταρα και τα κύτταρα Schwann μοιράζονται παρόμοια λειτουργία, αν και τα πρώτα βρίσκονται στο κεντρικό νευρικό σύστημα και τα δεύτερα στο περιφερικό. Και τα δύο είναι νευρογλοιακά κύτταρα που παράγουν μυελίνη, τη μονωτική ουσία που βρίσκεται σε ένα περίβλημα γύρω από τους νευράξονες.

Βιβλιογραφικές αναφορές:

• Purves, D., Augustine, G. J., Fitzpatrick, D., Katz, L. C., LaMantia, A.-S and McNamara, J. Ή. (1997). Η οργάνωση του νευρικού συστήματος. Στη Νευροεπιστήμη (σελ. 1-10). Sunderland, MA: Sinauer Associates.
• Ρις, Τζ. B., Urry, L. Α., Κάιν, Μ. L., Wasserman, S. A., Minorsky, P. V and Jackson, R. ΣΙ. (2011). Τα νευρικά συστήματα αποτελούνται από κυκλώματα νευρώνων και υποστηρικτικών κυττάρων. Στο Campbell biology (10η έκδ., P. 1080-1084). Σαν Φρανσίσκο, Καλιφόρνια: Pearson.
• Ρις, Τζ. B., Urry, L. Α., Κάιν, Μ. L., Wasserman, S. A., Minorsky, P. V and Jackson, R. ΣΙ. (2011). Η δομή και η οργάνωση των νευρώνων αντικατοπτρίζουν τη λειτουργία στη μεταφορά πληροφοριών. Στο Campbell biology (10η έκδ., P. 1062-1064). Σαν Φρανσίσκο, Καλιφόρνια: Pearson.
• Σαντάβα, Δ. Ε., Χίλις, Δ. M., Heller, H. C και Berenbaum, M. R. (2009). Νευρώνες και νευρικά συστήματα. In Life: The Science of Biology (9th ed., Pp. 988-993). Sunderland, MA: Sinauer Associates.