Nerveceller: Struktur, aktivitet og funksjon

Nerveceller er en av de viktigste typene menneskelige celler. De er ansvarlige for å motta og kommunisere informasjon fra alle deler av kroppen. Gjennom elektriske og kjemiske signaler har nevroner koordinert seg for å produsere funksjonene som er nødvendige for liv.

Derfra bestemmer den kroppens reaksjoner og endrer tilstanden til indre organer (f.eks. endringer i hjertefrekvens). Samtidig lar nervesystemet også mennesker tenke og huske hva som foregår. For å gjøre dette trenger nervesystemet et sofistikert nettverk. Det er en kompleks forbindelse mellom nerveceller.

innhold

• 1. Hva er nerveceller?
• 2. Strukturen til nerveceller inkluderer hvilke komponenter?
• 3. Hvordan klassifiseres nerveceller?
• 4. Hva er funksjonen til nerveceller?
• 5. Hva er prosessen med nervesignaloverføring?
• 6. Hvordan overføres nervesignaler over synapser?

1. Hva er nerveceller?

Nevroner kalles også nevroner (på fransk). De er celler som har som funksjon å lede elektriske impulser. Nerveceller utgjør omtrent ti prosent av hjernen . Resten består av gliaceller og astrocytter. Disse cellene hjelper til med å støtte og gi næring til nerveceller.

Det er anslått at det er rundt 86 milliarder nevroner i hjernen. For å oppnå dette enorme antallet, må et foster i utvikling generere omtrent 250 000 nevroner per minutt. Det er den lengste celletypen i kroppen og er svært differensiert. Så de er ikke delbare. Til gjengjeld har de muligheten til å regenerere en del av cellen hvis den blir skadet.

Hvert nevron er koblet til 1000 andre nevroner, og skaper et ekstremt komplekst kommunikasjonsnettverk. Nerveceller anses å være de grunnleggende enhetene i nervesystemet.

Nevrale nettverk

Kreft er i dag en gruppe sykdommer som forårsaker mange negative effekter på menneskers helse. Graden av malignitet av kreften avhenger av plasseringen og graden av differensiering av cellene. Nevroendokrine svulster er en gruppe kreftformer med evnen til å skille ut hormoner fra målorganet.

2. Strukturen til nerveceller inkluderer hvilke komponenter?

Nervecellene, som kun kan sees med et mikroskop, er delt inn i tre deler:

• Cellekropp: Utbulingen av nevronet. Består av kjernen, endoplasmatisk retikulum, mitokondrier, ribosomer, lysosomer, Golgi-apparater, neurofilamenter, virale tubuli og andre organeller. Cellekroppen gir næringsstoffer til nevronet, kan generere nerveimpulser og kan motta nerveimpulser fra andre steder for å overføre til nevronet.
• Dendritter, også kjent som dendritter: er korte, skjøre ranker som vokser fra cellekroppen. Hvert nevron har mange dendritter, som hver er delt inn i mange grener. De har som funksjon å motta nerveimpulser fra andre celler, og overføre dem til cellekroppen. Dette er det radielle signalet. Effektene av disse pulsene kan enten være eksitatoriske eller hemmende.
• Axon: lang enkelt fiber som bærer informasjon fra cellekroppen og videresender den til andre celler. Diametrene til aksonene varierer vanligvis i størrelse, fra 0,5 μm til 22 μm. Aksonet er omgitt av en myelinskjede laget av Schwann-celler. Myelinskjeden er ikke sømløs, men er delt inn i segmenter. Mellom myelinskjedene er isthmus av Ranvier. Avstanden mellom de to midjene til Ranvier er omtrent 1,5 - 2 mm. Kontaktområdet mellom dendrittene til en nevron og dendrittene til en annen nevron eller reseptorer kalles en synapse.

Både dendritter og aksoner blir noen ganger referert til samlet som nervefibre.

Lengden på aksonene varierer veldig. Noen tråder kan være veldig korte, mens andre kan være mer enn 1 meter lange. De lengste aksonene kalles også dorsalrotgangliene. Dette er en klynge av nerveceller som bærer informasjon fra huden til hjernen. Hos høye mennesker kan noen av aksonene i dorsalrotgangliene fra tærne til hjernestammen være opptil 2 meter lange.

Nervecellestruktur

3. Hvordan klassifiseres nerveceller?

Nevroner kan deles inn i forskjellige kategorier i henhold til deres klassifisering.

I henhold til instruksjoner for overføring av nerveimpulser:

• Sentrifugale nevroner. De tar meldinger fra sentralnervesystemet (hjerne og ryggmarg ). Lever dem deretter til celler i andre deler av kroppen.
• Afferente nevroner. Motta meldinger fra resten av kroppen og levere dem til sentralnervesystemet.
• Mellomliggende nevroner. Sender relémeldinger mellom nevroner i sentralnervesystemet.

I henhold til funksjonen til cellen:

• Sensoriske nevroner. Bærer signaler fra sansene til sentralnervesystemet.
• Overgangscelletype. Bære signaler fra ett sted til et annet i sentralnervesystemet.
• Motoriske nevroner. Bære signaler fra sentralnervesystemet til musklene.

4. Hva er funksjonen til nerveceller?

Den grunnleggende funksjonen til nevroner er å indusere og overføre nerveimpulser. Nærmere bestemt:

• Induksjon er evnen til å motta og reagere på stimuli i form av nerveimpulser.
• Ledning er evnen til å forplante nerveimpulser i én retning fra kilden. Eller motta til nevronkroppen og sende langs aksonet.

