$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Neuronen zijn het belangrijkste type cel in het zenuwstelsel dat elektrochemische signalen genereert en verzendt. Ze communiceren voornamelijk met elkaar via neurotransmitters op specifieke kruispunten die synapsen worden genoemd. Neuronen zijn er in vele vormen die vaak verband houden met hun functie, maar de meeste delen drie hoofdstructuren: een axon en dendrieten die zich uitstrekken vanuit een cellichaam.
Structuur en functie van neuronen
Het neuronale cellichaam – de soma – herbergt de kern en organellen die van vitaal belang zijn voor de cellulaire functie. Vanaf het cellichaam strekken zich dunne structuren uit die gespecialiseerd zijn in het ontvangen en verzenden van signalen. Dendrieten ontvangen doorgaans signalen terwijl het axon de signalen doorgeeft aan andere cellen, zoals andere neuronen of spiercellen. Het punt waarop een neuron verbinding maakt met een andere cel wordt een synaps genoemd.
Neuronen ontvangen input voornamelijk op de postsynaptische terminals, die zich vaak op stekels bevinden: kleine bultjes die uit de dendrieten steken. Deze gespecialiseerde structuren bevatten receptoren voor neurotransmitters en andere chemische signalen. Dendrieten zijn vaak sterk vertakt, waardoor sommige neuronen tienduizenden inputs kunnen ontvangen. Neuronen ontvangen signalen meestal op hun dendrieten, maar ze kunnen ook synapsen hebben op andere gebieden, zoals in het cellichaam.
Het signaal dat bij de synapsen wordt ontvangen, gaat via de dendriet naar de soma, waar de cel het kan verwerken en kan bepalen of het bericht moet worden doorgestuurd of niet. Het actiepotentiaal is het belangrijkste elektrische signaal dat door neuronen wordt gegenereerd. Het draagt de informatie over naar de volgende cel. Het wordt voor het eerst gegenereerd op de axonheuvel, de kruising tussen de soma en de axon.
Axonen variëren in lengte, maar kunnen behoorlijk lang zijn. Sommige strekken zich bijvoorbeeld uit van het ruggenmerg helemaal tot aan de voet. Langere axonen zijn meestal gewikkeld in een vette myelineschede die de axon isoleert en helpt het elektrische signaal in stand te houden. De myelineschede wordt aangemaakt door glia, een ander type cel in het zenuwstelsel. In gemyeliniseerde axonen wordt het actiepotentiaal geregenereerd bij elk knooppunt van Ranvier (herhaalde gaten in de myeline) totdat het de terminal aan het uiteinde van de axon of presynaptische terminal bereikt.
De presynaptische terminal heeft blaasjes die pools van neurotransmitters bevatten. Actiepotentialen zorgen ervoor dat de blaasjes exocytose ondergaan door te fuseren met het celmembraan en neurotransmitters vrij te geven in de synaptische spleet – de opening tussen cellen bij een synaps. Verschillende neurotransmitters kunnen verschillende effecten hebben op de postsynaptische cel. Een exciterende synaps vergroot de kans op het initiëren van een actiepotentiaal op de postsynaptische cel, terwijl een remmende synaps de kans op een actiepotentiaal verkleint.
Neuronale morfologie
De algehele vorm van neuronen – hun morfologie – kan dramatisch variëren en heeft vaak betrekking op hun functie. Sommige neuronen hebben weinig dendritische processen en één axon; anderen hebben zeer ingewikkelde dendritische priëlen, terwijl andere axonen hebben die de lengte van het organisme kunnen overspannen. De diverse morfologieën worden vaak gebruikt om het type neuron te definiëren. Het aantal ingangen (synaptische verbindingen) kan beïnvloeden hoe een cel op signalen reageert. Daarom is de morfologie van de dendrieten, en het aantal synapsen dat ze bevatten, een belangrijk kenmerk dat het type neuron kan bepalen. In het perifere zenuwstelsel kunnen de dendrieten ook het receptieve veld van een cel definiëren: de fysieke ruimte op het lichaam waarvoor ze gevoelig zijn.
De kunst van het visualiseren van neuronale structuren
De Spaanse anatoom Santiago Ramon y Cajal, werkzaam aan het eind van de 19e en het begin van de 20e eeuw, was een pionier in het traceren van individuele neuronen en verschafte fundamentele inzichten in hun aard. Hij maakte verbluffende afbeeldingen van cellen die nog steeds veel details bieden. Met behulp van de kleurtechniek die is ontwikkeld en vernoemd naar de Italiaanse bioloog Camillo Golgi, kon hij de structuur van veel verschillende soorten cellen in de hersenen traceren. Hij schetste ook enkele basisverbindingen van neuronale circuits: netwerken van neuronen die samen worden geactiveerd om specifieke informatie te verwerken.
