Kako rade neuroni?

U popularnoj kulturi je nadaleko poznato da su neuroni stanice koje djeluju kao a vrsta glasnika koji šalju informacije naprijed-natrag kroz naš sustav živčani.

Kako rade neuroni, koji su osnovna funkcionalna jedinica našeg mozga, leđna moždina i živci, tema je današnjeg članka. Otkrijmo kako funkcioniraju ova sofisticirana djela inženjerstva prirode.

• Povezani članak: "Vrste neurona: karakteristike i funkcije"

Kako rade neuroni? Pregled

Neuroni su stanice koje su dio živčanog sustava, kao njegova osnovna funkcionalna jedinica. Ove stanice imaju glavnu funkciju primanja i prijenosa informacija u obliku električnih impulsa duž složene rešetke ili mreže napravljene od neurona, koja čini sustav živčani sustav, i središnji (CNS), koji se sastoji od leđne moždine i mozga, i periferni (SNP) koji se sastoji od živci.

Jasno je da, na temelju ove definicije, živčani sustav ne bi mogao funkcionirati bez neurona, zajedno sa stanicama glije. Međutim, da biste bolje razumjeli kako oni rade, potrebno je napraviti niz bilješki o tome njegovu tipologiju, strukturu i oblik, budući da oni izravno utječu na njegovo djelovanje.

Struktura

Funkcije neurona ne mogu se razumjeti bez razumijevanja kako su te živčane stanice organizirane. To su dijelovi neurona.

1. Soma

Soma je stanično tijelo neurona i to je mjesto gdje se nalazi jezgra, osim što ima veliku aktivnost sinteze proteina, neophodan je za funkcioniranje neurona. Odavde se protežu razne izbočine ili dodaci: dendriti i akson.

2. Dendriti

Dendriti su bodljikave izbočine u obliku stabla koje omogućuju neuronu primanje i obradu informacija. Ovisno o vrsti signala koje prima, može izazvati ekscitaciju ili inhibiciju neurona, uzrokujući da se akcijski potencijal pojavi ili ne, odnosno da pokrene živčani impuls.

3. Akson

Akson se sastoji od jednog produžetka u neuronu homogene debljine. Ova struktura ima svoje porijeklo u tijelu stanice, točnije u aksonskom konusu. U motornim neuronima i interneuronima, upravo u ovom aksonskom konusu nastaje akcijski potencijal.

Aksoni su obloženi posebnom izolacijskom tvari: mijelinom. Ovaj mijelin ima temeljnu funkciju u živčanom sustavu, jer čini živčani impuls učinkovitijim i bržim.

Do kraja aksona nalaze se mnoge grane koje tvore lukovičaste strukture poznate kao aksonalni ili živčani završeci. Ovi terminali tvore veze s ciljnim stanicama, bilo da se radi o motornim ili interneuronima.

Vrste neurona prema njihovoj funkciji

Prema njihovim funkcijama razlikujemo tri tipa: senzorne, motoričke i interneurone.

1. Osjetni neuroni

Osjetni neuroni Oni su oni koji su zaduženi za hvatanje informacija izvan organizma ili osjeta, kao što su bol, svjetlost, zvuk, dodir, okus... Ove informacije se hvataju i šalju u obliku električnog impulsa, usmjeravajući ga prema središnjem živčanom sustavu, gdje će biti obrađene.

2. Motorni neuroni

Motorni neuroni primati informacije od drugih neurona, vodeći računa o prijenosu naloga mišićima, organima i žlijezdama. Na taj se način može izvesti pokret ili određena biološka funkcija, poput proizvodnje hormona.

3. Interneuroni

Interneuroni su posebna vrsta stanica prisutna u središnjem živčanom sustavu koja odgovorni su za povezivanje jednog neurona s drugim, odnosno funkcioniraju kao svojevrsni most. Oni primaju informacije od nekih neurona, bilo da su senzorni ili drugi interneuroni, i prenose ih na druge, što mogu biti motorni neuroni ili drugi interneuroni.

Neuroni rade tako što stvaraju mreže

Bez obzira na to koliko je neuron zdrav, ako je izoliran od ostalih, uopće je beskoristan. Kako bi ove stanice mogle obavljati svoje funkcije, moraju biti povezane jedna s drugom, radeći zajedno. Dakle, kada se te stanice međusobno povežu, one stimuliraju ili inhibiraju jedna drugu, obrađuju dolazne informacije i doprinose emitiranju motoričkog ili hormonskog odgovora. Ti neuronski sklopovi mogu biti vrlo složeni, iako postoje i oni prilično jednostavni, posebno vezani uz reflekse.

Kada rade kao tim, neuroni mogu obavljati tri osnovne funkcije, a to su primanje živčanih signala ili informacija od drugih neurona; integrirati te signale kako bi se utvrdilo jesu li informacije važne ili ne; i komuniciranje signala ciljnim stanicama, koje mogu biti mišići, žlijezde ili drugi neuroni.

Da bismo bolje razumjeli ove tri funkcije, opisati ćemo primjer, situaciju u kojoj uključuju tri vrste neurona na temelju njihove funkcije: senzorne neurone, motorne neurone i interneuroni.

Zamislimo da pripremamo čaj, s kotlićem na vatri. Kada ga vidimo, aktiviramo senzorne neurone, točnije one koji su odgovorni za vid, prenoseći živčane informacije zarobljene u čunjićima i šipkama mrežnice do mozga. Vizualne informacije će se obraditi u mozgu i bit ćemo svjesni da vidimo čajnik.

