Nervceller: Struktur, aktivitet och funktion

Nervceller är en av de viktigaste typerna av mänskliga celler. De ansvarar för att ta emot och kommunicera information från alla delar av kroppen. Genom elektriska och kemiska signaler har nervceller koordinerats för att producera de funktioner som är nödvändiga för livet.

Därifrån bestämmer den kroppens svar och ändrar tillståndet hos inre organ (t.ex. förändringar i hjärtfrekvens). Samtidigt låter nervsystemet också människor tänka och minnas vad som pågår. För att göra detta behöver nervsystemet ett sofistikerat nätverk. Det är en komplex koppling mellan nervceller.

innehåll

• 1. Vad är nervceller?
• 2. Vilka komponenter ingår i nervcellernas struktur?
• 3. Hur klassificeras nervceller?
• 4. Vilken funktion har nervceller?
• 5. Vad är processen för överföring av nervsignaler?
• 6. Hur överförs nervsignaler över synapser?

1. Vad är nervceller?

Neuroner kallas också neuroner (på franska). De är celler vars funktion är att leda elektriska impulser. Nervceller utgör cirka tio procent av hjärnan . Resten består av gliaceller och astrocyter. Dessa celler hjälper till att stödja och ge näring till nervceller.

Det uppskattas att det finns cirka 86 miljarder neuroner i hjärnan. För att uppnå detta enorma antal måste ett foster under utveckling generera cirka 250 000 neuroner per minut. Det är den längsta celltypen i kroppen och är mycket differentierad. Så de är inte delbara. I gengäld har de förmågan att regenerera en del av cellen om den skadas.

Varje neuron är kopplad till 1 000 andra neuroner, vilket skapar ett extremt komplext kommunikationsnätverk. Nervceller anses vara de grundläggande enheterna i nervsystemet.

Neurala nätverk

Cancer är för närvarande en grupp sjukdomar som orsakar många negativa effekter på människors hälsa. Graden av malignitet hos cancern beror på platsen och graden av differentiering av cellerna. Neuroendokrina tumörer är en grupp cancer med förmågan att utsöndra hormoner från målorganet.

2. Vilka komponenter ingår i nervcellernas struktur?

Nervcellerna, som bara kan ses med ett mikroskop, är uppdelade i tre delar:

• Cellkropp: Neuronens utbuktning. Består av kärnan, endoplasmatiskt retikulum, mitokondrier, ribosomer, lysosomer, Golgi-apparater, neurofilament, virala tubuli och andra organeller. Cellkroppen tillhandahåller näringsämnen till neuronen, kan generera nervimpulser och kan ta emot nervimpulser från andra ställen för att överföra till neuronen.
• Dendriter, även känd som dendriter: är korta, ömtåliga rankor som växer från cellkroppen. Varje neuron har många dendriter, som var och en är uppdelad i många grenar. De har funktionen att ta emot nervimpulser från andra celler och överföra dem till cellkroppen. Detta är den radiella signalen. Effekterna av dessa pulser kan vara antingen exciterande eller hämmande.
• Axon: lång enkel fiber som bär information från cellkroppen och vidarebefordrar den till andra celler. Diametrarna på axonerna varierar vanligtvis i storlek, från 0,5 μm till 22 μm. Axonet är omgivet av en myelinskida gjord av Schwann-celler. Myelinskidan är inte sömlös utan är uppdelad i segment. Mellan myelinslidorna finns Ranviers näs. Avståndet mellan de två midjorna på Ranvier är cirka 1,5 - 2 mm. Kontaktområdet mellan dendriterna i en neuron och dendriterna från en annan neuron eller receptorer kallas synaps.

Både dendriter och axoner kallas ibland gemensamt för nervfibrer.

Längden på axonerna varierar mycket. Vissa trådar kan vara mycket korta, medan andra kan vara mer än 1 meter långa. De längsta axonerna kallas också för dorsalrotsganglierna. Detta är ett kluster av nervceller som transporterar information från huden till hjärnan. Hos långa personer kan några av axonerna i dorsalrotsganglierna från tårna till hjärnstammen vara upp till 2 meter långa.

Nervcellsstruktur

3. Hur klassificeras nervceller?

Neuroner kan delas in i olika kategorier enligt deras klassificering.

Enligt instruktioner för överföring av nervimpulser:

• Centrifugala neuroner. De tar meddelanden från det centrala nervsystemet (hjärna och ryggmärg ). Leverera dem sedan till celler i andra delar av kroppen.
• Afferenta neuroner. Ta emot meddelanden från resten av kroppen och leverera dem till det centrala nervsystemet.
• Mellanliggande neuroner. Förmedlar relämeddelanden mellan nervceller i det centrala nervsystemet.

Beroende på cellens funktion:

• Sensoriska neuroner. Transporterar signaler från sinnena till det centrala nervsystemet.
• Övergångscelltyp. Bär signaler från en plats till en annan i det centrala nervsystemet.
• Motoriska neuroner. Bär signaler från centrala nervsystemet till musklerna.

4. Vilken funktion har nervceller?

Neuronernas grundläggande funktion är att inducera och överföra nervimpulser. Specifikt:

• Induktion är förmågan att ta emot och svara på stimuli i form av nervimpulser.
• Överledning är förmågan att sprida nervimpulser i en riktning från källan. Eller ta emot till neuronkroppen och sända längs axonet.

