Neuron – budowa komórki, anatomia neuronu, funkcje

Neurony są wyspecjalizowanymi komórkami, które odpowiadają za odbieranie, przetwarzanie i przekazywanie informacji w postaci impulsów nerwowych. Zrozumienie budowy i funkcjonowania neuronu jest kluczowe dla poznania złożoności i niezwykłych możliwości układu nerwowego.

Czym jest neuron?

To podstawowa jednostka strukturalna i funkcjonalna układu nerwowego. Stanowi fundament dla przetwarzania informacji w mózgu i układzie nerwowym, umożliwiając przekazywanie sygnałów elektrycznych i chemicznych pomiędzy komórkami.

Budowa neuronu

Charakteryzuje się złożoną strukturą, dostosowaną do pełnienia roli w przewodzeniu impulsów. Kluczowymi elementami są:

Ciało komórki. Stanowi jego centralną część. Zawiera jądro komórkowe, które jest odpowiedzialne za regulację procesów metabolicznych.

Dendryty. Rozgałęzione struktury wychodzące z ciała komórki, odbierają sygnały od innych neuronów. To tutaj zachodzi proces integracji sygnałów przychodzących od sąsiednich komórek.

Akson. Długi wypust neuronu, który przewodzi impulsy elektryczne z ciała komórki do zakończenia aksonu. Struktura ta jest pokryta osłonką mielinową, która poprawia szybkość przewodzenia impulsów.

Zakończenie Aksonu. Obszar, w którym neuron komunikuje się z innymi komórkami. Istnieją dwa główne rodzaje synaps: chemiczne, gdzie sygnał jest przekazywany za pomocą neurotransmiterów oraz elektryczne, gdzie impuls jest przekazywany bezpośrednio poprzez połączenia jonowe.

Synapsy. Pełnią kluczową rolę w komunikacji między neuronami o czym mówi praca z 2020 roku „Jak neurony kontrolują aktywność mózgu?”. Miejsce to umożliwia przekazywanie sygnałów z jednego na drugi. W synapsach chemicznych, neurotransmitery są uwalniane z zakończenia aksonu i wiążą się z receptorami na dendrytach komórki docelowej, co wywołuje odpowiedź elektryczną w tej komórce.

Transport aksonalny. Proces, dzięki któremu substancje chemiczne i struktury komórkowe są transportowane wzdłuż aksonu. Ten proces pozwala na dostarczanie niezbędnych składników od ciała komórki do zakończenia aksonu.

Rodzaje komórek nerwowych

W układzie nerwowym można wyróżnić kilka głównych rodzajów komórek, z których najważniejszymi są:

Neurony: podstawowe komórki nerwowe odpowiedzialne za przesyłanie sygnałów w formie impulsów elektrycznych.

Astrocyty: komórki glejowe pełniące funkcje podporowe dla neuronów. Biorą udział w utrzymaniu homeostazy chemicznej w mózgu, wspierają procesy metaboliczne neuronów i uczestniczą w formowaniu bariery krew-mózg.

Oligodendrocyty: odpowiedzialne są za produkcję osłonki mielinowej w ośrodkowym układzie nerwowym.

Mikroglej: komórki glejowe pełniące rolę odpornościowych w mózgu. Biorą udział w zwalczaniu infekcji i wspomagają procesy naprawcze w przypadku uszkodzeń.

Komórki ependymalne: Występują głównie w komorach mózgu i rdzenia kręgowego, gdzie produkują płyn mózgowo-rdzeniowy oraz biorą udział w utrzymaniu struktury i funkcji komór mózgu.

Inna kategoryzacja uwzględnia rodzaje neuronów w zależności od neuroprzekaźnika, czyli substancji umożliwiającej chemiczny transport informacji. Wśród nich znajdują się komórki nerwowe:

• Dopaminergiczne: Głównym neuroprzekaźnikiem jest dopamina.
• Cholinergiczne: Wykorzystują acetylocholinę.
• GABA-ergiczne: Związane z kwasem gamma-aminomasłowym (GABA).
• Noradrenergiczne: Używają noradrenaliny.
• Serotoninergiczne: Związane z serotoniną.
• Glutaminergiczne: Wykorzystują glutaminian.

Różnorodność tych komórek pozwala na skomplikowany system komunikacji i integracji w układzie nerwowym, umożliwiając nam funkcjonowanie, przetwarzanie informacji i reagowanie na otaczający nas świat.

