Närvirakud: struktuur, aktiivsus ja funktsioon

Närvirakud on üks tähtsamaid inimrakkude tüüpe. Nad vastutavad teabe vastuvõtmise ja edastamise eest kõigist kehapiirkondadest. Elektriliste ja keemiliste signaalide kaudu on neuronid koordineerinud eluks vajalikke funktsioone.

Sealt edasi määrab see organismi reaktsioonid ja muudab siseorganite seisundit (nt muutused pulsisageduses). Samal ajal võimaldab närvisüsteem ka inimesel toimuvat mõelda ja meeles pidada. Selleks vajab närvisüsteem keerukat võrgustikku. See on keeruline ühendus närvirakkude vahel.

sisu

• 1. Mis on närvirakud?
• 2. Milliseid komponente sisaldab närvirakkude struktuur?
• 3. Kuidas närvirakke klassifitseeritakse?
• 4. Mis on närvirakkude funktsioon?
• 5. Mis on närvisignaali edastamise protsess?
• 6. Kuidas edastatakse närvisignaale läbi sünapside?

1. Mis on närvirakud?

Neuroneid nimetatakse ka neuroniteks (prantsuse keeles). Need on rakud, mille ülesanne on juhtida elektrilisi impulsse. Närvirakud moodustavad umbes kümme protsenti ajust . Ülejäänud osa koosneb gliiarakkudest ja astrotsüütidest. Need rakud aitavad närvirakke toetada ja toita.

Arvatakse, et ajus on umbes 86 miljardit neuronit. Selle tohutu arvu saavutamiseks peab arenev loode genereerima umbes 250 000 neuronit minutis. See on keha pikim rakutüüp ja on väga diferentseerunud. Nii et need ei ole jagatavad. Vastutasuks on neil võime kahjustatud raku osa taastada.

Iga neuron on ühendatud 1000 teise neuroniga, luues äärmiselt keeruka sidevõrgu. Närvirakke peetakse närvisüsteemi põhiüksusteks.

Närvivõrgud

Vähk on praegu haiguste rühm, millel on palju negatiivseid mõjusid inimeste tervisele. Vähi pahaloomulisuse aste sõltub rakkude asukohast ja diferentseerumisastmest. Neuroendokriinsed kasvajad on vähkkasvajate rühm, millel on võime eritada sihtorgani hormoone.

2. Milliseid komponente sisaldab närvirakkude struktuur?

Närvirakud, mida saab näha ainult mikroskoobiga, jagunevad kolmeks osaks:

• Rakukeha: neuroni kühm. Koosneb tuumast, endoplasmaatilisest retikulumist, mitokondritest, ribosoomidest, lüsosoomidest, Golgi aparaadist, neurofilamentidest, viirustuubulitest ja muudest organellidest. Rakukeha annab neuronile toitaineid, võib genereerida närviimpulsse ja saada närviimpulsse teistest kohtadest, et need neuronile edastada.
• Dendriidid, tuntud ka kui dendriidid: on lühikesed haprad kõõlused, mis kasvavad raku kehast. Igal neuronil on palju dendriite, millest igaüks on jagatud paljudeks harudeks. Nende ülesanne on võtta vastu närviimpulsse teistelt rakkudelt, edastades need rakukehale. See on radiaalne signaal. Nende impulsside mõju võib olla kas ergastav või pärssiv.
• Akson: pikk üksik kiud, mis kannab teavet raku kehast ja edastab selle teistele rakkudele. Aksonite läbimõõt on tavaliselt erinev, ulatudes 0,5 μm kuni 22 μm. Aksonit ümbritseb Schwanni rakkudest valmistatud müeliinkesta. Müeliinkesta ei ole õmblusteta, vaid on jagatud segmentideks. Müeliinkestade vahel on Ranvieri maakits. Ranvieri kahe vöökoha vaheline kaugus on umbes 1,5–2 mm. Ühe neuroni dendriitide ja teise neuroni dendriitide või retseptorite vahelist kontakti nimetatakse sünapsiks.

