Nervové bunky: Štruktúra, aktivita a funkcia

Nervové bunky sú jedným z najdôležitejších typov ľudských buniek. Sú zodpovedné za prijímanie a odovzdávanie informácií zo všetkých oblastí tela. Prostredníctvom elektrických a chemických signálov sa neuróny skoordinovali, aby vytvorili funkcie potrebné pre život.

Odtiaľ určuje reakcie organizmu a mení stav vnútorných orgánov (napr. zmeny srdcovej frekvencie). Nervový systém zároveň umožňuje ľuďom myslieť a pamätať si, čo sa deje. Na to potrebuje nervový systém sofistikovanú sieť. Ide o zložité spojenie medzi nervovými bunkami.

obsahu

• 1. Čo sú nervové bunky?
• 2. Aké zložky zahŕňa štruktúra nervových buniek?
• 3. Ako sa klasifikujú nervové bunky?
• 4. Aká je funkcia nervových buniek?
• 5. Aký je proces prenosu nervového signálu?
• 6. Ako sa prenášajú nervové signály cez synapsie?

1. Čo sú nervové bunky?

Neuróny sa tiež nazývajú neuróny (vo francúzštine). Sú to bunky, ktorých funkciou je vedenie elektrických impulzov. Nervové bunky tvoria asi desať percent mozgu . Zvyšok tvoria gliové bunky a astrocyty. Tieto bunky pomáhajú podporovať a vyživovať nervové bunky.

Odhaduje sa, že v mozgu je asi 86 miliárd neurónov. Na dosiahnutie tohto obrovského čísla musí vyvíjajúci sa plod vygenerovať asi 250 000 neurónov za minútu. Je to najdlhší bunkový typ v tele a je vysoko diferencovaný. Nie sú teda deliteľné. Na oplátku majú schopnosť v prípade poškodenia časť bunky regenerovať.

Každý neurón je prepojený s 1000 ďalšími neurónmi, čím vzniká mimoriadne zložitá komunikačná sieť. Nervové bunky sa považujú za základné jednotky nervového systému.

Neurálne siete

Rakovina je v súčasnosti skupinou chorôb, ktoré spôsobujú mnohé negatívne účinky na ľudské zdravie. Stupeň malignity rakoviny závisí od lokalizácie a stupňa diferenciácie buniek. Neuroendokrinné nádory sú skupinou nádorových ochorení so schopnosťou vylučovať hormóny cieľového orgánu.

2. Aké zložky zahŕňa štruktúra nervových buniek?

Nervové bunky, ktoré možno vidieť iba mikroskopom, sú rozdelené do troch častí:

• Bunkové telo: vydutie neurónu. Pozostáva z jadra, endoplazmatického retikula, mitochondrií, ribozómov, lyzozómov, Golgiho aparátu, neurofilamentov, vírusových tubulov a iných organel. Bunkové telo poskytuje neurónom živiny, môže generovať nervové impulzy a môže prijímať nervové impulzy z iných miest na prenos do neurónu.
• Dendrity, tiež známe ako dendrity: sú krátke, krehké úponky, ktoré vyrastajú z bunkového tela. Každý neurón má veľa dendritov, z ktorých každý je rozdelený do mnohých vetiev. Majú za úlohu prijímať nervové impulzy z iných buniek a prenášať ich do tela bunky. Toto je radiálny signál. Účinky týchto impulzov môžu byť buď excitačné alebo inhibičné.
• Axón: dlhé samostatné vlákno, ktoré prenáša informácie z tela bunky a posiela ich do iných buniek. Priemery axónov sa zvyčajne líšia veľkosťou v rozmedzí od 0,5 μm do 22 μm. Axón je obklopený myelínovým obalom vytvoreným zo Schwannových buniek. Myelínová pošva nie je bezšvová, ale je rozdelená na segmenty. Medzi myelínovými pošvami sa nachádza Ranvierova úžina. Vzdialenosť medzi dvoma pásmi Ranviera je asi 1,5 - 2 mm. Oblasť kontaktu medzi dendritmi jedného neurónu a dendritmi iného neurónu alebo receptorov sa nazýva synapsia.

