Neuron nebo nervová buňka je základním prvkem nervového systému. Jsou to neurony, které jsou odpovědné za to, že cítíme bolest, dokážeme tento text v tuto chvíli přečíst a díky nim je možné hýbat rukou, nohou nebo jakoukoli jinou částí těla. Složitá struktura a fyziologie neuronů umožňuje neuronům vykonávat takové nesmírně důležité funkce. Jak je tedy postavena nervová buňka a jaké jsou její funkce?
Obsah
- Neuron (nervová buňka): vývoj
- Neuron (nervová buňka): obecná struktura
- Neuron (nervová buňka): typy
- Neuron (nervová buňka): funkce
- Klidový a akční potenciál - přenos impulsů
- Depolarizace a hyperpolarizace
- Hypertenze - dieta
- Neuronové sítě
Neurony (nervové buňky) jsou kromě gliových buněk základními stavebními kameny nervového systému. Svět se začal učit o složité struktuře a funkcích nervových buněk hlavně po roce 1937 - tehdy JZ Young navrhl, aby se práce na vlastnostech neuronů prováděla na buňkách chobotnic (protože jsou mnohem větší než lidské buňky, všechny experimenty se na nich rozhodně provádějí). jednodušší).
V dnešní době je samozřejmě možné provádět výzkum i na nejmenších lidských buňkách, ale v té době zvířecí model významně přispěl k objevu fyziologie nervových buněk.
Neuron je základním stavebním kamenem nervového systému a složitost nervového systému závisí v podstatě na tom, kolik z těchto buněk je v těle.
Například hlístice testované v různých laboratořích mají pouze 300 neuronů.
Známá ovocná muška má rozhodně více nervových buněk, asi sto tisíc. Toto číslo není nic, pokud vezmete v úvahu, kolik neuronů má člověk - odhaduje se, že v lidském nervovém systému je jich několik miliard.
Neuron (nervová buňka): vývoj
Proces výroby nervových buněk je znám jako neurogeneze. Obecně platí, že ve vyvíjejícím se organismu (zejména během nitroděložního života) vznikají neurony z nervových kmenových buněk a výsledné nervové buňky poté obecně nepodstupují buněčné dělení.
V minulosti se věřilo, že po vývoji u lidí se vůbec nevytvářejí žádné nové nervové buňky. Takové přesvědčení naznačovalo, jak nebezpečné jsou všechny nemoci vedoucí ke ztrátě nervových buněk (hovoříme zde například o různých neurodegenerativních onemocněních).
Nyní je však známo, že v určitých oblastech mozku je možné vytvářet nové neurony i v dospělosti - tyto oblasti se ukázaly být hipokampus a čichová žárovka.
Neuron (nervová buňka): obecná struktura
Neuron lze rozdělit do tří částí, kterými jsou:
- tělo nervových buněk (perikaryon)
- dendrity (několikanásobné, obvykle malé výčnělky, vyčnívající z perikaryonu)
- axon (jediný dlouhý přívěsek vyčnívající z těla nervové buňky)
Tělo nervové buňky, stejně jako jeho další části, je pokryto buněčnou membránou. Obsahuje všechny základní buněčné organely, jako například:
- buněčné jádro
- ribozomy
- endoplazmatické retikulum (agregáty retikula s v něm bohatě rozptýlenými ribozomy se označují jako Nisselovy granule - jsou charakteristické pro nervové buňky a jsou v nich přítomny díky skutečnosti, že neurony produkují velké množství proteinů)
Dendrity jsou primárně zodpovědné za příjem informací proudících do nervové buňky. Na jejich koncích je mnoho synapsí. Na jedné nervové buňce může být jen několik dendritů a může jich mít tolik, že nakonec budou tvořit 90% celého povrchu daného neuronu.
