Nervové buňky: Struktura, aktivita a funkce

Nervové buňky jsou jedním z nejdůležitějších typů lidských buněk. Jsou zodpovědní za přijímání a sdělování informací ze všech oblastí těla. Prostřednictvím elektrických a chemických signálů se neurony koordinovaly, aby produkovaly funkce nezbytné pro život.

Odtud určuje reakce těla a mění stav vnitřních orgánů (např. změny srdeční frekvence). Nervový systém zároveň umožňuje lidem myslet a pamatovat si, co se děje. K tomu potřebuje nervový systém sofistikovanou síť. Jde o složité spojení mezi nervovými buňkami.

obsah

• 1. Co jsou nervové buňky?
• 2. Jaké složky zahrnuje struktura nervových buněk?
• 3. Jak se klasifikují nervové buňky?
• 4. Jaká je funkce nervových buněk?
• 5. Jaký je proces přenosu nervových signálů?
• 6. Jak se přenášejí nervové signály přes synapse?

1. Co jsou nervové buňky?

Neuronům se také říká neurony (ve francouzštině). Jsou to buňky, jejichž funkcí je vedení elektrických impulsů. Nervové buňky tvoří asi deset procent mozku . Zbytek tvoří gliové buňky a astrocyty. Tyto buňky pomáhají podporovat a vyživovat nervové buňky.

Odhaduje se, že v mozku je asi 86 miliard neuronů. K dosažení tohoto obrovského počtu musí vyvíjející se plod generovat asi 250 000 neuronů za minutu. Je to nejdelší buněčný typ v těle a je vysoce diferencovaný. Nejsou tedy dělitelné. Na oplátku mají schopnost v případě poškození část buňky regenerovat.

Každý neuron je propojen s 1000 dalšími neurony, čímž vzniká extrémně složitá komunikační síť. Nervové buňky jsou považovány za základní jednotky nervového systému.

Neuronové sítě

Rakovina je v současnosti skupinou nemocí, které způsobují mnoho negativních dopadů na lidské zdraví. Stupeň malignity rakoviny závisí na lokalizaci a stupni diferenciace buněk. Neuroendokrinní nádory jsou skupinou nádorových onemocnění se schopností vylučovat hormony cílového orgánu.

2. Jaké složky zahrnuje struktura nervových buněk?

Nervové buňky, které lze vidět pouze mikroskopem, jsou rozděleny do tří částí:

• Tělo buňky: Vyboulení neuronu. Skládá se z jádra, endoplazmatického retikula, mitochondrií, ribozomů, lysozomů, Golgiho aparátu, neurofilament, virových tubulů a dalších organel. Buněčné tělo poskytuje neuronu živiny, může generovat nervové impulsy a může přijímat nervové impulsy z jiných míst, aby je přenesly do neuronu.
• Dendrity, také známé jako dendrity: jsou krátké, křehké úponky, které vyrůstají z těla buňky. Každý neuron má mnoho dendritů, z nichž každý je rozdělen do mnoha větví. Mají funkci přijímat nervové impulsy z jiných buněk a přenášet je do těla buňky. Toto je radiální signál. Účinky těchto pulzů mohou být buď excitační nebo inhibiční.
• Axon: dlouhé jednoduché vlákno, které přenáší informace z těla buňky a předává je dalším buňkám. Průměry axonů se obvykle liší velikostí v rozmezí od 0,5 μm do 22 μm. Axon je obklopen myelinovou pochvou vyrobenou ze Schwannových buněk. Myelinová pochva není bezešvá, ale je rozdělena na segmenty. Mezi myelinovými pochvami je Ranvierova šíje. Vzdálenost mezi dvěma pasy Ranviera je asi 1,5 - 2 mm. Oblast kontaktu mezi dendrity jednoho neuronu a dendrity jiného neuronu nebo receptorů se nazývá synapse.

Dendrity i axony jsou někdy souhrnně označovány jako nervová vlákna.

Délka axonů se velmi liší. Některé prameny mohou být velmi krátké, zatímco jiné mohou být dlouhé více než 1 metr. Nejdelší axony se také nazývají dorzální kořenová ganglia. Jedná se o shluk nervových buněk, které přenášejí informace z kůže do mozku. U vysokých lidí mohou být některé axony v dorzálních kořenových gangliích od prstů na nohou po mozkový kmen dlouhé až 2 metry.

Struktura nervových buněk

3. Jak se klasifikují nervové buňky?

Neurony lze rozdělit do různých kategorií podle jejich klasifikace.

Podle pokynů pro přenos nervového vzruchu:

• Odstředivé neurony. Přijímají zprávy z centrálního nervového systému (mozku a míchy ). Poté je doručte do buněk v jiných částech těla.
• Aferentní neurony. Přijímat zprávy od zbytku těla a doručovat je do centrálního nervového systému.
• Mezilehlé neurony. Přenáší přenosové zprávy mezi neurony v centrálním nervovém systému.

Podle funkce buňky:

• Senzorické neurony. Přenáší signály ze smyslů do centrálního nervového systému.
• Typ přechodové buňky. Přenášejte signály z jednoho místa na druhé v centrálním nervovém systému.
• Motorické neurony. Přenášejte signály z centrálního nervového systému do svalů.

