Neuroni eli hermosolu on hermoston perusosa. Neuronit ovat vastuussa siitä, että tunnemme kipua, voimmeko lukea tämän tekstin tällä hetkellä, ja niiden ansiosta on mahdollista liikuttaa kättä, jalkaa tai muuta kehon osaa. Tällaisten erittäin tärkeiden toimintojen suorittaminen on mahdollista neuronien monimutkaisen rakenteen ja fysiologian ansiosta. Joten miten hermosolu rakennetaan ja mitkä ovat sen toiminnot?
Sisällysluettelo
- Neuroni (hermosolu): kehitys
- Neuroni (hermosolu): yleinen rakenne
- Neuroni (hermosolu): tyypit
- Neuroni (hermosolu): toiminnot
- Lepo ja toimintapotentiaali - impulssin siirto
- Depolarisaatio ja hyperpolarisaatio
- Hypertensio - ruokavalio
- Neuroverkot
Neuronit (hermosolut) yhdessä gliasolujen kanssa ovat hermoston peruselementit. Maailma alkoi oppia hermosolujen monimutkaisesta rakenteesta ja toiminnoista lähinnä vuoden 1937 jälkeen - silloin JZ Young ehdotti, että hermosolujen ominaisuuksia koskeva työ tehdään kalmarisoluilla (koska ne ovat paljon suurempia kuin ihmissolut, kaikki kokeet tehdään ehdottomasti niille). helpompaa).
Nykyään on tietysti mahdollista tehdä tutkimuksia jopa pienimmistä ihmissoluista, mutta tuolloin eläinmalli edisti merkittävästi hermosolujen fysiologian löytämistä.
Neuroni on hermoston perusrakenne, ja tietyn hermoston monimutkaisuus riippuu olennaisesti siitä, kuinka monta näistä soluista on kehossa.
Esimerkiksi eri laboratorioissa testatuilla nematodeilla on vain 300 neuronia.
Tunnetulla hedelmäkärpällä on ehdottomasti enemmän hermosoluja, noin sata tuhatta. Tämä luku ei ole mikään, jos otat huomioon, kuinka monta hermosolua ihmisellä on - arvellaan, että niitä on useita miljardeja ihmisen hermostossa.
Neuroni (hermosolu): kehitys
Hermosolujen valmistusprosessi tunnetaan neurogeneesinä. Yleensä kehittyvässä organismissa (varsinkin kohdunsisäisen elämän aikana) neuronit syntyvät hermosoluista, ja tällöin syntyvät hermosolut eivät yleensä käy solujen jakautumisen jälkeenpäin.
Aiemmin uskottiin, että ihmisillä tapahtuneen kehityksen jälkeen uusia hermosoluja ei muodostunut ollenkaan. Tällainen vakaumus osoitti, kuinka vaaralliset ovat kaikki hermosolujen menetykseen johtavat sairaudet (puhumme täällä esimerkiksi erilaisista hermostoa rappeuttavista sairauksista).
Kuitenkin nyt tiedetään, että tietyillä aivojen alueilla on mahdollista luoda uusia hermosoluja jopa aikuisiässä - tällaiset alueet osoittautuivat hippokampus ja hajusipuli.
Neuroni (hermosolu): yleinen rakenne
Neuroni voidaan jakaa kolmeen osaan, jotka ovat:
- hermosolurunko (perikaryoni)
- dendriitit (useita, yleensä pieniä ulkonemia, jotka ulottuvat perikaryonista)
- aksoni (yksi, pitkä lisäosa, joka ulottuu hermosolun kehosta)
Hermosolun runko, kuten muutkin osat, on peitetty solukalvolla. Se sisältää kaikki solun perusorganellit, kuten:
- solun ydin
- ribosomit
- endoplasminen verkkokalvo (retikulumin aggregaatit, joissa on runsaasti hajallaan olevia ribosomeja, kutsutaan Nissel-rakeiksi - ne ovat ominaisia hermosoluille ja esiintyvät niissä johtuen siitä, että neuronit tuottavat paljon proteiineja)
Dendriitit ovat ensisijaisesti vastuussa hermosoluun virtaavan tiedon vastaanottamisesta. Niiden päissä on monia synapseja. Yhdessä hermosolussa voi olla vain muutama dendriitti, ja niitä voi olla niin paljon, että ne muodostavat lopulta 90% tietyn neuronin koko pinnasta.
Aksoni puolestaan on paljon erilainen rakenne. Se on yksi lisäosa, joka ulottuu hermosolun kehosta. Aksonin pituus voi olla äärimmäisen erilainen - aivan kuten jotkut niistä ovat vain muutamia millimetrejä, ihmiskehosta löytyy paljon yli metrin pituisia aksoneja.