Axon má na druhou stranu mnohem odlišnou strukturu. Jedná se o jediný přívěsek, který sahá od těla nervové buňky. Délka axonu může být extrémně odlišná - stejně jako některé z nich mají jen několik milimetrů, v lidském těle najdete axony mnohem více než metr dlouhé.
Úlohou axonu je přenášet signál přijatý dendrity do jiných nervových buněk. Některé z nich jsou pokryty speciálním obalem - nazývá se to myelinový obal a umožňuje mnohem rychlejší přenos nervových impulsů.
Těla nervových buněk se nacházejí v přísně definovaných strukturách nervového systému: jsou přítomna hlavně v centrálním nervovém systému a v periferním nervovém systému - nacházejí se také v tzv. ganglia. Shluky axonů, které pocházejí z mnoha různých nervových buněk a jsou pokryty vhodnými membránami, se zase nazývají nervy.
Neuron (nervová buňka): typy
Existuje alespoň několik rozdělení nervových buněk. Neurony lze rozdělit například kvůli jejich struktuře, kde se rozlišují následující:
- unipolární neurony: tak pojmenované, protože mají pouze jednu příponu
- bipolární neurony: nervové buňky, které mají jeden axon a jeden dendrit
- multipolární neurony: mají tři nebo mnoho dalších rozšíření
Další rozdělení neuronů je založeno na délce jejich axonů. V tomto případě jsou uvedeny následující:
- Projekční neurony: mají extrémně dlouhé axony, které jim umožňují vysílat impulsy do částí těla, dokonce velmi vzdálených od jejich perikaryonů
- neurony s krátkými axony: jejich úkolem je přenášet vzrušení pouze mezi nervovými buňkami umístěnými v jejich těsné blízkosti
Obvykle je však nejvhodnější rozdělení nervových buněk založeno na jejich funkci v těle. V tomto případě existují tři typy nervových buněk:
- motorické neurony (také známé jako odstředivé nebo eferentní): jsou odpovědné za odesílání impulsů z centrálního nervového systému do výkonných struktur, např. do svalů a žláz
- smyslové neurony (známé také jako dostředivé, aferentní): vnímají různé typy smyslových podnětů, vč. tepelně, hmatově nebo čichově a přenášet přijaté informace do struktur centrálního nervového systému
- asociativní neurony (také známé jako interneurony, zprostředkující neurony): jsou prostředníky mezi senzorickými a motorickými neurony, jejich úlohou je obecně přenášet informace mezi různými nervovými buňkami
Neurony lze také rozdělit kvůli způsobu, jakým vylučují neurotransmitery (tyto látky - které budou diskutovány později - jsou zodpovědné za možnost přenosu informací mezi neurony).
V tomto přístupu lze mimo jiné uvést:
- dopaminergní neurony (vylučující dopamin)
- cholinergní neurony (uvolňují acetylcholin)
- noradrenergní neurony (vylučují norepinefrin)
- serotonergní neurony (uvolňuje serotonin)
- GABAergní neurony (uvolňují GABA)
Neuron (nervová buňka): funkce
V zásadě byly základní funkce neuronu zmíněny dříve: tyto buňky jsou odpovědné za příjem a přenos nervových impulsů. Nedochází to však jako hluchý telefon, kde si buňky navzájem povídají, ale prostřednictvím komplikovaných procesů, na které se prostě vyplatí dívat.
Přenos impulsů mezi neurony je možný díky specifickým spojením mezi nimi - synapsemi. V lidském těle existují dva typy synapsí: elektrická (kterých je relativně málo) a chemická (dominantní, s čím souvisí neurotransmitery).
Synapse má tři části:
- presynaptické ukončení
- synaptická štěrbina
- postsynaptické ukončení
Presynaptický konec je místo, ze kterého se uvolňují neurotransmitery - jdou do synaptické štěrbiny. Tam se mohou vázat na receptory v postsynaptickém konci. Nakonec po stimulaci neurotransmitery může být spuštěna excitace a nakonec přenos informací z jedné nervové buňky do druhé.
