Struktura neuronów

Neurony są centralnym budulcem układu nerwowego, 100 miliardów w momencie narodzin. Jak wszystkie komórki, neurony składają się z kilku różnych części, z których każda pełni wyspecjalizowaną funkcję (Rysunek 1). Zewnętrzna powierzchnia neuronu jest zbudowana z półprzepuszczalnej błony. Błona ta umożliwia przejście przez nią mniejszym cząsteczkom i cząsteczkom bez ładunku elektrycznego, natomiast zatrzymuje większe lub silnie naładowane cząsteczki.

Rysunek 1. Ilustracja przedstawia prototypowy neuron, który jest mielinizowany.

Jądro neuronu znajduje się w somie, czyli ciele komórkowym. Soma ma rozgałęziające się rozszerzenia znane jako dendryty. Neuron jest małym procesorem informacji, a dendryty służą jako miejsca wejściowe, gdzie sygnały są odbierane z innych neuronów. Sygnały te są przekazywane elektrycznie w poprzek somy i w dół głównego przedłużenia somy, zwanego aksonem, który kończy się na wielu terminalnych guzkach. Guziki końcowe zawierają pęcherzyki synaptyczne, które mieszczą neuroprzekaźniki, chemicznych posłańców układu nerwowego.

Aksony mają długość od ułamka cala do kilku stóp. W niektórych aksonach, komórki glejowe tworzą substancję tłuszczową znaną jako otoczka mielinowa, która pokrywa akson i działa jak izolator, zwiększając prędkość, z jaką podróżuje sygnał. Otoczka mielinowa ma kluczowe znaczenie dla normalnego funkcjonowania neuronów w układzie nerwowym: utrata izolacji, którą zapewnia, może być szkodliwa dla normalnego funkcjonowania. Aby zrozumieć, jak to działa, weźmy pod uwagę przykład. Stwardnienie rozsiane (SM), choroba autoimmunologiczna, wiąże się z utratą na dużą skalę osłonki mielinowej na aksonach w całym układzie nerwowym. Wynikające z tego zakłócenia sygnału elektrycznego uniemożliwiają szybkie przekazywanie informacji przez neurony i mogą prowadzić do wielu objawów, takich jak zawroty głowy, zmęczenie, utrata kontroli motorycznej i zaburzenia funkcji seksualnych. Podczas gdy niektóre metody leczenia mogą pomóc w modyfikacji przebiegu choroby i opanowaniu niektórych objawów, obecnie nie jest znane żadne lekarstwo na stwardnienie rozsiane.

W zdrowych osobach sygnał neuronowy szybko przemieszcza się w dół aksonu do przycisków końcowych, gdzie pęcherzyki synaptyczne uwalniają neuroprzekaźniki do synapsy (rysunek 2). Synapsa jest bardzo małą przestrzenią między dwoma neuronami i jest ważnym miejscem, w którym zachodzi komunikacja między neuronami. Po uwolnieniu neuroprzekaźników do synapsy, przemieszczają się one przez małą przestrzeń i wiążą się z odpowiednimi receptorami na dendrycie sąsiedniego neuronu. Receptory, białka na powierzchni komórki, do których przyłączają się neuroprzekaźniki, różnią się kształtem, przy czym różne kształty „pasują” do różnych neuroprzekaźników.

Jak neuroprzekaźnik „wie”, z którym receptorem się związać? Neuroprzekaźnik i receptor mają to, co jest określane jako lock-and-key relationship – specyficzne neuroprzekaźniki pasują do specyficznych receptorów, podobnie jak klucz pasuje do zamka. Neurotransmiter wiąże się z każdym receptorem, do którego pasuje.

Rysunek 2. (a) Synapsa to przestrzeń pomiędzy terminalnym guziczkiem jednego neuronu a dendrytem innego neuronu. (b) W tym pseudokolorowym obrazie ze skaningowego mikroskopu elektronowego, przycisk końcowy (zielony) został otwarty, aby odsłonić pęcherzyki synaptyczne (pomarańczowy i niebieski) wewnątrz. Każda pęcherzyk zawiera około 10,000 cząsteczek neuroprzekaźnika. (kredyt b: modyfikacja pracy Tiny Carvalho, NIH-NIGMS; dane paska skali od Matta Russella)

.