Dendrity aj axóny sa niekedy spoločne označujú ako nervové vlákna.

Dĺžka axónov sa značne líši. Niektoré pramene môžu byť veľmi krátke, zatiaľ čo iné môžu mať dĺžku viac ako 1 meter. Najdlhšie axóny sa tiež nazývajú dorzálne koreňové gangliá. Ide o zhluk nervových buniek, ktoré prenášajú informácie z kože do mozgu. U vysokých ľudí môžu mať niektoré axóny v dorzálnych koreňových gangliách od prstov na nohách až po mozgový kmeň dĺžku až 2 metre.

Štruktúra nervových buniek

3. Ako sa klasifikujú nervové bunky?

Neuróny možno rozdeliť do rôznych kategórií podľa ich klasifikácie.

Podľa pokynov na prenos nervových impulzov:

• Odstredivé neuróny. Preberajú správy z centrálneho nervového systému (mozog a miecha ). Potom ich dopravte do buniek v iných častiach tela.
• Aferentné neuróny. Prijímajte správy od zvyšku tela a doručujte ich do centrálneho nervového systému.
• Medziľahlé neuróny. Prenáša prenosové správy medzi neurónmi v centrálnom nervovom systéme.

Podľa funkcie bunky:

• Senzorické neuróny. Prenáša signály zo zmyslov do centrálneho nervového systému.
• Typ prechodnej bunky. Prenášajte signály z jedného miesta na druhé v centrálnom nervovom systéme.
• Motorické neuróny. Prenáša signály z centrálneho nervového systému do svalov.

4. Aká je funkcia nervových buniek?

Základnou funkciou neurónov je vyvolanie a prenos nervových vzruchov. konkrétne:

• Indukcia je schopnosť prijímať a reagovať na podnety vo forme nervových impulzov.
• Vedenie je schopnosť šírenia nervových impulzov v jednom smere od zdroja. Alebo prijímať do tela neurónu a vysielať pozdĺž axónu.

5. Aký je proces prenosu nervového signálu?

Neurón prijíma vstupné signály od iných neurónov. Tieto signály sa sčítavajú, kým neprekročia určitú hranicu.

Po prekročení prahovej hodnoty sa neurón aktivuje a vyšle elektrický impulz pozdĺž svojho axónu. Tento proces sa nazýva akčný potenciál. Akčný potenciál vzniká pohybom nabitých atómov (iónov) cez axónovú membránu.

Neuróny v pokoji sú viac negatívne nabité zvnútra ako zvonku. To vytvára membránový potenciál alebo pokojový potenciál. Veľkosť je zvyčajne okolo -70 milivoltov (mV).

Keď bunkové telo nervu dostane dostatok signálov na aktiváciu, časť axónu v blízkosti bunkového tela sa depolarizuje. Membránový potenciál rýchlo stúpa a potom klesá (asi 1000 sekúnd). Táto potenciálna zmena spúšťa depolarizáciu v susednom axóne. A tak ďalej, kým neprejde celú dĺžku axónu.

Po aktivácii sa každá časť dostane do krátkeho hyperpolarizovaného stavu. Toto je inertné obdobie, takže je menej pravdepodobné, že bude okamžite reaktivovaný.

Normálne hrajú hlavnú úlohu pri vytváraní akčného potenciálu ióny draslíka (K +) a sodíka (Na +). Ióny sa pohybujú dovnútra a von z axónov cez kanál a iónová pumpa má potenciál.

