Idegsejtek: felépítés, tevékenység és működés

Az idegsejtek az emberi sejtek egyik legfontosabb típusa. Ők felelősek az információk fogadásáért és közléséért a test minden régiójából. Az elektromos és kémiai jelek révén a neuronok koordinálták az élethez szükséges funkciókat.

Innentől kezdve meghatározza a szervezet reakcióit, és megváltoztatja a belső szervek állapotát (pl. pulzusszám változás). Ugyanakkor az idegrendszer lehetővé teszi az emberek számára, hogy gondolkodjanak és emlékezzenek arra, hogy mi történik. Ehhez az idegrendszernek kifinomult hálózatra van szüksége. Ez egy összetett kapcsolat az idegsejtek között.

tartalom

• 1. Mik azok az idegsejtek?
• 2. Milyen összetevőket tartalmaz az idegsejtek szerkezete?
• 3. Hogyan osztályozzák az idegsejteket?
• 4. Mi a funkciója az idegsejteknek?
• 5. Mi az idegi jelátvitel folyamata?
• 6. Hogyan továbbítják az idegi jeleket a szinapszisokon keresztül?

1. Mik azok az idegsejtek?

A neuronokat neuronoknak is nevezik (franciául). Ezek olyan sejtek, amelyek feladata az elektromos impulzusok vezetése. Az idegsejtek az agy körülbelül tíz százalékát teszik ki . A fennmaradó rész gliasejtekből és asztrocitákból áll. Ezek a sejtek támogatják és táplálják az idegsejteket.

Becslések szerint körülbelül 86 milliárd neuron van az agyban. E hatalmas szám eléréséhez a fejlődő magzatnak körülbelül 250 000 neuront kell generálnia percenként. Ez a test leghosszabb sejttípusa, és erősen differenciált. Tehát nem oszthatók. Cserébe megvan a képességük, hogy a sejt egy részét regenerálják, ha megsérülnek.

Minden egyes neuron 1000 másik neuronhoz kapcsolódik, így rendkívül összetett kommunikációs hálózat jön létre. Az idegsejteket az idegrendszer alapegységeinek tekintik.

Neurális hálózatok

A rák jelenleg olyan betegségek csoportja, amelyek számos negatív hatással vannak az emberi egészségre. A rák rosszindulatúságának mértéke a sejtek elhelyezkedésétől és differenciálódási fokától függ. A neuroendokrin daganatok a rákos megbetegedések egy csoportja, amelyek képesek a célszerv hormonjait kiválasztani.

2. Milyen összetevőket tartalmaz az idegsejtek szerkezete?

A csak mikroszkóppal látható idegsejtek három részre oszthatók:

• Sejttest: A neuron dudora. Magból, endoplazmatikus retikulumból, mitokondriumokból, riboszómákból, lizoszómákból, Golgi-készülékből, neurofilamentumokból, vírustubulusokból és egyéb organellumokból áll. A sejttest tápanyagokkal látja el az idegsejteket, idegimpulzusokat generálhat, és más helyekről is képes idegimpulzusokat fogadni, hogy továbbítsák az idegsejteket.
• A dendritek, más néven dendritek: rövid, törékeny indák, amelyek a sejttestből nőnek ki. Minden neuronnak sok dendritje van, amelyek mindegyike számos ágra oszlik. Feladatuk, hogy idegimpulzusokat fogadjanak más sejtektől, és továbbítsák azokat a sejttestbe. Ez a radiális jel. Ezen impulzusok hatása lehet serkentő vagy gátló.
• Axon: hosszú egyszál, amely információt hordoz a sejttestből és továbbítja azt más sejtekhez. Az axonok átmérője általában változó méretű, 0,5 μm és 22 μm között mozog. Az axont Schwann-sejtekből álló mielinhüvely veszi körül. A mielinhüvely nem varrat nélküli, hanem szegmensekre van osztva. A mielinhüvelyek között van a Ranvier földszoros. A Ranvier két dereka közötti távolság körülbelül 1,5-2 mm. Az egyik neuron dendritjei és egy másik neuron dendritjei vagy receptorai közötti érintkezési területet szinapszisnak nevezzük.

