Neurón alebo nervová bunka je základným prvkom nervového systému. Sú to neuróny, ktoré sú zodpovedné za to, že cítime bolesť, dokážeme v súčasnosti čítať tento text a vďaka nim je možné hýbať rukou, nohou alebo inou časťou tela. Výkon týchto mimoriadne dôležitých funkcií je možný vďaka zložitej štruktúre a fyziológii neurónov. Ako je teda postavená nervová bunka a aké sú jej funkcie?
Obsah
- Neurón (nervová bunka): vývoj
- Neurón (nervová bunka): všeobecná štruktúra
- Neurón (nervová bunka): typy
- Neurón (nervová bunka): funkcie
- Pokojový a akčný potenciál - prenos impulzov
- Depolarizácia a hyperpolarizácia
- Hypertenzia - diéta
- Neurálne siete
Neuróny (nervové bunky) sú spolu s gliálnymi bunkami základnými stavebnými kameňmi nervového systému. Svet sa začal učiť o zložitej štruktúre a funkcii nervových buniek hlavne po roku 1937 - vtedy JZ Young navrhol, aby sa práce na vlastnostiach neurónov uskutočňovali na bunkách chobotníc (pretože sú oveľa väčšie ako ľudské bunky, všetky experimenty sa s nimi určite uskutočňujú). jednoduchšie).
V dnešnej dobe je samozrejme možné uskutočniť výskum aj na najmenších ľudských bunkách, ale v tom čase zvierací model významne prispel k objaveniu fyziológie nervových buniek.
Neurón je základnou stavebnou jednotkou nervového systému a zložitosť nervového systému závisí v podstate od toho, koľko z týchto buniek je v tele.
Napríklad nematódy, ktoré sú testované v rôznych laboratóriách, majú iba 300 neurónov.
Známa ovocná muška má rozhodne viac nervových buniek, asi stotisíc. Toto číslo nie je nič, pokiaľ vezmete do úvahy, koľko neurónov má človek - odhaduje sa, že ich je v ľudskom nervovom systéme niekoľko miliárd.
Neurón (nervová bunka): vývoj
Proces výroby nervových buniek je známy ako neurogenéza. Všeobecne platí, že v rozvíjajúcom sa organizme (najmä počas vnútromaternicového života) vznikajú neuróny z nervových kmeňových buniek a tie nervové bunky, ktoré vznikajú, už spravidla nepodliehajú deleniu buniek.
V minulosti sa verilo, že po vývoji u ľudí sa už vôbec netvoria nové nervové bunky. Takéto presvedčenie naznačovalo, aké nebezpečné sú všetky choroby vedúce k úbytku nervových buniek (hovoríme tu o rôznych neurodegeneratívnych ochoreniach).
Teraz je však známe, že v určitých oblastiach mozgu je možné vytvárať nové neuróny aj v dospelosti - ukázalo sa, že tieto oblasti sú hipokampus a čuchová cibuľka.
Neurón (nervová bunka): všeobecná štruktúra
Neurón možno rozdeliť do troch častí, ktoré sú:
- telo nervových buniek (perikaryon)
- dendrity (viacnásobné, zvyčajne malé výčnelky, vyčnievajúce z perikaryonu)
- axon (jediný, dlhý prívesok siahajúci od tela nervovej bunky)
Telo nervovej bunky je rovnako ako jeho ďalšie časti pokryté bunkovou membránou. Obsahuje všetky základné bunkové organely, ako napríklad:
- bunkové jadro
- ribozómy
- endoplazmatické retikulum (agregáty retikula s ribozómami, ktoré sú v ňom bohato rozptýlené, sa nazývajú Nisselove granule - sú charakteristické pre nervové bunky a sú v nich prítomné vďaka tomu, že neuróny produkujú veľa bielkovín)
Dendrity sú primárne zodpovedné za príjem informácií prúdiacich do nervovej bunky. Na ich koncoch je veľa synapsií. Na jednej nervovej bunke môže byť iba niekoľko dendritov a môže ich mať toľko, že nakoniec tvoria 90% celého povrchu daného neurónu.
Axon má na druhej strane oveľa inú štruktúru. Je to jediný prívesok, ktorý sa tiahne od tela nervovej bunky. Dĺžka axónu môže byť extrémne odlišná - rovnako ako niektoré z nich majú iba pár milimetrov, v ľudskom tele nájdete axóny dlhé aj viac ako meter.
