Struktura neuronů

Neurony jsou ústředními stavebními prvky nervové soustavy, kterých je při narození 100 miliard. Stejně jako všechny buňky se neurony skládají z několika různých částí, z nichž každá plní specializovanou funkci (obrázek 1). Vnější povrch neuronu tvoří polopropustná membrána. Tato membrána umožňuje průchod menším molekulám a molekulám bez elektrického náboje, zatímco větší nebo vysoce nabité molekuly zastavuje.

Obrázek 1. Membrána umožňuje průchod menším molekulám a molekulám bez elektrického náboje. Obrázek ukazuje prototyp neuronu, který je myelinizován.

Jádro neuronu se nachází v somě neboli buněčném těle. Soma má větvící se rozšíření známá jako dendrity. Neuron je malý procesor informací a dendrity slouží jako vstupní místa, kde jsou přijímány signály z jiných neuronů. Tyto signály jsou elektricky přenášeny přes soma a dolů po hlavním prodloužení od soma známém jako axon, který je zakončen několika koncovými knoflíky. Terminální knoflíky obsahují synaptické vezikuly, v nichž se nacházejí neurotransmitery, chemičtí poslové nervového systému.

Axony jsou dlouhé od zlomku palce až po několik stop. V některých axonech tvoří gliové buňky tukovou látku známou jako myelinová pochva, která obaluje axon a působí jako izolátor, čímž zvyšuje rychlost šíření signálu. Myelinová pochva má zásadní význam pro normální fungování neuronů v nervovém systému: ztráta izolace, kterou poskytuje, může být pro normální funkci škodlivá. Abychom pochopili, jak to funguje, uveďme si příklad. Roztroušená skleróza (RS), autoimunitní onemocnění, zahrnuje rozsáhlou ztrátu myelinové pochvy na axonech v celém nervovém systému. Výsledné rušení elektrického signálu brání rychlému přenosu informací neurony a může vést k řadě příznaků, jako jsou závratě, únava, ztráta motorické kontroly a sexuální dysfunkce. I když některé léčebné postupy mohou pomoci upravit průběh onemocnění a zvládnout některé příznaky, v současné době není znám žádný lék na roztroušenou sklerózu.

U zdravých jedinců se neuronální signál rychle pohybuje po axonu až k terminálním knoflíkům, kde synaptické vezikuly uvolňují neurotransmitery do synapse (obr. 2). Synapse je velmi malý prostor mezi dvěma neurony a je důležitým místem, kde dochází ke komunikaci mezi neurony. Jakmile jsou neurotransmitery uvolněny do synapse, putují přes malý prostor a vážou se s odpovídajícími receptory na dendritu sousedního neuronu. Receptory, bílkoviny na povrchu buněk, na které se neurotransmitery připojují, mají různý tvar, přičemž různé tvary „odpovídají“ různým neurotransmiterům.

Jak neurotransmiter „ví“, na který receptor se má navázat? Neurotransmiter a receptor mají tzv. vztah zámku a klíče – specifické neurotransmitery se hodí ke specifickým receptorům podobně, jako se klíč hodí k zámku. Neurotransmiter se váže na jakýkoli receptor, na který se hodí.

Obrázek 2: Jak se neurotransmiter váže? (a) Synapse je prostor mezi koncovým knoflíkem jednoho neuronu a dendritem jiného neuronu. (b) Na tomto pseudobarevném snímku ze skenovacího elektronového mikroskopu byl terminální knoflík (zelený) otevřen, aby se odhalily synaptické vezikuly (oranžové a modré) uvnitř. Každý vezikul obsahuje asi 10 000 molekul neurotransmiteru. (credit b: modifikace práce Tiny Carvalho, NIH-NIGMS; data s měřítkem od Matta Russella)

.