Kako delujejo nevroni?

V popularni kulturi je splošno znano, da so nevroni celice, ki delujejo kot a nekakšne messengerje, ki pošiljajo informacije naprej in nazaj po našem sistemu živčen.

Kako delujejo nevroni, ki so osnovna funkcionalna enota naših možganov, hrbtenjača in živci, je tema današnjega članka. Ugotovimo, kako delujejo ta prefinjena dela naravoslovnega inženirstva.

• Povezani članek: "Vrste nevronov: značilnosti in funkcije"

Kako delujejo nevroni? Pregled

Nevroni so celice, ki so del živčnega sistema in so njegova osnovna funkcionalna enota. Te celice imajo glavno funkcijo sprejemanja in prenosa informacij v obliki električnih impulzov vzdolž kompleksne mreže ali mreže iz nevronov, ki sestavlja sistem živčni sistem, tako centralni (CNS), ki ga sestavljata hrbtenjača in možgani, ter periferni (SNP), sestavljen iz živci.

Jasno je, da na podlagi te definicije živčni sistem ne bi mogel delovati brez nevronov, skupaj s celicami glije. Vendar, da bi bolje razumeli, kako delujejo, je treba narediti vrsto opomb glede njeno tipologijo, strukturo in obliko, saj ti neposredno vplivajo na njeno delovanje.

Struktura

Funkcij nevronov ni mogoče razumeti brez razumevanja, kako so te živčne celice organizirane. To so deli nevrona.

1. Soma

Soma je celično telo nevrona in je mesto, kjer se nahaja jedro, poleg tega, da ima veliko aktivnost sinteze beljakovin, bistvenega pomena za delovanje nevrona. Od tod segajo različni izrastki ali dodatki: dendriti in akson.

2. Dendriti

Dendriti so bodičaste izrastke v obliki drevesa, ki nevronu omogočajo sprejemanje in obdelavo informacij. Odvisno od vrste signalov, ki jih prejme, lahko povzroči vzbujanje ali inhibicijo nevrona, kar povzroči, da se akcijski potencial pojavi ali ne, torej da sproži živčni impulz.

3. Akson

Akson je sestavljen iz enega samega podaljška v nevronu s homogeno debelino. Ta struktura izvira iz celičnega telesa, natančneje v aksonskem stožcu. Pri motoričnih nevronih in internevronih se akcijski potencial proizvaja v tem aksonskem stožcu.

Aksoni so prevlečeni s posebno izolacijsko snovjo: mielinom. Ta mielin ima temeljno funkcijo v živčnem sistemu, saj naredi živčni impulz učinkovitejši in hitrejši.

Na koncu aksona se nahajajo številne veje, ki tvorijo čebulaste strukture, znane kot aksonski ali živčni terminali. Ti terminali tvorijo povezave s ciljnimi celicami, bodisi motornimi ali internevroni.

Vrste nevronov glede na njihovo funkcijo

Glede na njihove funkcije ločimo tri vrste: senzorične, motorične in internevrone.

1. Senzorični nevroni

Senzorični nevroni So tisti, ki so zadolženi za zajemanje informacij, ki so zunaj organizma ali občutkov, kot so bolečina, svetloba, zvok, dotik, okus... Te informacije se zajamejo in pošljejo v obliki električnega impulza, ki ga usmeri proti centralnemu živčnemu sistemu, kjer bo obdelano.

2. Motorični nevroni

Motorični nevroni prejemati informacije od drugih nevronov, ki skrbijo za prenos ukazov do mišic, organov in žlez. Na ta način se lahko izvede gibanje ali pa določena biološka funkcija, kot je proizvodnja hormonov.

3. Internevroni

Internevroni so posebna vrsta celic, ki so prisotne v centralnem živčnem sistemu so odgovorni za povezavo enega nevrona z drugim, torej delujejo kot nekakšen most. Informacije prejemajo od nekaterih nevronov, naj bodo senzorični ali drugi internevroni, in jih prenašajo drugim, ki so lahko motorični nevroni ali drugi internevroni.

Nevroni delujejo tako, da tvorijo mreže

Ne glede na to, kako zdrav je nevron, če je izoliran od drugih, je sploh neuporaben. Da bi te celice opravljale svoje funkcije, morajo biti med seboj povezane in delovati skupaj. Tako se te celice, ko se med seboj povežejo, stimulirajo ali zavirajo, obdelujejo dohodne informacije in prispevajo k oddaji motornega ali hormonskega odziva. Ta nevronska vezja so lahko zelo zapletena, čeprav obstajajo tudi precej preprosta, zlasti povezana z refleksi.

Ko delujejo kot ekipa, lahko nevroni opravljajo tri osnovne funkcije, te so sprejemanje živčnih signalov ali informacij od drugih nevronov; integrirati te signale, da bi ugotovili, ali so informacije pomembne ali ne; in posredovanje signalov ciljnim celicam, ki so lahko mišice, žleze ali drugi nevroni.

Za nadaljnje razumevanje teh treh funkcij bomo opisali primer, situacijo, v kateri vključujejo tri vrste nevronov glede na njihovo funkcijo: senzorične nevrone, motorične nevrone in internevroni.