Aksonin tehtävänä on välittää dendriittien vastaanottama signaali muille hermosoluille. Jotkut niistä on peitetty erityisellä vaipalla - sitä kutsutaan myeliinitupeksi, ja se mahdollistaa hermopulssien siirtymisen paljon nopeammin.
Hermosolurungot löytyvät tiukasti määritellyistä hermoston rakenteista: niitä esiintyy pääasiassa keskushermostossa ja ääreishermostossa - ne sijaitsevat myös ns. ganglia. Aksoniryhmiä, jotka tulevat monista eri hermosoluista ja jotka on peitetty sopivilla kalvoilla, kutsutaan puolestaan hermoiksi.
Neuroni (hermosolu): tyypit
Hermosoluissa on ainakin useita jakautumia. Neuronit voidaan jakaa esimerkiksi rakenteensa vuoksi, jolloin erotetaan seuraavat:
- unipolaariset hermosolut: niin nimetty, koska niillä on vain yksi laajennus
- bipolaariset hermosolut: hermosolut, joissa on yksi aksoni ja yksi dendriitti
- moninapaiset hermosolut: Näillä on kolme tai monia enemmän laajennuksia
Toinen neuronien jakautuminen perustuu niiden aksonien pituuteen. Tässä tapauksessa luetellaan seuraavat:
- Projisointineuronit: niillä on erittäin pitkät aksonit, joiden avulla ne voivat lähettää impulsseja kehon osiin, jopa hyvin kaukana perikaryoneistaan
- neuronit, joilla on lyhyet aksonit: niiden tehtävänä on välittää virityksiä vain hermosolujen välillä, jotka sijaitsevat niiden välittömässä läheisyydessä
Yleensä sopivin hermosolujen jakautuminen perustuu niiden toimintaan kehossa. Tässä tapauksessa hermosoluja on kolme tyyppiä:
- motoriset hermosolut (tunnetaan myös nimellä keskipako- tai efferentti): ne ovat vastuussa impulssien lähettämisestä keskushermostosta toimeenpanorakenteisiin, esim. lihaksiin ja rauhasiin
- aistien neuronit (tunnetaan myös nimellä centripetaalinen, afferentti): ne havaitsevat erityyppisiä aistien ärsykkeitä, ml. lämpö, kosketus tai haju ja välittää vastaanotetut tiedot keskushermoston rakenteisiin
- assosiatiiviset neuronit (tunnetaan myös nimellä interneuronit, välittäjäneuronit): ne ovat välittäjiä aistien ja motoristen neuronien välillä, niiden tehtävänä on yleensä välittää tietoa eri hermosolujen välillä
Neuronit voidaan jakaa myös sen vuoksi, miten ne erittävät välittäjäaineita (nämä aineet - joista keskustellaan myöhemmin - vastaavat mahdollisuudesta välittää tietoa neuronien välillä).
Tässä lähestymistavassa voidaan luetella muun muassa:
- dopaminergiset neuronit (erittävät dopamiinia)
- kolinergiset neuronit (vapauta asetyylikoliini)
- noradrenergiset neuronit (erittävät noradrenaliinia)
- serotonergiset hermosolut (vapauttaa serotoniinia)
- GABAergiset neuronit (vapauta GABA)
Neuroni (hermosolu): toiminnot
Pohjimmiltaan hermosolujen perustoiminnot on mainittu aiemmin: nämä solut ovat vastuussa hermoimpulssien vastaanottamisesta ja lähettämisestä. Se ei kuitenkaan tapahdu kuuroina puhelimina, joissa solut keskustelevat keskenään, vaan monimutkaisten prosessien kautta, jotka on yksinkertaisesti katsomisen arvoisia.
Impulssien siirtyminen hermosolujen välillä on mahdollista niiden välisten erityisten yhteyksien - synapsien - ansiosta. Ihmiskehossa on kahden tyyppisiä synapseja: sähköiset (joita on suhteellisen vähän) ja kemialliset (hallitsevat, näihin välittäjäaineet liittyvät).
Synapsiin kuuluu kolme osaa:
- presynaptinen lopetus
- synaptinen rako
- postsynaptinen lopetus
Presynaptinen pää on paikka, josta välittäjäaineet vapautuvat - ne menevät synaptiseen rakoon. Siellä ne voivat sitoutua postsynaptisen pään reseptoreihin. Viime kädessä, välittäjäaineilla tapahtuvan stimulaation jälkeen, viritys voidaan laukaista ja lopuksi tiedon siirtäminen hermosolusta toiseen.
