Neuron, odnosno živčana stanica, osnovni je element živčanog sustava. Neuroni su odgovorni za to što osjećamo bol, možemo li trenutno pročitati ovaj tekst, a zahvaljujući njima moguće je pokretati ruku, nogu ili bilo koji drugi dio tijela. Izvođenje takvih izuzetno važnih funkcija moguće je zahvaljujući složenoj strukturi i fiziologiji neurona. Pa kako je izgrađena živčana stanica i koje su njene funkcije?
Sadržaj
- Neuron (živčana stanica): razvoj
- Neuron (živčana stanica): opća građa
- Neuron (živčana stanica): vrste
- Neuron (živčana stanica): funkcije
- Počinak mirovanja i djelovanja - prijenos impulsa
- Depolarizacija i hiperpolarizacija
- Hipertenzija - dijeta
- Neuronske mreže
Neuroni (živčane stanice), osim glija stanica, osnovni su građevni blokovi živčanog sustava. Svijet je počeo učiti o kompliciranoj strukturi i funkcijama živčanih stanica uglavnom nakon 1937. godine - tada je JZ Young predložio da se na stanicama liganja izvode radovi na svojstvima neurona (budući da su oni mnogo veći od ljudskih stanica, na njima se definitivno provode svi pokusi). lakše).
U današnje je vrijeme moguće provesti istraživanje čak i na najmanjim ljudskim stanicama, ali u to je vrijeme životinjski model značajno pridonio otkriću fiziologije živčanih stanica.
Neuron je osnovni gradivni blok živčanog sustava, a složenost živčanog sustava bitno ovisi o tome koliko je tih stanica u tijelu.
Na primjer, nematode koje se ispituju u različitim laboratorijima imaju samo 300 neurona.
Poznata voćna muha ima definitivno više živčanih stanica, oko sto tisuća. Ovaj broj nije ništa ako se uzme u obzir koliko čovjek ima neurona - procjenjuje se da ih u ljudskom živčanom sustavu ima nekoliko milijardi.
Neuron (živčana stanica): razvoj
Proces stvaranja živčanih stanica poznat je pod nazivom neurogeneza. Općenito, u organizmu u razvoju (posebno tijekom intrauterinog života) neuroni nastaju iz živčanih matičnih stanica, a one živčane stanice koje tada nastaju uglavnom više ne podvrgavaju staničnoj diobi.
U prošlosti se vjerovalo da nakon razvoja kod ljudi uopće nisu nastale nove živčane stanice. Takvo je uvjerenje ukazivalo na opasnost svih bolesti koje dovode do gubitka živčanih stanica (ovdje govorimo, na primjer, o raznim neurodegenerativnim bolestima).
Međutim, sada je poznato da je u određenim dijelovima mozga moguće stvoriti nove neurone čak i u odrasloj dobi - pokazalo se da su takva područja hipokampus i njušnu žarulju.
Neuron (živčana stanica): opća građa
Neuron se može podijeliti u tri dijela, a to su:
- tijelo živčanih stanica (perikarion)
- dendriti (višestruke, obično male izbočine, protežu se od perikariona)
- akson (jedan, dugačak dodatak koji se proteže od tijela živčane stanice)
Tijelo živčane stanice, poput ostalih njezinih dijelova, prekriveno je staničnom membranom. Sadrži sve osnovne stanične organele, kao što su:
- stanična jezgra
- ribosomi
- endoplazmatski retikulum (agregati retikuluma s bogato raspršenim ribosomima u njemu nazivaju se Nissel granulama - karakteristični su za živčane stanice i prisutni su u njima zbog činjenice da neuroni proizvode puno bjelančevina)
Dendriti su prvenstveno odgovorni za primanje informacija koje teku do živčane stanice. Na njihovim krajevima ima mnogo sinapsi. Na jednoj živčanoj stanici može biti samo nekoliko dendrita, a može ih imati toliko da će na kraju činiti do 90% cijele površine određenog neurona.
Akson je, s druge strane, znatno drugačije strukture. To je jedan dodatak koji se proteže od tijela živčane stanice. Duljina aksona može biti krajnje različita - baš kao što su neki od njih samo nekoliko milimetara, u ljudskom tijelu možete pronaći aksone duge i više od metra.