Mind a dendriteket, mind az axonokat néha összefoglalóan idegrostoknak nevezik.

Az axonok hossza nagyon változó. Egyes szálak nagyon rövidek, míg mások 1 méternél hosszabbak lehetnek. A leghosszabb axonokat háti gyökér ganglionoknak is nevezik. Ez egy idegsejtek csoportja, amelyek információt szállítanak a bőrről az agyba. Magas embereknél a háti gyökér ganglionokban lévő axonok egy része a lábujjaktól az agytörzsig akár 2 méter hosszú is lehet.

Az idegsejtek szerkezete

3. Hogyan osztályozzák az idegsejteket?

A neuronok osztályozásuk szerint különböző kategóriákba sorolhatók.

Az idegimpulzus-átviteli utasítások szerint:

• Centrifugális neuronok. Üzeneteket vesznek a központi idegrendszertől (agytól és gerincvelőtől ). Ezután szállítsa őket a test más részein lévő sejtekhez.
• Afferens neuronok. Fogadjon üzeneteket a test többi részétől, és továbbítsa azokat a központi idegrendszerhez.
• Köztes neuronok. Relé üzeneteket továbbít a központi idegrendszer neuronjai között.

A sejt funkciója szerint:

• Szenzoros neuronok. Jeleket visz az érzékszervekből a központi idegrendszerbe.
• Átmeneti cella típusa. A központi idegrendszer egyik helyéről a másikra jeleket hordoz.
• Motoros neuronok. A központi idegrendszer jelzéseit továbbítja az izmoknak.

4. Mi a funkciója az idegsejteknek?

A neuronok alapvető funkciója az idegimpulzusok indukálása és továbbítása. Kimondottan:

• Az indukció az a képesség, hogy idegimpulzusok formájában fogadjunk és reagáljunk az ingerekre.
• A vezetés az a képesség, hogy az idegimpulzusokat a forrásból egy irányba továbbítsák. Vagy fogadja a neuron testét és továbbítja az axon mentén.

5. Mi az idegi jelátvitel folyamata?

Egy idegsejt bemeneti jeleket kap más neuronoktól. Ezek a jelek addig adódnak, amíg meg nem haladnak egy meghatározott küszöböt.

A küszöbértéket túllépve a neuron aktiválódik, és elektromos impulzust küld az axonja mentén. Ezt a folyamatot akciós potenciálnak nevezzük. Az akciós potenciált a töltött atomok (ionok) az axonmembránon keresztüli mozgása hoz létre.

A nyugalomban lévő neuronok belülről inkább negatív töltésűek, mint kívülről. Ez létrehozza a membránpotenciált vagy nyugalmi potenciált. A magnitúdó általában -70 millivolt (mV) körül van.

Amikor egy ideg sejtteste elegendő jelet kap az aktiváláshoz, az axon egy része a sejttest közelében depolarizálódik. A membránpotenciál gyorsan emelkedik, majd csökken (körülbelül 1000 másodpercig). Ez a potenciálváltozás depolarizációt vált ki a szomszédos axonban. És így tovább, amíg meg nem haladta az axon teljes hosszát.

Minden egyes rész aktiválása után rövid hiperpolarizált állapotba kerül. Ez egy inert időszak, így kisebb az esélye annak, hogy azonnal újra aktiválódik.

Általában a kálium (K +) és a nátrium (Na +) ionok játszanak fő szerepet az akciós potenciál létrehozásában. Az ionok a csatornán keresztül ki-be mozognak az axonokból, és az ionpumpának van potenciálja.

Itt található egy rövid leírás az akciós potenciál folyamatáról:

• A nyitott Na+ csatornák lehetővé teszik, hogy a Na+ elárassza a sejtet, pozitívabbá téve a potenciált.
• Amikor a cella elér egy bizonyos töltést, megnyílnak a K+ csatornák. A nyitott csatornák lehetővé teszik a K+ számára, hogy kilépjen a cellából.
• Ezután a Na+ csatorna bezárul, a K+ csatorna nyitva marad, így a pozitív töltés elhagyja a sejtet. A membránpotenciál fokozatosan csökken.
• Amikor a membránpotenciál visszatér a nyugalmi állapotba, a K+ csatornák bezáródnak.