Úlohou axónu je prenášať signál, ktorý dostali dendrity, do ďalších nervových buniek. Niektoré z nich sú pokryté špeciálnym obalom - nazýva sa to myelínový obal a umožňuje oveľa rýchlejší prenos nervových impulzov.
Telá nervových buniek sa nachádzajú v prísne definovaných štruktúrach nervového systému: sú prítomné hlavne v centrálnom nervovom systéme a v periférnom nervovom systéme - nachádzajú sa tiež v tzv. gangliá. Zhluky axónov, ktoré pochádzajú z mnohých rôznych nervových buniek a sú pokryté príslušnými membránami, sa zase nazývajú nervy.
Neurón (nervová bunka): typy
Existuje najmenej niekoľko rozdelení nervových buniek. Neuróny možno rozdeliť napríklad podľa ich štruktúry, kde sa rozlišujú tieto:
- unipolárne neuróny: tak pomenované, pretože majú iba jednu príponu
- bipolárne neuróny: nervové bunky, ktoré majú jeden axón a jeden dendrit
- multipolárne neuróny: majú tri alebo viac rozšírení
Ďalšie rozdelenie neurónov je založené na dĺžke ich axónov. V takom prípade sú uvedené nasledujúce položky:
- projekčné neuróny: majú mimoriadne dlhé axóny, ktoré im umožňujú vysielať impulzy do častí tela, dokonca aj veľmi vzdialených od ich perikaryónov
- neuróny s krátkymi axónmi: ich úlohou je prenášať excitácie iba medzi nervovými bunkami nachádzajúcimi sa v ich tesnej blízkosti
Zvyčajne je však najvhodnejšie rozdelenie nervových buniek založené na ich funkcii v tele. V tomto prípade existujú tri typy nervových buniek:
- motorické neuróny (tiež známe ako odstredivé alebo eferentné): sú zodpovedné za vysielanie impulzov z centrálneho nervového systému do výkonných štruktúr, napríklad do svalov a žliaz
- senzorické neuróny (tiež známe ako dostredivé, aferentné): vnímajú rôzne typy zmyslových podnetov, vč. tepelné, dotykové alebo čuchové a prenášajú prijaté informácie do štruktúr centrálneho nervového systému
- asociačné neuróny (tiež známe ako interneuróny, sprostredkujúce neuróny): sú sprostredkovateľmi medzi senzorickými a motorickými neurónmi, ich úlohou je všeobecne prenášať informácie medzi rôznymi nervovými bunkami
Neuróny možno rozdeliť aj kvôli spôsobu, akým vylučujú neurotransmitery (tieto látky - o ktorých sa bude hovoriť neskôr - sú zodpovedné za možnosť prenosu informácií medzi neurónmi).
V tomto prístupe je možné uviesť okrem iného:
- dopaminergné neuróny (vylučujúce dopamín)
- cholinergné neuróny (uvoľňujú acetylcholín)
- noradrenergné neuróny (vylučujú noradrenalín)
- serotonergné neuróny (uvoľňuje serotonín)
- GABAergické neuróny (uvoľňujú GABA)
Neurón (nervová bunka): funkcie
V zásade boli základné funkcie neurónu spomenuté už skôr: tieto bunky sú zodpovedné za príjem a prenos nervových impulzov. Neprebieha však ako hluchý telefón, kde sa bunky medzi sebou rozprávajú, ale prostredníctvom komplikovaných procesov, na ktoré sa jednoducho oplatí pozerať.
Prenos impulzov medzi neurónmi je možný vďaka špecifickým spojeniam medzi nimi - synapsiami. V ľudskom tele existujú dva typy synapsií: elektrická (ktorých je pomerne málo) a chemická (dominantná, s čím súvisia neurotransmitery).
Synapsia má tri časti:
- presynaptické ukončenie
- Synaptická štrbina
- postsynaptické ukončenie
Presynaptický koniec je miesto, z ktorého sa uvoľňujú neurotransmitery - smerujú do synaptickej štrbiny. Tam sa môžu viazať na receptory v postsynaptickom konci. Nakoniec po stimulácii neurotransmitermi môže dôjsť k spusteniu excitácie a nakoniec k prenosu informácií z jednej nervovej bunky do druhej.
