Neuroner forklaret:struktur, funktion og typer

Det menneskelige nervesystem tjener en enkelt, men dybt kompleks funktion:at udveksle information med alle dele af kroppen og orkestrere konteksttilpassede reaktioner.

I modsætning til de fleste organsystemer er dens indre funktion kun synlig under et mikroskop. Mens hjernen og rygmarven kan værdsættes groft, afslører mikroskopiske detaljer et niveau af elegance og forviklinger, der trodser enkel beskrivelse.

Nervevæv er en af kroppens fire primære vævstyper - muskel-, epitel-, binde- og nervøs. Dens funktionelle enhed er neuronen , eller nervecelle.

Neuroner deler den grundlæggende eukaryote arkitektur af kerner, cytoplasma og organeller, men alligevel er de højt specialiserede og mangfoldige, både sammenlignet med celler fra andre systemer og indbyrdes.

Opdelinger af nervesystemet

Nervesystemet er traditionelt opdelt i centralnervesystemet (CNS), der omfatter hjernen og rygmarven og det perifere nervesystem (PNS), som omfatter alle andre komponenter.

På celleniveau er CNS og PNS opbygget af to hovedcelletyper:neuroner , de aktive signalbærende celler og glia , de støttende celler, der opretholder homeostase, giver isolering og former det neurale miljø.

Funktionelt deler nervesystemet sig i det somatiske (frivillig) og den autonome (ufrivillige) systemer. Den autonome gren splittes yderligere i den sympatiske og parasympatisk divisioner, der styrer henholdsvis "fight-or-flight" og genoprettende processer.

Struktur af et neuron

Neuroner er universelt sammensat af fire nøglestrukturer:cellekroppen (soma), forgrenede dendritter , et enkelt axon , og flere axonterminaler .

Opkaldt fra latin for "træ" stråler dendritter fra somaen for at modtage signaler fra andre neuroner. Axoner, ofte lange og slanke, bærer det integrerede budskab væk fra somaen mod målceller.

I sensoriske neuroner strækker det indledende dendritiske segment sig perifert til stimulusstedet, mens en central axon rager mod CNS. I motoriske neuroner er dendritten typisk placeret i CNS, og axonet bevæger sig udad til muskler eller kirtler.

Signalledningsstrukturer

Ud over disse kernedele har neuroner specialiserede tilpasninger, der accelererer elektrisk transmission.

myelinskeden , et lipidrigt isolerende lag produceret af Schwann-celler (PNS) eller oligodendrocytter (CNS), omslutter axoner. Indskudte huller—Knudepunkter for Ranvier —tillad hurtig saltholdig ledning af aktionspotentialer.

Afbrydelse af myelin ligger til grund for degenerative lidelser såsom multipel sklerose , hvor demyelinisering hæmmer neural signalering.

Kommunikation mellem neuroner og mellem neuroner og målvæv sker ved synapser . Et aktionspotentiale udløser frigivelsen af neurotransmittere fra axonterminalerne ind i den synaptiske kløft, hvor de binder receptorer på postsynaptiske dendritter.

Hvordan neuroner overfører information

Signaludbredelse er styret af aktionspotentialet, en alt-eller-intet elektrisk hændelse drevet af den kontrollerede strøm af natrium (Na⁺) og kalium (K⁺) ioner over membranen.

Natrium-kalium ATPase opretholder en højere Na⁺-koncentration uden for cellen og en højere K⁺-koncentration indeni, hvilket etablerer et hvilemembranpotentiale på cirka –70 mV.

Når en stimulus åbner spændingsstyrede Na⁺-kanaler, styrter Na⁺ ind og depolariserer membranen. Hurtig lukning af Na⁺-kanaler og åbning af K⁺-kanaler repolariserer derefter membranen og nulstiller den til det næste aktionspotentiale.

Typer af neuroner

• Motoriske neuroner (motoneuroner) driver frivillige og nogle autonome muskelsammentrækninger.
• Sanseneuroner overføre ekstern og intern sensorisk information til CNS.
• Interneuroner forbinde neuroner i CNS, modulere og integrere signaler.
• Specialiserede neuroner såsom Purkinje-celler og pyramideformede neuroner udføre unikke funktioner i lillehjernen og cortex.

Myelin og neural sundhed

I myeliniserede axoner springer aktionspotentialer fra knude til knude, og holder hastigheden samtidig med, at energien spares. Forkert afstand mellem noder kan enten forsinke ledning eller få signalet til at henfalde for tidligt.

Multipel sklerose, som anslår 2-3 millioner mennesker på verdensplan, er et eksempel på den ødelæggende virkning af myelintab. Selvom der ikke er nogen endelig kur, forbedrer sygdomsbehandling med kortikosteroider og sygdomsmodificerende behandlinger livskvaliteten og bremser udviklingen.