5. Hva er prosessen med nervesignaloverføring?

Et nevron mottar inngangssignaler fra andre nevroner. Disse signalene summeres til de overskrider en bestemt terskel.

Når terskelen overskrides, aktiveres nevronet, og sender en elektrisk impuls langs aksonet. Denne prosessen kalles handlingspotensialet. Et aksjonspotensial genereres ved bevegelse av ladede atomer (ioner) over aksonmembranen.

Nevroner i hvile er mer negativt ladet på innsiden enn på utsiden. Dette skaper membranpotensialet, eller hvilepotensialet. Størrelsen er vanligvis rundt -70 millivolt (mV).

Når cellekroppen til en nerve mottar nok signaler til å aktiveres, depolariseres en del av aksonet nær cellekroppen. Membranpotensialet stiger raskt og faller deretter (i ca. 1000 sekunder). Denne potensielle endringen utløser depolarisering i det tilstøtende aksonet. Og så videre, til den har reist hele lengden av aksonet.

Etter at hver del er aktivert, går den inn i en kort hyperpolarisert tilstand. Dette er en inert periode, så det er mindre sannsynlig at den reaktiveres umiddelbart.

Normalt spiller kalium (K +) og natrium (Na +) ioner en stor rolle i å generere aksjonspotensialet. Ionene beveger seg inn og ut av aksonene gjennom kanalen og ionepumpen har et potensial.

Her er en kort beskrivelse av handlingspotensialprosessen:

• Åpne Na+-kanaler lar Na+ oversvømme cellen, noe som gjør potensialet mer positivt.
• Når cellen når en viss ladning, åpnes K+-kanalene. Åpne kanaler lar K+ gå ut av cellen.
• Na+-kanalen lukkes deretter, K+-kanalen forblir åpen og lar den positive ladningen forlate cellen. Membranpotensialet avtar gradvis.
• Når membranpotensialet går tilbake til hviletilstand, lukkes K+-kanalene.

Til slutt transporterer natrium/kalium-pumpen Na+ ut av cellen og K+ tilbake inn i cellen. Denne aktiviteten er nødvendig for å bli klar for neste potensielle handling.

Handlingspotensialer vil fungere etter «alt eller ingen»-prinsippet. Hvis stimulansen er over terskelen, oppstår depolarisering, og omvendt. For stimuli over terskelen uttrykkes størrelsen på stimulansen i form av pulsfrekvensen. Jo sterkere stimulansen er, desto høyere er frekvensen av den elektriske impulsgenereringen.

Nervecellepotensial

6. Hvordan overføres nervesignaler over synapser?

Nevroner er koblet til hverandre og kommuniserer med andre vev slik at de kan sende signaler. Den er imidlertid ikke forbundet med direkte kontakt. Forbindelsen er alltid gjennom et kryss mellom celler, kalt en synapse.

Disse synapsene kan være elektriske eller kjemiske. Med andre ord, signalet som overføres fra den første nervefiberen (presynaptisk nevron) til neste nevron (postsynaptisk celle) overføres over synapsen med elektriske eller kjemiske signaler.

Kjemisk synapse

Når signalet når aksonterminalen, trigger det det presynaptiske nevronet til å frigjøre kjemikalier (nevrotransmittere) inn i gapet mellom de to cellene. Dette gapet kalles synaptisk spalte.

Nevrotransmittere diffunderer over den synaptiske kløften. Dette stoffet interagerer med reseptorer på membranen til postsynaptiske nevroner, og forårsaker en respons.

Kjemiske synapser er klassifisert i henhold til nevrotransmitterne de frigjør:

• Glutamergisk – frigjøring av glutamin. De er vanligvis stimulerende, noe som betyr at de er mer sannsynlig å utløse et handlingspotensial.
• GABAergic – frigjøring av GABA (gamma-aminosmørsyre). De er vanligvis hemmende. Det vil si at de reduserer evnen til postsynaptiske nevroner til å lede elektriske impulser.
• Kolinergisk – frigjøring av acetylkolin. De finnes mellom motoriske nevroner og muskelfibre (nevromuskulære synapser).
• Adrenerg – frigjøring av noradrenalin (adrenalin).

Elektrisk synapse

• Elektriske synapser er mindre vanlige, men finnes i hele sentralnervesystemet. I elektriske synapser bringes de postsynaptiske og presynaptiske membranene mye nærmere hverandre enn i kjemiske synapser, noe som betyr at de kan overføre elektriske strømmer direkte.
• Elektriske synapser fungerer mye raskere enn kjemiske synapser. De finnes derfor på steder hvor det kreves rask handling, for eksempel i defensive reflekser.
• Kjemiske synapser kan utløse komplekse reaksjoner. Men elektriske synapser kan bare produsere enkle svar. Imidlertid, i motsetning til kjemiske synapser, er elektriske synapser toveis - noe som betyr at informasjon kan gå i begge retninger.

Nerveceller spiller en spesielt viktig rolle i å regulere kroppens aktiviteter. Nesten all livsaktivitet er under kontroll av denne cellen. Det er et komplekst nettverk av lenker, men det er rytmisk og har høy overføringshastighet. Det sikrer at kroppen fungerer synkront og nøyaktig.