Nii dendriite kui ka aksoneid nimetatakse mõnikord ühiselt närvikiududeks.

Aksonite pikkus on väga erinev. Mõned kiud võivad olla väga lühikesed, teised aga pikemad kui 1 meeter. Pikimaid aksoneid nimetatakse ka seljajuure ganglioniteks. See on närvirakkude rühm, mis kannab teavet nahalt ajju. Pikkadel inimestel võivad mõned aksonid seljajuure ganglionides varvastest kuni ajutüveni olla kuni 2 meetri pikkused.

Närvirakkude struktuur

3. Kuidas närvirakke klassifitseeritakse?

Neuronid võib nende klassifikatsiooni järgi jagada erinevatesse kategooriatesse.

Vastavalt närviimpulsi ülekande juhistele:

• Tsentrifugaalsed neuronid. Nad võtavad vastu sõnumeid kesknärvisüsteemist (aju ja seljaaju ). Seejärel toimetage need rakkudesse teistes kehaosades.
• Aferentsed neuronid. Võtke vastu sõnumeid ülejäänud kehalt ja edastage need kesknärvisüsteemi.
• Vahepealsed neuronid. Edastab releesõnumeid kesknärvisüsteemi neuronite vahel.

Vastavalt raku funktsioonile:

• Sensoorsed neuronid. Kannab meeltelt signaale kesknärvisüsteemi.
• Üleminekulahtri tüüp. Kandke signaale kesknärvisüsteemis ühest kohast teise.
• Motoorsed neuronid. Kandke signaale kesknärvisüsteemist lihastesse.

4. Mis on närvirakkude funktsioon?

Neuronite põhiülesanne on närviimpulsside esilekutsumine ja edastamine. Täpsemalt:

• Induktsioon on võime vastu võtta närviimpulsside kujul esinevaid stiimuleid ja neile reageerida.
• Juhtivus on võime levitada närviimpulsse ühes suunas allikast. Või saada neuronikehale ja edastada mööda aksonit.

5. Mis on närvisignaali edastamise protsess?

Neuron võtab vastu sisendsignaale teistelt neuronitelt. Need signaalid summeeruvad, kuni ületavad teatud läve.

Läve ületades aktiveerub neuron, mis saadab mööda oma aksonit elektriimpulsi. Seda protsessi nimetatakse aktsioonipotentsiaaliks. Aktsioonipotentsiaal tekib laetud aatomite (ioonide) liikumisel läbi aksoni membraani.

Puhkeseisundis olevad neuronid on sisemiselt rohkem negatiivselt laetud kui väljast. See loob membraanipotentsiaali ehk puhkepotentsiaali. Magnituud on tavaliselt umbes -70 millivolti (mV).

Kui närvi rakukeha saab aktiveerimiseks piisavalt signaale, depolariseerub osa rakukeha lähedal asuvast aksonist. Membraani potentsiaal tõuseb kiiresti ja seejärel langeb (umbes 1000 sekundit). See potentsiaalne muutus käivitab külgneva aksoni depolarisatsiooni. Ja nii edasi, kuni see on läbinud kogu aksoni pikkuse.

Pärast iga osa aktiveerimist läheb see lühikeseks hüperpolariseeritud olekusse. See on inertne periood, mistõttu on vähem tõenäoline, et see kohe uuesti aktiveeritakse.

Tavaliselt mängivad aktsioonipotentsiaali tekitamisel suurt rolli kaaliumi (K +) ja naatriumi (Na +) ioonid. Ioonid liiguvad kanali kaudu aksonitesse sisse ja välja ning ioonpumbal on potentsiaal.