Klidový a akční potenciál - přenos impulsů
Klidový a akční potenciál - přenos impulsů
Zde stojí za zmínku další jev související s přenosem signálů mezi nervovými buňkami - akční potenciál.
Ve skutečnosti, když je generován, začne se šířit podél axonu a může dosáhnout bodu, kde bude z jeho konce uvolněn neurotransmiter - což je presynaptický konec, díky kterému se excitace bude šířit dále.
Nervové buňky, které aktuálně neposílají žádné impulsy, tj. Jsou poněkud v klidu, mají tzv klidový potenciál - závisí na rozdílu v koncentracích různých kationtů mezi vnitřkem nervové buňky a vnějším prostředím.
Hlavními důvody tohoto rozdílu jsou kationty sodíku (Na +), draslíku (K +) a chloridu (Cl-).
Vnitřek neuronu je obecně negativně nabitý ve vztahu k jeho vnějšku - když k němu dojde excitační vlna, tato situace se změní a stane se mnohem pozitivněji nabitým.
Když náboj uvnitř neuronu dosáhne hodnoty známé jako prahový potenciál, spustí se buzení - impuls je „vystřelen“ po celé délce axonu.
Zde je třeba zdůraznit, že nervové buňky vysílají vždy stejný typ impulsu - bez ohledu na to, jak silná je jejich stimulace, vždy reagují stejnou silou (je dokonce uvedeno, že vysílají impulzy v souladu s principem „vše nebo nic“) ).
Depolarizace a hyperpolarizace
Neustále se zde zmiňuje, že když se neurotransmitery dostanou do nervové buňky pomocí synapsí, vede to k přenosu nervového impulsu. Samotný takový popis by však byl lež - neurotransmitery lze rozdělit na excitační a inhibiční dvěma způsoby.
První z nich ve skutečnosti vede k depolarizaci, která vede k přenosu informací mezi nervovými buňkami.
Existují však také inhibiční neurotransmitery, které - když se dostanou k neuronu - vedou k hyperpolarizaci (tj. Ke snížení potenciálu nervové buňky), což znamená, že neuron je mnohem méně schopný přenášet impulsy.
Na rozdíl od zdání je inhibice nervových buněk nesmírně důležitá - díky ní je možná regenerace nebo „odpočinek“ nervových buněk.
Neuronové sítě
Při diskusi o funkcích nervových buněk stojí za zmínku, že nejsou důležité jednotlivé neurony, ale celé jejich sítě. V lidském těle je výjimečně mnoho tzv neuronové sítě. Mohou zahrnovat například senzorický neuron, interneuron a motorický neuron. Pro ilustraci fungování takové sítě lze uvést příklad situace: náhodného dotyku rukou knotu hořící svíčky.
O tom, že jsme to udělali, informuje smyslový neuron - právě ten přijímá smyslové podněty spojené s vysokou teplotou. Přenáší informace dále - obvykle to dělá pomocí interneuronu, díky čemuž se zpráva o škodlivém stimulu dostává do struktur centrálního nervového systému. Tam je zpracován a nakonec - díky motorickému neuronu - je vyslán signál z příslušných svalů, což vede k tomu, že instinktivně stáhneme ruku ze zapáleného knotu.
Je zde popsán poměrně jednoduchý příklad neuronové sítě, ale pravděpodobně ukazuje, jak komplikovaný je vztah mezi jednotlivými neurony a proč jsou nervové buňky a jejich funkce tak důležité pro lidské fungování.
Prameny:
- Lodish H. et al., „Overview of Neuron Structure and Function,“, Molecular Cell Biology. 4. vydání, New York, 2000
- H. Krauss, P. Sosnowski (eds)., Základy fyziologie člověka, Wyd. Vědecká univerzita v Poznani, 2009, Poznaň, s. 258-274
- Struktura mozku
- Periferní nervový systém
- Mícha