5. Vad är processen för överföring av nervsignaler?

En neuron tar emot insignaler från andra neuroner. Dessa signaler summeras tills de överskrider en specifik tröskel.

När tröskeln överskrids aktiveras neuronen och skickar en elektrisk impuls längs dess axon. Denna process kallas aktionspotential. En aktionspotential genereras av rörelsen av laddade atomer (joner) över axonmembranet.

Neuroner i vila är mer negativt laddade på insidan än på utsidan. Detta skapar membranpotentialen, eller vilopotentialen. Magnituden är vanligtvis runt -70 millivolt (mV).

När cellkroppen i en nerv tar emot tillräckligt med signaler för att aktiveras, depolariseras en del av axonet nära cellkroppen. Membranpotentialen stiger snabbt och faller sedan (under cirka 1 000 sekunder). Denna potentiella förändring utlöser depolarisering i det intilliggande axonet. Och så vidare, tills den har färdats längs hela axonet.

Efter att varje del har aktiverats går den in i ett kort hyperpolariserat tillstånd. Detta är en inert period, så det är mindre sannolikt att den återaktiveras omedelbart.

Normalt spelar kalium- (K+)- och natrium- (Na+)-joner en stor roll för att generera aktionspotentialen. Jonerna rör sig in och ut ur axonerna genom kanalen och jonpumpen har en potential.

Här är en kort beskrivning av åtgärdspotentialprocessen:

• Öppna Na+-kanaler tillåter Na+ att översvämma cellen, vilket gör potentialen mer positiv.
• När cellen når en viss laddning öppnas K+-kanalerna. Öppna kanaler tillåter K+ att lämna cellen.
• Na+-kanalen stängs sedan, K+-kanalen förblir öppen så att den positiva laddningen kan lämna cellen. Membranpotentialen minskar gradvis.
• När membranpotentialen återgår till vilotillståndet stänger K+-kanalerna.

Slutligen transporterar natrium/kalium-pumpen Na+ ut ur cellen och K+ tillbaka in i cellen. Denna aktivitet behövs för att förbereda sig för nästa potentiella åtgärd.

Handlingspotentialer kommer att fungera enligt principen "allt eller inget". Om stimulansen är över tröskeln uppstår depolarisering och vice versa. För stimuli över tröskeln uttrycks storleken på stimulansen i termer av pulsfrekvensen. Ju starkare stimulans, desto högre frekvens av den elektriska impulsgenereringen.

Nervcellspotential

6. Hur överförs nervsignaler över synapser?

Neuroner är kopplade till varandra och kommunicerar med andra vävnader så att de kan skicka signaler. Den är dock inte ansluten genom direktkontakt. Anslutning sker alltid genom en förbindelse mellan celler, kallad synaps.

Dessa synapser kan vara elektriska eller kemiska. Med andra ord, signalen som överförs från den första nervfibern (presynaptiska neuronen) till nästa neuron (postsynaptisk cell) överförs över synapsen av elektriska eller kemiska signaler.

Kemisk synaps

När signalen når axonterminalen triggar den den presynaptiska neuronen att frigöra kemikalier (neurotransmittorer) i gapet mellan de två cellerna. Denna klyfta kallas synaptisk klyfta.

Neurotransmittorer diffunderar över den synaptiska klyftan. Detta ämne interagerar med receptorer på membranet av postsynaptiska neuroner, vilket orsakar ett svar.

Kemiska synapser klassificeras enligt de neurotransmittorer de frigör:

• Glutamergic – frisättning av glutamin. De är vanligtvis stimulerande, vilket betyder att de är mer benägna att utlösa en aktionspotential.
• GABAergic – frisättning av GABA (gamma-aminosmörsyra). De är vanligtvis hämmande. Det vill säga, de minskar förmågan hos postsynaptiska neuroner att leda elektriska impulser.
• Kolinergisk – frisättning av acetylkolin. De finns mellan motorneuroner och muskelfibrer (neuromuskulära synapser).
• Adrenerg – frisättning av noradrenalin (adrenalin).

Elektrisk synaps

• Elektriska synapser är mindre vanliga, men finns i hela det centrala nervsystemet. I elektriska synapser förs de postsynaptiska och presynaptiska membranen mycket närmare varandra än i kemiska synapser, vilket innebär att de kan överföra elektriska strömmar direkt.
• Elektriska synapser fungerar mycket snabbare än kemiska synapser. De finns därför på platser där snabba åtgärder krävs, till exempel i defensiva reflexer.
• Kemiska synapser kan utlösa komplexa reaktioner. Men elektriska synapser kan bara ge enkla svar. Men till skillnad från kemiska synapser är elektriska synapser dubbelriktade - vilket innebär att information kan gå åt båda hållen.

Nervceller spelar en särskilt viktig roll för att reglera kroppens aktiviteter. Nästan all livsaktivitet är under kontroll av denna cell. Det är ett komplext nätverk av länkar, men det är rytmiskt och har en hög överföringshastighet. Det säkerställer att kroppen fungerar synkront och exakt.