Pokojový a akčný potenciál - prenos impulzov
Pokojový a akčný potenciál - prenos impulzov
Tu stojí za zmienku ďalší jav súvisiaci s prenosom signálov medzi nervovými bunkami - akčný potenciál.
V skutočnosti, keď sa vytvorí, začne sa šíriť pozdĺž axónu a môže to viesť k uvoľneniu neurotransmiteru z jeho konca - čo je presynaptický koniec - vďaka ktorému sa excitácia rozšíri ďalej.
Nervové bunky, ktoré v súčasnosti nevysielajú žiadne impulzy, t. J. Trochu odpočívajú, majú tzv pokojový potenciál - závisí od rozdielu v koncentráciách rôznych katiónov medzi vnútrom nervovej bunky a vonkajším prostredím.
Hlavnými dôvodmi tohto rozdielu sú katióny sodíka (Na +), draslíka (K +) a chloridu (Cl-).
Všeobecne je vnútro neurónu negatívne nabité vo vzťahu k jeho vonkajšku - keď k nemu dôjde excitačná vlna, táto situácia sa zmení a stane sa oveľa kladnejšie nabitým.
Keď náboj vo vnútri neurónu dosiahne hodnotu známu ako prahový potenciál, spustí sa excitácia - impulz sa „vystrelí“ po celej dĺžke axónu.
Tu treba zdôrazniť, že nervové bunky vysielajú vždy rovnaký typ impulzu - bez ohľadu na to, aká silná je stimulácia, ktorá sa k nim dostane, reagujú vždy rovnakou silou (uvádza sa dokonca, že vysielajú impulzy podľa zásady „všetko alebo nič“) ).
Depolarizácia a hyperpolarizácia
Neustále sa tu hovorí o tom, že keď sa neurotransmitery dostanú do nervovej bunky prostredníctvom synapsií, vedie to k prenosu nervového impulzu. Samotný takýto popis by však bol klamstvom - neurotransmitery sa delia na excitačné a inhibičné dvoma spôsobmi.
Prvý z nich skutočne vedie k depolarizácii, ktorej výsledkom je prenos informácií medzi nervovými bunkami.
Existujú však aj inhibičné neurotransmitery, ktoré - keď sa dostanú do neurónu - vedú k hyperpolarizácii (t. J. Zníženiu potenciálu nervovej bunky), čo znamená, že neurón je oveľa menej schopný prenášať impulzy.
Oproti zdaniu je inhibícia nervových buniek mimoriadne dôležitá - práve vďaka nej je možná regenerácia alebo „odpočinok“ nervových buniek.
Neurálne siete
Pri diskusii o funkciách nervových buniek stojí za zmienku tu, že nie sú dôležité jednotlivé neuróny, ale celé ich siete. V ľudskom tele je výnimočne veľa tzv neurálne siete. Môžu zahrnovať napríklad senzorický neurón, interneurón a motorický neurón. Na ilustráciu fungovania takejto siete je možné uviesť príklad: neúmyselné dotknutie sa rukou knôtu horiacej sviečky.
O tom, že sme to urobili, informuje senzorický neurón - práve ten prijíma senzorické stimuly spojené s vysokou teplotou. Prenáša informácie ďalej - zvyčajne to robí pomocou interneurónu, vďaka čomu sa správa o škodlivom stimule dostane do štruktúr centrálneho nervového systému. Tam sa spracuje a nakoniec - vďaka motorickému neurónu - sa vyšle signál z príslušných svalov, čo vedie k tomu, že inštinktívne stiahneme ruku zo zapáleného knôtu.
Je tu opísaný celkom jednoduchý príklad neurónovej siete, ktorý však pravdepodobne ukazuje, aký komplikovaný je vzťah medzi jednotlivými neurónmi a prečo sú nervové bunky a ich funkcia pre ľudské fungovanie také dôležité.
Zdroje:
- Lodish H. a kol., „Overview of Neuron Structure and Function“, „Molecular Cell Biology. 4. vydanie, New York, 2000
- H. Krauss, P. Sosnowski (eds)., Základy ľudskej fyziológie, Wyd. Vedecká univerzita v Poznani, 2009, Poznaň, s. 258-274
- Štruktúra mozgu
- Periférny nervový systém
- Miecha