Uloga aksona je prenositi signal koji su primili dendriti drugim živčanim stanicama. Neki od njih su prekriveni posebnom ovojnicom - naziva se mijelinska ovojnica i omogućuje mnogo brži prijenos živčanih impulsa.
Tijela živčanih stanica mogu se naći u strogo definiranim strukturama živčanog sustava: uglavnom su prisutna u središnjem živčanom sustavu, a u perifernom živčanom sustavu - nalaze se i u tzv. ganglije. Skupine aksona iz mnogih različitih živčanih stanica, prekrivene odgovarajućim membranama, zauzvrat se nazivaju živci.
Neuron (živčana stanica): vrste
Postoji barem nekoliko podjela živčanih stanica. Neuroni se mogu podijeliti, na primjer, zbog njihove strukture, pri čemu se razlikuju:
- unipolarni neuroni: nazvani tako jer imaju samo jedan nastavak
- bipolarni neuroni: živčane stanice koje imaju jedan akson i jedan dendrit
- multipolarni neuroni: imaju tri ili mnogo više nastavaka
Druga podjela neurona temelji se na duljini njihovih aksona. U ovom su slučaju navedeni sljedeći podaci:
- Projekcijski neuroni: imaju izuzetno dugačke aksone koji im omogućuju slanje impulsa na dijelove tijela, čak i vrlo udaljene od njihovih perikariona.
- neuroni s kratkim aksonima: njihov je zadatak prenositi pobude samo između živčanih stanica koje se nalaze u njihovoj neposrednoj blizini
Međutim, najčešće se najprikladnija podjela živčanih stanica temelji na njihovoj funkciji u tijelu. U ovom slučaju postoje tri vrste živčanih stanica:
- motorički neuroni (poznati i kao centrifugalni ili eferentni): odgovorni su za slanje impulsa iz središnjeg živčanog sustava u izvršne strukture, npr. u mišiće i žlijezde
- osjetni neuroni (poznati i kao centripetalni, aferentni): opažaju različite vrste osjetnih podražaja, uklj. toplinski, dodir ili miris i primljene informacije prenose u strukture središnjeg živčanog sustava
- asocijativni neuroni (poznati i kao interneuroni, posrednički neuroni): oni su posrednici između osjetnih i motornih neurona, čija je uloga općenito prijenos podataka između različitih živčanih stanica
Neuroni se također mogu podijeliti zbog načina na koji luče neurotransmitere (te su tvari - o kojima će biti riječi kasnije - odgovorne za mogućnost prijenosa informacija između neurona).
U ovom pristupu, između ostalih, mogu se navesti:
- dopaminergični neuroni (koji luče dopamin)
- holinergični neuroni (oslobađaju acetilkolin)
- noradrenergični neuroni (luče noradrenalin)
- serotonergični neuroni (oslobađa serotonin)
- GABAergijski neuroni (oslobađaju GABA)
Neuron (živčana stanica): funkcije
U osnovi, ranije su spomenute osnovne funkcije neurona: ove su stanice odgovorne za primanje i prijenos živčanih impulsa. Međutim, to se ne događa kao gluhi telefon, gdje stanice međusobno razgovaraju, već kroz komplicirane procese koje jednostavno vrijedi pogledati.
Prijenos impulsa između neurona moguć je zahvaljujući specifičnim vezama između njih - sinapsama. Postoje dvije vrste sinapsi u ljudskom tijelu: električne (kojih je relativno malo) i kemijske (dominantne, s tim su povezani neurotransmiteri).
Tri su dijela sinapse:
- presinaptički prekid
- sinaptičke pukotine
- postsinaptički završetak
Presinaptički kraj je mjesto s kojeg se oslobađaju neurotransmiteri - oni odlaze u sinaptički rascjep. Tamo se mogu vezati za receptore u postsinaptičkom terminalu. U konačnici, nakon stimuliranja neurotransmitera, može se pokrenuti pobuda i na kraju prijenos informacija iz jedne u drugu živčanu stanicu.
