Struktura neuronu

Przegląd

Neurony są głównym typem komórek w układzie nerwowym, które generują i przekazują sygnały elektrochemiczne. Przede wszystkim komunikują się ze sobą za pomocą neuroprzekaźników w określonych skrzyżowaniach zwanych synapsami. Neurony mają wiele kształtów, które często odnoszą się do ich funkcji, ale większość z nich ma trzy główne struktury: akson i dendryty, które wystają z ciała komórki.

Budowa i funkcja neuronów

W ciele komórki neuronalnej – somie – znajduje się jądro i organelle niezbędne do funkcjonowania komórki. Z korpusu komórki wystają cienkie struktury, które są wyspecjalizowane w odbieraniu i wysyłaniu sygnałów. Dendryty zazwyczaj odbierają sygnały, podczas gdy akson przekazuje sygnały do innych komórek, takich jak inne neurony lub komórki mięśniowe. Punkt, w którym neuron nawiązuje połączenie z inną komórką, nazywa się synapsą.

Neurony otrzymują dane wejściowe głównie na zakończeniach postsynaptycznych, które często znajdują się na kolcach – małych guzkach wystających z dendrytów. Te wyspecjalizowane struktury zawierają receptory dla neuroprzekaźników i innych sygnałów chemicznych. Dendryty są często silnie rozgałęzione, co pozwala niektórym neuronom odbierać dziesiątki tysięcy danych wejściowych. Neurony najczęściej odbierają sygnały w swoich dendrytach, ale mogą mieć również synapsy w innych obszarach, takich jak ciało komórki.

Sygnał odbierany w synapsach przemieszcza się w dół dendrytu do somy, gdzie komórka może go przetworzyć i określić, czy powinna wysłać wiadomość dalej, czy nie. Potencjał czynnościowy jest głównym sygnałem elektrycznym generowanym przez neurony. Przenosi informacje do następnej komórki. Po raz pierwszy jest generowany na wzgórku aksonu – skrzyżowaniu między somą a aksonem.

Aksony różnią się długością, ale mogą być dość długie. Na przykład niektóre rozciągają się od rdzenia kręgowego aż do stopy. Dłuższe aksony są zwykle owinięte tłuszczową osłonką mielinową, która izoluje akson, pomagając utrzymać sygnał elektryczny. Osłonka mielinowa jest tworzona przez glej – inny rodzaj komórek w układzie nerwowym. W mielinizowanych aksonach potencjał czynnościowy jest regenerowany w każdym węźle Ranviera – powtarzających się przerwach w mielinie – aż dotrze do końca na końcu aksonu lub zakończenia presynaptycznego.

Koniec presynaptyczny ma pęcherzyki, które zawierają pule neuroprzekaźników. Potencjały czynnościowe powodują, że pęcherzyki ulegają egzocytozie poprzez łączenie się z błoną komórkową i uwalnianie neuroprzekaźnika do szczeliny synaptycznej – przerwy między komórkami w synapsie. Różne neuroprzekaźniki mogą mieć różny wpływ na komórkę postsynaptyczną. Synapsa pobudzająca zwiększa szanse na zainicjowanie potencjału czynnościowego w komórce postsynaptycznej, podczas gdy synapsa hamująca zmniejsza szanse na potencjał czynnościowy.

Morfologia neuronów

Ogólny kształt neuronów – ich morfologia – może się znacznie różnić i często wiąże się z ich funkcją. Niektóre neurony mają kilka wyrostków dendrytycznych i pojedynczy akson, inne mają bardzo zawiłe altany dendrytyczne, podczas gdy inne mają aksony, które mogą rozciągać się na całą długość organizmu. Różnorodne morfologie są często używane do określenia typu neuronu. Liczba wejść – połączeń synaptycznych – może wpływać na to, jak komórka reaguje na sygnały. Dlatego morfologia dendrytów i liczba zawartych w nich synaps jest ważną cechą, która może określić typ neuronu. W obwodowym układzie nerwowym dendryty mogą również definiować pole recepcyjne komórki – fizyczną przestrzeń na ciele, na którą są wrażliwe.

Sztuka wizualizacji struktur neuronalnych

Hiszpański anatom Santiago Ramon y Cajal, pracujący pod koniec XIX i na początku XX wieku, był pionierem w śledzeniu pojedynczych neuronów i dostarczył fundamentalnych informacji na temat ich natury. Stworzył oszałamiające obrazy komórek, które nadal oferują znaczną ilość szczegółów. Korzystając z techniki barwienia opracowanej i nazwanej na cześć włoskiego biologa Camillo Golgiego, był w stanie prześledzić strukturę wielu różnych rodzajów komórek w mózgu. Naszkicował również niektóre z podstawowych połączeń obwodów neuronalnych – sieci neuronów, które są aktywowane razem w celu przetwarzania określonych informacji.