Predstavljajmo si, da pripravljamo čaj, pri čemer je kotliček na ognju. Ko ga vidimo, aktiviramo senzorične nevrone, zlasti tiste, ki so odgovorni za vid, ki prenašajo živčne informacije, zajete v stožcih in paličicah mrežnice, v možgane. Vizualne informacije bodo obdelane v možganih in zavedali se bomo, da vidimo kotliček.

Ker si želimo postreči s čajem, se pripravimo vzeti kotliček. Za premikanje roke moramo uporabiti motorične nevrone. Ti nevroni so prejeli signal iz možganov, da aktivirajo mišice roke, jih raztegnejo in vzamejo kotliček. Torej naredimo ta gib: sežemo in vzamemo kotliček, katerega ročaj je kovinski.

Izkazalo se je, da nismo ugasnili ognja in je bil kotliček zelo vroč. Ta občutek zajamejo termični senzorji kože ob dotiku vročega ročaja. Ta informacija, ki jo zajamejo senzorični nevroni, hitro potuje v hrbtenjačo ki prek internevrona pošilja informacije motornim nevronom, ne da bi jih bilo treba poslati v možgane. Roka se mora hitro premikati, da se izognemo opeklinam. Vseeno pa del informacij doseže možgane, ki jih interpretirajo v obliki bolečine.

Synapse

Povezave nevron-nevron se običajno tvorijo na aksonu in dendritu dveh nevronov. Mesto srečanja med tema dvema nevronoma je tako imenovano sinapsa ali sinaptični prostor, ki povzroča nastanek prenos informacij s prvega (presinaptičnega) nevrona na naslednjega, pri čemer je ciljni nevron (postsinaptični).

Prenos informacij poteka prek kemičnih prenašalcev, nevrotransmiterjev, ki ima veliko vrst (str. npr. serotonin, dopamin, acetilholin, GABA, endorfini ...).

Ko akcijski potencial potuje skozi akson presinaptične celice in doseže njen terminal, ta nevron sprosti nevrotransmiter v sinaptični prostor, ki se veže na receptorje postsinaptične celične membrane in tako pride do prenosa živčnega signala. Ta signal je lahko ekscitatoren ali zaviralni in, odvisno od vrste nevrotransmiterja, se izvaja določena funkcija. drugo, poleg tega, po kateri poti sledi živčni impulz, gre proti živčnemu središču ali ciljni celici dopisnik.

• Morda vas zanima: "Sinapse: kaj so, vrste in funkcije"

Kaj pa glialne celice?

Čeprav so protagonisti nevroni, ne smemo pozabiti na njene sekundarne prijatelje, glialne celice, čeprav "sekundarno" ni sinonim za "potrošno". Če je nevron osnovna funkcionalna enota živčnega sistema, so glialne celice njegova večina. Zato jih ni mogoče zapustiti, ko poskušajo razložiti, kako nevronov, še posebej glede na to, da imajo zelo podporno vlogo za živčni sistem. pomembno.

Na splošno obstajajo štiri vrste glialnih celic, od katerih so tri astrociti, oligodendrociti in mikroglija, ki jih lahko najdemo le v osrednjem živčnem sistemu. Četrta vrsta so Schwannove celice, ki jih najdemo le v perifernem živčnem sistemu.

1. Astrociti

Astrociti so najštevilčnejša vrsta glialnih celic v možganih. Njegove glavne funkcije so uravnavanje pretoka krvi v možganih, vzdrževanje sestave tekočine, ki obdaja nevrone, in uravnavanje komunikacije med nevroni v sinaptičnem prostoru.

Med embrionalnim razvojem astrociti pomagajo nevronom doseči cilj, poleg tega pa prispevajo k nastanek krvno-možganske pregrade, dela, ki izolira možgane od strupenih snovi, ki se lahko raztopijo v kri.

2. mikroglija

Microglia je povezana z makrofagi imunskega sistema, "lovilci", ki odstranjujejo odmrle celice in ostanke, ki so lahko strupeni, če se kopičijo.

3. Oligodendrociti in Schwannove celice

Oligodendrociti in Schwannove celice imajo podobno funkcijo, čeprav se prve nahajajo v centralnem živčnem sistemu, druge pa v perifernem. Obe sta glialni celici, ki proizvajata mielin, izolacijsko snov, ki jo najdemo v ovoju okoli nevronskih aksonov.

Bibliografske reference:

• Purves, D., Augustine, G. J., Fitzpatrick, D., Katz, L. C., LaMantia, A.-S in McNamara, J. ALI. (1997). Organizacija živčnega sistema. V nevroznanosti (str. 1-10). Sunderland, MA: Sinauer Associates.
• Reece, J. B., Urry, L. A., Kajn, M. L., Wasserman, S. A., Minorsky, P. V in Jackson, R. B. (2011). Živčni sistem je sestavljen iz krogov nevronov in podpornih celic. V Campbellovi 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 in Jackson, R. B. (2011). Struktura in organizacija nevronov odražata funkcijo pri prenosu informacij. V Campbellovi biologiji (10. izd., P. 1062-1064). San Francisco, CA: Pearson.
• Sadava, D. E., Hillis, D. M., Heller, H. C in Berenbaum, M. R. (2009). Nevroni in živčni sistemi. In Life: znanost o biologiji (9. izd., str. 988-993). Sunderland, MA: Sinauer Associates.