Végül a nátrium/kálium pumpa szállítja ki a Na+-t a sejtből és a K+-t vissza a sejtbe. Erre a tevékenységre azért van szükség, hogy felkészüljünk a következő lehetséges akcióra.

Az akciós potenciálok a „mindent vagy semmit” elv szerint működnek. Ha az inger a küszöbérték felett van, akkor depolarizáció következik be, és fordítva. A küszöbérték feletti ingerek esetében az inger nagyságát az impulzusfrekvenciában fejezzük ki. Minél erősebb az inger, annál nagyobb az elektromos impulzusgenerálás frekvenciája.

Idegsejt potenciál

6. Hogyan továbbítják az idegi jeleket a szinapszisokon keresztül?

A neuronok kapcsolódnak egymáshoz és kommunikálnak más szövetekkel, hogy jeleket küldhessenek. Közvetlen érintkezéssel azonban nem kapcsolódik. A kapcsolat mindig a sejtek közötti csomóponton keresztül történik, amelyet szinapszisnak neveznek.

Ezek a szinapszisok lehetnek elektromosak vagy kémiaiak. Más szavakkal, az első idegrosttól (preszinaptikus neurontól) a következő neuronig (posztszinaptikus sejt) továbbított jel elektromos vagy kémiai jelek útján továbbítódik a szinapszison keresztül.

Kémiai szinapszis

Amint a jel eléri az axonterminálist, elindítja a preszinaptikus neuront, hogy vegyi anyagokat (neurotranszmittereket) szabadítson fel a két sejt közötti résbe. Ezt a rést szinaptikus hasadéknak nevezik.

A neurotranszmitterek a szinaptikus hasadékon keresztül diffundálnak. Ez az anyag kölcsönhatásba lép a posztszinaptikus neuronok membránjának receptoraival, és választ okoz.

A kémiai szinapszisokat az általuk kibocsátott neurotranszmitterek szerint osztályozzák:

• Glutaerg – glutamin felszabadulása. Általában stimulánsok, ami azt jelenti, hogy nagyobb valószínűséggel váltanak ki akciós potenciált.
• GABAerg – GABA (gamma-aminovajsav) felszabadulása. Általában gátló hatásúak. Vagyis csökkentik a posztszinaptikus neuronok elektromos impulzusok vezetési képességét.
• Kolinerg – acetilkolin felszabadulása. A motoros neuronok és az izomrostok (neuromuszkuláris szinapszisok) között találhatók.
• Adrenerg – noradrenalin (adrenalin) felszabadulása.

Elektromos szinapszis

• Az elektromos szinapszisok kevésbé gyakoriak, de az egész központi idegrendszerben megtalálhatók. Az elektromos szinapszisokban a posztszinaptikus és a preszinaptikus membrán sokkal közelebb kerül egymáshoz, mint a kémiai szinapszisokban, ami azt jelenti, hogy közvetlenül továbbíthatják az elektromos áramokat.
• Az elektromos szinapszisok sokkal gyorsabban működnek, mint a kémiai szinapszisok. Ezért olyan helyeken találhatók meg, ahol gyors cselekvésre van szükség, például a védekező reflexekben.
• A kémiai szinapszisok összetett reakciókat válthatnak ki. De az elektromos szinapszisok csak egyszerű válaszokat tudnak produkálni. A kémiai szinapszisokkal ellentétben azonban az elektromos szinapszisok kétirányúak, vagyis az információ mindkét irányba eljuthat.

Az idegsejtek különösen fontos szerepet játszanak a test tevékenységeinek szabályozásában. Szinte minden élettevékenység ennek a sejtnek az irányítása alatt áll. Ez egy összetett kapcsolathálózat, de ritmikus és nagy átviteli sebességgel rendelkezik. Ez biztosítja a test szinkron és pontos működését.