Od impulsu, przez neuroprzekaźnik do działania

Proces przekazywania sygnałów w układzie nerwowym jest fascynującym i złożonym zjawiskiem, które umożliwia nam reagowanie na otaczający nas świat. Oto ścieżka, jaką przebywa pojedynczy sygnał.

• Generowanie impulsu nerwowego

Impuls nerwowy to szybka zmiana potencjału elektrycznego na błonie komórkowej neuronu. Ten proces zaczyna się, gdy odbiera on bodziec, co powoduje otwarcie kanałów jonowych i przemieszczanie się jonów przez błonę komórkową. Generowany jest potencjał czynnościowy, czyli impuls nerwowy, który przemieszcza się wzdłuż aksonu.

• Przewodzenie impulsu nerwowego

Następnie impuls przemieszcza się po aksonie, przekraczając w międzyczasie obszary z osłonką mielinową. Zwiększa ona szybkość jego przewodzenia, skracając czas potrzebny na jego przejście.

• Przekazywanie informacji w synapsie

Po dotarciu do zakończenia aksonu, impuls musi przekroczyć szczelinę synaptyczną, oddzielającą neuron przekazujący od odbierającego. W synapsie sygnał nie jest przekazywany elektrycznie, ale za pomocą neuroprzekaźników.

• Neuroprzekaźniki w działaniu

To substancje chemiczne, które umożliwiają przekazywanie sygnałów między neuronami w synapsie. Gdy impuls dociera do końca aksonu, wywołuje uwalnianie neuroprzekaźników z pęcherzyków synaptycznych. Te z kolei łączą się z receptorami na błonie komórkowej neuronu odbierającego, co powoduje zmiany potencjału elektrycznego i kontynuację sygnału.

• Efekt działania neuroprzekaźników

Mogą one wywoływać różne efekty w neuronie odbierającym, takie jak pobudzenie lub hamowanie. To zależy od rodzaju neuroprzekaźników i receptorów. Proces ten wpływa na to, czy i w jaki sposób impuls zostanie przekazany dalej.

• Działanie na poziomie komórkowym i całego organizmu

Ostatecznie, efekty neuroprzekaźników wpływają na funkcjonowanie komórek i układów nerwowych na różnych poziomach organizmu. To, czy dojdzie do konkretnej reakcji, zależy od kompleksowej interakcji wielu neuronów i ich skomplikowanych połączeń.

Proces przekazywania sygnałów od impulsu do działania jest niezwykle dynamicznym i skomplikowanym procesem, który umożliwia naszemu organizmowi interakcję z otaczającym nas środowiskiem. Zrozumienie tego procesu jest kluczowe dla pojęcia, jak funkcjonuje układ nerwowy i jak reagujemy na bodźce zewnętrzne.

Ile jest neuronów?

Liczba neuronów w ludzkim mózgu i układzie nerwowym człowieka szacuje się na około 86 – 100 miliardów.

Kto odkrył neurony?

Ich odkrycie jest związane z pracą Hiszpańskiego anatomopatologa Santiago Ramóna y Cajala oraz Włoskiego lekarza Camillo Golgiego w XIX wieku. Cajal za swoje badania na temat struktury neuronów otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii i medycyny w 1906 roku.

Z czego powstają neurony?

Powstają w procesie zwalniania komórek nerwowych zwanych neuroblastami. Ten proces nazywany jest neurogenezą. Neuroblasty to niezróżnicowane komórki, które mają zdolność do podziału komórkowego i różnicowania się w neurony. Neurogeneza zachodzi w trakcie rozwoju embrionalnego i może kontynuować się również w pewnych obszarach mózgu przez życie, zwłaszcza w obszarze hipokampu, związanej z pamięcią.

Jak odbudować neurony w mózgu?

Obecnie nie istnieje skuteczna metoda do pełnej odbudowy zniszczonych lub uszkodzonych neuronów w mózgu, są one komórkami o ograniczonej zdolności regeneracyjnej. Jednak istnieją badania nad terapiami komórkowymi i molekularnymi, które mają na celu wspieranie procesów naprawczych w mózgu. Piszą o nich Michalina Respondek i Ewa Buszman w pracy z 2015 „Regulacja procesu neurogenezy: czynniki wpływające na powstawanie nowych komórek nerwowych w mózgu dorosłych ssaków.” Ćwiczenia, zdrowa dieta, unikanie szkodliwych substancji, a także zdrowy styl życia mogą ogólnie wspomagać zdrowie mózgu i procesy regeneracyjne.