Siin on tegevuspotentsiaali protsessi lühikirjeldus:

• Avatud Na+ kanalid võimaldavad Na+-l rakku üle ujutada, muutes potentsiaali positiivsemaks.
• Kui element saavutab teatud laengu, avanevad K+ kanalid. Avatud kanalid võimaldavad K+-l lahtrist väljuda.
• Seejärel Na+ kanal sulgub, K+ kanal jääb avatuks, võimaldades positiivsel laengul rakust lahkuda. Membraani potentsiaal väheneb järk-järgult.
• Kui membraanipotentsiaal naaseb puhkeolekusse, sulguvad K+ kanalid.

Lõpuks transpordib naatrium/kaaliumpump Na+ rakust välja ja K+ tagasi rakku. See tegevus on vajalik järgmiseks võimalikuks tegevuseks valmistumiseks.

Tegevuspotentsiaalid töötavad põhimõttel "kõik või mitte midagi". Kui stiimul on üle läve, toimub depolarisatsioon ja vastupidi. Lävi ületavate stiimulite puhul väljendatakse stiimuli suurust impulsi sagedusena. Mida tugevam on stiimul, seda suurem on elektriimpulsi genereerimise sagedus.

Närvirakkude potentsiaal

6. Kuidas edastatakse närvisignaale läbi sünapside?

Neuronid on üksteisega ühendatud ja suhtlevad teiste kudedega, et nad saaksid signaale saata. See pole aga otsekontaktiga ühendatud. Ühendus toimub alati rakkudevahelise ristmiku kaudu, mida nimetatakse sünapsiks.

Need sünapsid võivad olla elektrilised või keemilised. Teisisõnu, esimesest närvikiust (presünaptilisest neuronist) järgmisele neuronile (postsünaptiline rakk) edastatav signaal edastatakse elektriliste või keemiliste signaalide kaudu sünapsi kaudu.

Keemiline sünaps

Kui signaal jõuab aksoni terminali, käivitab see presünaptilise neuroni, et vabastada kemikaalid (neurotransmitterid) kahe raku vahelisse pilusse. Seda lõhet nimetatakse sünaptiliseks lõheks.

Neurotransmitterid hajuvad üle sünaptilise pilu. See aine interakteerub postsünaptiliste neuronite membraani retseptoritega, põhjustades reaktsiooni.

Keemilised sünapsid klassifitseeritakse nende vabastatavate neurotransmitterite järgi:

• Glutamergiline – glutamiini vabanemine. Tavaliselt on need stimuleerivad, mis tähendab, et nad käivitavad tõenäolisemalt tegevuspotentsiaali.
• GABAergic – GABA (gamma-aminovõihappe) vabanemine. Need on tavaliselt inhibeerivad. See tähendab, et need vähendavad postsünaptiliste neuronite võimet juhtida elektrilisi impulsse.
• Koliinergiline – atsetüülkoliini vabanemine. Neid leidub motoorsete neuronite ja lihaskiudude vahel (neuromuskulaarsed sünapsid).
• Adrenergiline - norepinefriini (adrenaliini) vabanemine.

Elektriline sünaps

• Elektrilised sünapsid on vähem levinud, kuid neid leidub kogu kesknärvisüsteemis. Elektrilistes sünapsides tuuakse postsünaptilised ja presünaptilised membraanid üksteisele palju lähemale kui keemilistes sünapsides, mis tähendab, et nad võivad elektrivoolu otse edastada.
• Elektrilised sünapsid töötavad palju kiiremini kui keemilised sünapsid. Seetõttu leidub neid kohtades, kus on vaja kiiret tegutsemist, näiteks kaitserefleksides.
• Keemilised sünapsid võivad vallandada keerulisi reaktsioone. Kuid elektrilised sünapsid võivad anda ainult lihtsaid vastuseid. Kuid erinevalt keemilistest sünapsidest on elektrilised sünapsid kahesuunalised - see tähendab, et teave võib liikuda mõlemas suunas.

Närvirakud mängivad eriti olulist rolli kehategevuse reguleerimisel. Peaaegu kogu elutegevus on selle raku kontrolli all. See on keeruline linkide võrk, kuid see on rütmiline ja kõrge edastuskiirusega. See tagab, et keha töötab sünkroonselt ja täpselt.