4. Jaká je funkce nervových buněk?

Základní funkcí neuronů je vyvolávat a přenášet nervové vzruchy. konkrétně:

• Indukce je schopnost přijímat a reagovat na podněty ve formě nervových vzruchů.
• Vedení je schopnost šířit nervové vzruchy jedním směrem od zdroje. Nebo přijímat do těla neuronu a vysílat podél axonu.

5. Jaký je proces přenosu nervových signálů?

Neuron přijímá vstupní signály od jiných neuronů. Tyto signály se sčítají, dokud nepřekročí určitou prahovou hodnotu.

Při překročení prahové hodnoty se neuron aktivuje a vyšle elektrický impuls podél svého axonu. Tento proces se nazývá akční potenciál. Akční potenciál je generován pohybem nabitých atomů (iontů) přes axonovou membránu.

Neurony v klidu jsou více negativně nabité uvnitř než navenek. To vytváří membránový potenciál nebo klidový potenciál. Velikost se obvykle pohybuje kolem -70 milivoltů (mV).

Když buněčné tělo nervu přijme dostatek signálů k aktivaci, část axonu v blízkosti buněčného těla se depolarizuje. Membránový potenciál rychle stoupá a pak klesá (asi 1000 sekund). Tato potenciální změna spouští depolarizaci v sousedním axonu. A tak dále, dokud neprojde celou délkou axonu.

Po aktivaci každé části přejde do krátkého hyperpolarizovaného stavu. Toto je inertní období, takže je méně pravděpodobné, že bude okamžitě znovu aktivován.

Za normálních okolností hrají hlavní roli při vytváření akčního potenciálu ionty draslíku (K +) a sodíku (Na +). Ionty se pohybují dovnitř a ven z axonů kanálem a iontová pumpa má potenciál.

Zde je stručný popis procesu akčního potenciálu:

• Otevřené kanály Na+ umožňují Na+ zaplavit buňku, čímž je potenciál pozitivnější.
• Když článek dosáhne určitého nabití, otevřou se kanály K+. Otevřené kanály umožňují K+ opustit buňku.
• Kanál Na+ se poté uzavře, kanál K+ zůstane otevřený a umožní kladnému náboji opustit buňku. Membránový potenciál postupně klesá.
• Když se membránový potenciál vrátí do klidového stavu, K+ kanály se uzavřou.

Nakonec sodíkovo/draslíková pumpa transportuje Na+ ven z buňky a K+ zpět do buňky. Tato činnost je nutná k přípravě na další potenciální akci.

Akční potenciály budou fungovat podle principu „vše nebo žádný“. Pokud je podnět nad prahem, dochází k depolarizaci a naopak. U podnětů nad prahem je velikost podnětu vyjádřena pomocí pulzní frekvence. Čím silnější je podnět, tím vyšší je frekvence generování elektrického impulzu.

Potenciál nervových buněk

6. Jak se přenášejí nervové signály přes synapse?

Neurony jsou vzájemně propojeny a komunikují s ostatními tkáněmi, aby mohly vysílat signály. Není však spojen přímým kontaktem. Spojení je vždy přes spojení mezi buňkami, nazývané synapse.

Tyto synapse mohou být elektrické nebo chemické. Jinými slovy, signál přenášený z prvního nervového vlákna (presynaptický neuron) do dalšího neuronu (postsynaptická buňka) je přenášen přes synapsi elektrickými nebo chemickými signály.

Chemická synapse

Jakmile signál dosáhne konce axonu, spustí presynaptický neuron, aby uvolnil chemikálie (neurotransmitery) do mezery mezi dvěma buňkami. Tato mezera se nazývá synaptická štěrbina.

Neurotransmitery difundují přes synaptickou štěrbinu. Tato látka interaguje s receptory na membráně postsynaptických neuronů a způsobuje reakci.

Chemické synapse jsou klasifikovány podle neurotransmiterů, které uvolňují:

• Glutamergní – uvolňování glutaminu. Obvykle jsou stimulační, což znamená, že je pravděpodobnější, že spustí akční potenciál.
• GABAergní – uvolňování GABA (kyselina gama-aminomáselná). Obvykle jsou inhibiční. To znamená, že snižují schopnost postsynaptických neuronů vést elektrické impulsy.
• Cholinergní – uvolňování acetylcholinu. Nacházejí se mezi motorickými neurony a svalovými vlákny (neuromuskulární synapse).
• Adrenergní – uvolňování norepinefrinu (adrenalinu).

Elektrická synapse

• Elektrické synapse jsou méně časté, ale nacházejí se v celém centrálním nervovém systému. V elektrických synapsích jsou postsynaptické a presynaptické membrány mnohem blíže k sobě než v chemických synapsích, což znamená, že mohou přenášet elektrické proudy přímo.
• Elektrické synapse fungují mnohem rychleji než chemické synapse. Nacházejí se tedy na místech, kde je potřeba rychlého jednání, například v obranných reflexech.
• Chemické synapse mohou vyvolat složité reakce. Ale elektrické synapse mohou produkovat pouze jednoduché reakce. Na rozdíl od chemických synapsí jsou však elektrické synapse obousměrné – to znamená, že informace mohou jít oběma směry.

Nervové buňky hrají zvláště důležitou roli v regulaci tělesné činnosti. Téměř veškerá životní aktivita je pod kontrolou této buňky. Je to složitá síť odkazů, ale je rytmická a má vysokou přenosovou rychlost. To zajišťuje, že tělo pracuje synchronně a přesně.