Kako se želimo poslužiti čajem, spremamo se uzeti čajnik. Kako bismo pomaknuli ruku, moramo koristiti naše motorne neurone. Ovi neuroni su primili signal iz mozga da aktiviraju mišiće ruke, istegnu ih i uzmu čajnik. Dakle, napravimo taj pokret: ispružimo ruku i uzmemo čajnik čija je ručka izrađena od metala.

Ispostavilo se da nismo isključili grijanje i kuhalo je bilo jako vruće. Taj osjećaj hvataju toplinski senzori kože pri dodiru vruće ručke. Ove informacije, zarobljene senzornim neuronima, brzo putuju do leđne moždine koji, kroz interneuron, šalje informacije motornim neuronima bez potrebe da ih šalje u mozak. Ruci je naređeno da se brzo kreće kako bi se izbjeglo opekotine. Ipak, dio informacija dospijeva do mozga koji ih tumači u obliku boli.

Sinapsa

Veze neurona na neurone normalno se formiraju na aksonu i dendritu dvaju neurona. Mjesto susreta između ova dva neurona je ono što je poznato kao sinapsa ili sinaptički prostor, što dovodi do prijenos informacija s prvog (presinaptičkog) neurona na sljedeći, ciljni neuron (postsinaptički).

Prijenos informacija vrši se putem kemijskih glasnika, neurotransmitera, koji ima mnogo vrsta (str. npr. serotonin, dopamin, acetilkolin, GABA, endorfini...).

Kada akcijski potencijal putuje kroz akson presinaptičke stanice i dođe do njenog terminala, ovaj neuron oslobađa neurotransmiter u sinaptički prostor koji se veže na receptore postsinaptičke stanične membrane i na taj način dolazi do prijenosa živčanog signala. Taj signal može biti ekscitatorni ili inhibitorni i, ovisno o vrsti neurotransmitera, obavljat će se određena funkcija. drugi, osim ovisno o tome kojim putem živčani impuls slijedi, ide prema živčanom centru ili ciljnoj stanici dopisnik.

• Možda vas zanima: "Sinapse: što su, vrste i funkcije"

A što je s glijalnim stanicama?

Iako su protagonisti neuroni, ne možemo zaboraviti na njezine sekundarne prijatelje, glijalne stanice, iako "sekundarni" nije sinonim za "potrošni". Ako je neuron osnovna funkcionalna jedinica živčanog sustava, glijalne stanice su njegova većina. Zbog toga se ne mogu zaostajati kada pokušavaju objasniti kako je neurona, posebice s obzirom na to da imaju vrlo potpornu ulogu za živčani sustav. važno.

Općenito govoreći, postoje četiri vrste glijalnih stanica, od kojih su tri astrociti, oligodendrociti i mikroglija koje se mogu naći samo u središnjem živčanom sustavu. Četvrti tip su Schwannove stanice, koje se nalaze samo u perifernom živčanom sustavu.

1. Astrociti

Astrociti su najbrojnija vrsta glijalnih stanica u mozgu. Njegove glavne funkcije su reguliranje protoka krvi u mozgu, održavanje sastava tekućine koja okružuje neurone i reguliranje komunikacije između neurona u sinaptičkom prostoru.

Tijekom embrionalnog razvoja, astrociti pomažu neuronima da stignu do svojih odredišta, osim što doprinose stvaranje krvno-moždane barijere, dijela koji izolira mozak od otrovnih tvari koje se mogu otopiti u krv.

2. Microglia

Microglia je povezana s makrofagima imunološkog sustava, "čistači" koji uklanjaju mrtve stanice i ostatke koji mogu biti otrovni ako se nakupe.

3. Oligodendrociti i Schwannove stanice

Oligodendrociti i Schwannove stanice dijele sličnu funkciju, iako se prve nalaze u središnjem živčanom sustavu, a druge u perifernom. Obje su glijalne stanice koje proizvode mijelin, izolacijsku tvar koja se nalazi u ovojnici oko neuronskih aksona.

Bibliografske reference:

• Purves, D., Augustine, G. J., Fitzpatrick, D., Katz, L. C., LaMantia, A.-S i McNamara, J. ILI. (1997). Organizacija živčanog sustava. U neuroznanosti (str. 1-10). Sunderland, MA: Sinauer Associates.
• Reece, J. B., Urry, L. A., Kajn, M. L., Wasserman, S. A., Minorsky, P. V i Jackson, R. B. (2011). Živčani sustav se sastoji od krugova neurona i potpornih stanica. U Campbellovoj biologiji (10. izd., P. 1080-1084). San Francisco, CA: Pearson.
• Reece, J. B., Urry, L. A., Kajn, M. L., Wasserman, S. A., Minorsky, P. V i Jackson, R. B. (2011). Struktura i organizacija neurona odražavaju funkciju u prijenosu informacija. U Campbellovoj biologiji (10. izd., P. 1062-1064). San Francisco, CA: Pearson.
• Sadava, D. E., Hillis, D. M., Heller, H. C i Berenbaum, M. R. (2009). Neuroni i živčani sustavi. U životu: znanost o biologiji (9. izd., str. 988-993). Sunderland, MA: Sinauer Associates.