Počinak mirovanja i djelovanja - prijenos impulsa
Počinak mirovanja i djelovanja - prijenos impulsa
Ovdje vrijedi spomenuti još jedan fenomen vezan uz prijenos signala između živčanih stanica - akcijski potencijal.
Zapravo, kada se generira, počinje se širiti duž aksona i može dovesti do oslobađanja neurotransmitera s njegovog kraja - a to je presinaptički završetak - zahvaljujući kojem će se pobuda dalje širiti.
Živčane stanice koje trenutno ne šalju nikakve impulse, tj. Donekle se odmaraju, imaju tzv potencijal mirovanja - ovisi o razlici u koncentraciji različitih kationa između unutrašnjosti živčane stanice i vanjske okoline.
Glavni razlozi ove razlike su kationi natrija (Na +), kalija (K +) i klorida (Cl-).
Općenito, unutrašnjost neurona je negativno nabijena u odnosu na njegovu vanjsku stranu - kad ga pobudni val dosegne, ta se situacija mijenja i on postaje puno pozitivnije nabijen.
Kad naboj unutar neurona dosegne vrijednost poznatu kao prag potencijala, aktivira se pobuda - impuls se "ispaljuje" cijelom dužinom aksona.
Ovdje treba naglasiti da živčane stanice uvijek šalju isti tip impulsa - bez obzira na to koliko je snažna stimulacija koja do njih dolazi, one uvijek reagiraju jednakom snagom (čak se spominje da impulse šalju u skladu s principom "sve ili ništa" ).
Depolarizacija i hiperpolarizacija
Ovdje se stalno spominje da kada neurotransmiteri dođu do živčane stanice putem sinapsi, to rezultira prijenosom živčanog impulsa. Međutim, samo takav opis bio bi laž - neurotransmiteri se na dva načina dijele na ekscitacijski i inhibitorni.
Prva od njih zapravo dovodi do depolarizacije, što rezultira prijenosom podataka između živčanih stanica.
Međutim, postoje i inhibitorni neurotransmiteri koji - kad dođu do neurona - dovode do hiperpolarizacije (tj. Smanjenja potencijala živčane stanice), što znači da neuron postaje mnogo manje sposoban za prijenos impulsa.
Suprotno izgledu, inhibicija živčanih stanica izuzetno je važna - zahvaljujući njoj je moguća regeneracija ili "odmor" živčanih stanica.
Neuronske mreže
Kad se raspravlja o funkcijama živčanih stanica, ovdje je vrijedno spomenuti da nisu važni pojedinačni neuroni, već cijele njihove mreže. U ljudskom tijelu postoji izuzetno mnogo tzv neuronske mreže. Oni mogu uključivati, na primjer, osjetni neuron, interneuron i motorni neuron. Da bi se ilustrirao rad takve mreže, može se dati primjer situacije: slučajno dodirivanje rukom fitilja zapaljene svijeće.
Činjenicu da smo to učinili obavještava osjetni neuron - on prima senzorne podražaje povezane s visokom temperaturom. Dalje prenosi informacije - obično to čini uz pomoć interneurona, zahvaljujući kojem poruka o štetnom podražaju dopire do struktura središnjeg živčanog sustava. Tamo se obrađuje, a na kraju - zahvaljujući motornom neuronu - šalje se signal iz odgovarajućih mišića, što dovodi do činjenice da instinktivno povlačimo ruku iz upaljenog fitilja.
Ovdje je opisan prilično jednostavan primjer neuronske mreže, ali vjerojatno pokazuje koliko je kompliciran odnos između pojedinih neurona i zašto su živčane stanice i njihova funkcija toliko važni za ljudsko funkcioniranje.
Izvori:
- Lodish H. i sur., "Pregled strukture i funkcije neurona", Molekularna biologija stanica. 4. izdanje, New York, 2000
- H. Krauss, P. Sosnowski (ur.), Osnove fiziologije čovjeka, Wyd. Znanstveno sveučilište u Poznanju, 2009., Poznań, str. 258-274
- Građa mozga
- Periferni živčani sustav
- Leđna moždina