Tu je stručný popis procesu akčného potenciálu:

• Otvorené kanály Na+ umožňujú Na+ zaplaviť bunku, čím sa potenciál stáva pozitívnejším.
• Keď článok dosiahne určité nabitie, kanály K+ sa otvoria. Otvorené kanály umožňujú K+ opustiť bunku.
• Kanál Na+ sa potom zatvorí, kanál K+ zostane otvorený a umožní tak kladnému náboju opustiť bunku. Membránový potenciál postupne klesá.
• Keď sa membránový potenciál vráti do pokojového stavu, K+ kanály sa uzavrú.

Nakoniec sodíkovo/draslíková pumpa transportuje Na+ von z bunky a K+ späť do bunky. Táto aktivita je potrebná na prípravu na ďalšiu potenciálnu akciu.

Akčné potenciály budú fungovať podľa princípu „všetko alebo nič“. Ak je stimul nad prahom, dochádza k depolarizácii a naopak. Pre stimuly nad prahom je veľkosť stimulu vyjadrená pomocou pulzovej frekvencie. Čím silnejší je stimul, tým vyššia je frekvencia generovania elektrického impulzu.

Potenciál nervových buniek

6. Ako sa prenášajú nervové signály cez synapsie?

Neuróny sú navzájom prepojené a komunikujú s inými tkanivami, aby mohli vysielať signály. Nie je však spojený priamym kontaktom. Spojenie je vždy cez spojenie medzi bunkami, ktoré sa nazýva synapsia.

Tieto synapsie môžu byť elektrické alebo chemické. Inými slovami, signál prenášaný z prvého nervového vlákna (presynaptický neurón) do ďalšieho neurónu (postsynaptická bunka) sa prenáša cez synapsiu elektrickými alebo chemickými signálmi.

Chemická synapsia

Akonáhle signál dosiahne koniec axónu, spustí presynaptický neurón, aby uvoľnil chemikálie (neurotransmitery) do medzery medzi týmito dvoma bunkami. Táto medzera sa nazýva synaptická štrbina.

Neurotransmitery difundujú cez synaptickú štrbinu. Táto látka interaguje s receptormi na membráne postsynaptických neurónov a spôsobuje reakciu.

Chemické synapsie sú klasifikované podľa neurotransmiterov, ktoré uvoľňujú:

• Glutamergné – uvoľňovanie glutamínu. Zvyčajne sú stimulanty, čo znamená, že s väčšou pravdepodobnosťou spúšťajú akčný potenciál.
• GABAergné – uvoľňovanie GABA (kyseliny gama-aminomaslovej). Zvyčajne sú inhibičné. To znamená, že znižujú schopnosť postsynaptických neurónov viesť elektrické impulzy.
• Cholinergný – uvoľňovanie acetylcholínu. Nachádzajú sa medzi motorickými neurónmi a svalovými vláknami (neuromuskulárne synapsie).
• Adrenergné – uvoľňovanie norepinefrínu (adrenalínu).

Elektrická synapsia

• Elektrické synapsie sú menej časté, ale nachádzajú sa v celom centrálnom nervovom systéme. V elektrických synapsiách sú postsynaptické a presynaptické membrány oveľa bližšie k sebe ako v chemických synapsiách, čo znamená, že môžu priamo prenášať elektrické prúdy.
• Elektrické synapsie fungujú oveľa rýchlejšie ako chemické synapsie. Nachádzajú sa teda na miestach, kde je potrebný rýchly zásah, napríklad pri obranných reflexoch.
• Chemické synapsie môžu spustiť zložité reakcie. Ale elektrické synapsie môžu produkovať iba jednoduché reakcie. Na rozdiel od chemických synapsií sú však elektrické synapsie obojsmerné, čo znamená, že informácie môžu ísť oboma smermi.

Nervové bunky zohrávajú obzvlášť dôležitú úlohu pri regulácii činnosti tela. Takmer všetka životná aktivita je pod kontrolou tejto bunky. Je to zložitá sieť prepojení, ale je rytmická a má vysokú prenosovú rýchlosť. To zaisťuje, že telo pracuje synchrónne a presne.