A neuronok felépítése

A neuronok az idegrendszer központi építőkövei, amelyek születéskor 100 milliárd darabból állnak. Mint minden sejt, a neuronok is több különböző részből állnak, amelyek mindegyike speciális funkciót lát el (1. ábra). A neuron külső felszínét egy félig áteresztő membrán alkotja. Ez a membrán átengedi a kisebb molekulákat és az elektromos töltés nélküli molekulákat, míg a nagyobb vagy erősen töltött molekulákat megállítja.

1. ábra. Ez az ábra egy prototípusos neuront ábrázol, amely éppen myelinizálódik.

A neuron magja a szomában, vagyis a sejttestben található. A szóma elágazó nyúlványokkal, úgynevezett dendritekkel rendelkezik. A neuron egy kis információfeldolgozó, a dendritek pedig bemeneti helyként szolgálnak, ahol más neuronoktól jeleket kapnak. Ezek a jelek elektromosan továbbítódnak a szomán keresztül és a szomából kiinduló nagyobb nyúlványon, az axonon keresztül, amely több véggombban végződik. A terminális gombok szinaptikus vezikulákat tartalmaznak, amelyekben neurotranszmitterek, az idegrendszer kémiai hírvivői találhatók.

Axonok hossza a hüvelyk töredékétől a több láb hosszúságig terjed. Egyes axonokban a gliasejtek egy myelinhüvelynek nevezett zsíros anyagot képeznek, amely bevonja az axont, és szigetelőanyagként működik, növelve a jelek terjedési sebességét. A mielinhüvely létfontosságú az idegrendszeren belüli neuronok normális működéséhez: az általa biztosított szigetelés elvesztése károsan hathat a normális működésre. Hogy megértsük, hogyan működik ez, nézzünk egy példát. A szklerózis multiplex (MS), egy autoimmun betegség, az egész idegrendszerben az axonok myelinhüvelyének nagymértékű elvesztésével jár. Az elektromos jelek ebből eredő zavara megakadályozza a neuronok gyors információátvitelét, és számos tünethez vezethet, például szédüléshez, fáradtsághoz, a motoros kontroll elvesztéséhez és szexuális zavarokhoz. Bár egyes kezelések segíthetnek a betegség lefolyásának módosításában és bizonyos tünetek kezelésében, a szklerózis multiplexnek jelenleg nincs ismert gyógymódja.

Az egészséges egyéneknél a neuronális jel gyorsan halad lefelé az axonon a véggombokig, ahol a szinaptikus vezikulák neurotranszmittereket szabadítanak fel a szinapszisba (2. ábra). A szinapszis egy nagyon kis tér két neuron között, és fontos hely, ahol a neuronok közötti kommunikáció zajlik. Miután neurotranszmitterek szabadulnak fel a szinapszisba, átutaznak a kis téren, és a szomszédos neuron dendritjén lévő megfelelő receptorokhoz kötődnek. A receptorok, a sejtfelszínen lévő fehérjék, amelyekhez a neurotranszmitterek kötődnek, különböző alakúak, és különböző formájúak “illeszkednek” a különböző neurotranszmitterekhez.

Hogyan “tudja” egy neurotranszmitter, hogy melyik receptorhoz kell kötődnie? A neurotranszmitter és a receptor között úgynevezett kulcs-lakat kapcsolat van – a specifikus neurotranszmitterek specifikus receptorokhoz illeszkednek, hasonlóan ahhoz, ahogyan egy kulcs illik egy zárhoz. A neurotranszmitter minden olyan receptorhoz kötődik, amelyikhez illik.

2. ábra. (a) A szinapszis az egyik neuron véggombja és egy másik neuron dendritje közötti tér. (b) Ezen a pásztázó elektronmikroszkópból származó álszínezett képen egy terminális gombot (zöld) nyitottak fel, hogy láthatóvá váljanak a benne lévő szinaptikus vezikulák (narancssárga és kék). Minden egyes vezikulum körülbelül 10 000 neurotranszmitter molekulát tartalmaz. (credit b: Tina Carvalho, NIH-NIGMS munkájának módosítása; a méretarányos adatok Matt Russelltől származnak)