Lepo ja toimintapotentiaali - impulssin siirto
Lepo ja toimintapotentiaali - impulssin siirto
Tässä on syytä mainita toinen ilmiö, joka liittyy signaalien välitykseen hermosolujen välillä - toimintapotentiaali.
Itse asiassa, kun se syntyy, se alkaa levitä aksonia pitkin ja se voi päästä pisteeseen, jossa hermovälittäjäaine vapautuu sen päästä - mikä on presynaptinen loppu, jonka ansiosta viritys leviää edelleen.
Hermosoluilla, jotka eivät tällä hetkellä lähetä impulsseja, ts. Ovat jonkin verran levossa, on ns lepopotentiaali - riippuu eri kationien pitoisuuksien erosta hermosolun sisäosan ja ulkoisen ympäristön välillä.
Tärkeimmät syyt tähän eroon ovat natrium (Na +), kalium (K +) ja kloridi (Cl-) kationit.
Yleensä hermosolun sisäpuoli on negatiivisesti varattu suhteessa sen ulkopuoleen - kun heräteaalto saavuttaa sen, tämä tilanne muuttuu ja siitä tulee paljon positiivisempi.
Kun neuronin sisällä oleva varaus saavuttaa kynnyspotentiaalina tunnetun arvon, herätys laukaistaan - impulssi "ammutaan" aksonin koko pituudelta.
Tässä yhteydessä on korostettava, että hermosolut lähettävät aina saman tyyppisen impulssin - riippumatta siitä, kuinka voimakas stimulaatio niihin on, ne reagoivat aina samalla voimalla (mainitaan jopa, että ne lähettävät impulsseja periaatteen "kaikki tai ei mitään" mukaisesti. ).
Depolarisaatio ja hyperpolarisaatio
Tässä mainitaan jatkuvasti, että kun välittäjäaineet saavuttavat hermosolun synapsien kautta, se johtaa hermoimpulssin siirtymiseen. Pelkkä tällainen kuvaus olisi kuitenkin valhe - hermovälittäjäaineet jaetaan kiihottaviksi ja estäviksi kahdella tavalla.
Ensimmäinen näistä johtaa depolarisoitumiseen, mikä johtaa tiedon siirtymiseen hermosolujen välillä.
On kuitenkin myös estäviä välittäjäaineita, jotka - saavuttaessaan hermosolun - johtavat hyperpolarisaatioon (ts. Alentavat hermosolun potentiaalia), mikä tarkoittaa, että hermosolusta tulee paljon vähemmän kykenevä siirtämään impulsseja.
Päinvastoin kuin näennäisesti, hermosolujen estäminen on erittäin tärkeää - sen ansiosta hermosolujen uusiutuminen tai "lepo" on mahdollista.
Neuroverkot
Kun keskustellaan hermosolujen toiminnoista, on syytä mainita tässä, että tärkeät eivät ole yksittäiset hermosolut, vaan niiden koko verkot. Ihmiskehossa on poikkeuksellisen paljon ns hermoverkot. Ne voivat sisältää esimerkiksi aistien neuronin, interneuronin ja motorisen neuronin. Tällaisen verkon toiminnan havainnollistamiseksi voidaan antaa esimerkkitilanne: vahingossa koskettaa kädellä palavan kynttilän sydäntä.
Aistien hermosolu kertoo siitä, että olemme tehneet sen - se vastaanottaa aistien ärsykkeitä, jotka liittyvät korkeaan lämpötilaan. Se välittää tietoa edelleen - se tekee sen yleensä interneuronin avulla, minkä ansiosta viesti haitallisesta ärsykkeestä saavuttaa keskushermoston rakenteet. Siellä se prosessoidaan, ja lopuksi - motorisen hermosolujen ansiosta - signaali lähetetään sopivista lihaksista, mikä johtaa siihen, että vetäytymme vaistomaisesti kädestä valaistusta sydämestä.
Tässä kuvataan melko yksinkertainen esimerkki hermoverkosta, mutta se osoittaa todennäköisesti kuinka monimutkainen yksittäisten hermosolujen suhde on ja miksi hermosolut ja niiden toiminta ovat niin tärkeitä ihmisen toiminnalle.
Lähteet:
- Lodish H. et ai., "Katsaus neuronin rakenteeseen ja toimintaan", Molecular Cell Biology. 4. painos, New York, 2000
- H. Krauss, P. Sosnowski (toim.)., Ihmisen fysiologian perusteet, Wyd. Poznańin tieteellinen yliopisto, 2009, Poznań, s.258-274
- Aivojen rakenne
- Perifeerinen hermosto
- Selkäydin
