Structura neuronilor

Neuronii sunt blocurile centrale ale sistemului nervos, 100 de miliarde la naștere. La fel ca toate celulele, neuronii sunt compuși din mai multe părți diferite, fiecare îndeplinind o funcție specializată (figura 1). Suprafața exterioară a unui neuron este alcătuită dintr-o membrană semipermeabilă. Această membrană permite moleculelor mai mici și moleculelor fără sarcină electrică să treacă prin ea, în timp ce oprește moleculele mai mari sau foarte încărcate.

Figura 1. Această ilustrație prezintă un neuron prototipic, care este mielinizat.

Nucleul neuronului este situat în soma, sau corpul celular. Soma are prelungiri ramificate cunoscute sub numele de dendrite. Neuronul este un mic procesor de informații, iar dendritele servesc ca situsuri de intrare unde se primesc semnale de la alți neuroni. Aceste semnale sunt transmise electric prin soma și de-a lungul unei prelungiri majore din soma, cunoscută sub numele de axon, care se termină la mai multe butoane terminale. Butoanele terminale conțin vezicule sinaptice care adăpostesc neurotransmițători, mesagerii chimici ai sistemului nervos.

Axonii variază în lungime de la o fracțiune de centimetru la câțiva metri. În unii axoni, celulele gliale formează o substanță grasă cunoscută sub numele de înveliș de mielină, care îmbracă axonul și acționează ca un izolator, mărind viteza cu care călătorește semnalul. Învelișul de mielină este crucial pentru funcționarea normală a neuronilor din cadrul sistemului nervos: pierderea izolației pe care o asigură poate fi în detrimentul funcționării normale. Pentru a înțelege cum funcționează acest lucru, să luăm în considerare un exemplu. Scleroza multiplă (SM), o afecțiune autoimună, implică o pierdere pe scară largă a tecii de mielină de pe axonii din întregul sistem nervos. Interferența rezultată în semnalul electric împiedică transmiterea rapidă a informațiilor de către neuroni și poate duce la o serie de simptome, cum ar fi amețeli, oboseală, pierderea controlului motor și disfuncții sexuale. Deși unele tratamente pot ajuta la modificarea evoluției bolii și la gestionarea anumitor simptome, în prezent nu se cunoaște niciun tratament pentru scleroza multiplă.

La persoanele sănătoase, semnalul neuronal se deplasează rapid de-a lungul axonului până la butonii terminali, unde veziculele sinaptice eliberează neurotransmițători în sinapsă (figura 2). Sinapsa este un spațiu foarte mic între doi neuroni și este un loc important în care are loc comunicarea între neuroni. Odată ce neurotransmițătorii sunt eliberați în sinapsă, aceștia călătoresc prin spațiul mic și se leagă de receptorii corespunzători de pe dendrita unui neuron adiacent. Receptorii, proteinele de pe suprafața celulară unde se atașează neurotransmițătorii, au forme diferite, forme diferite „potrivindu-se” cu diferiți neurotransmițători.

Cum „știe” un neurotransmițător la ce receptor să se lege? Neurotransmițătorul și receptorul au ceea ce se numește o relație de tip „lacăt și cheie” – neurotransmițătorii specifici se potrivesc unor receptori specifici, similar cu modul în care o cheie se potrivește unei încuietori. Neurotransmițătorul se leagă de orice receptor căruia i se potrivește.

Figura 2. (a) Sinapsa este spațiul dintre butonul terminal al unui neuron și dendrita altui neuron. (b) În această imagine pseudo-colorată de la un microscop electronic cu scanare, un buton terminal (verde) a fost deschis pentru a dezvălui veziculele sinaptice (portocaliu și albastru) din interior. Fiecare veziculă conține aproximativ 10.000 de molecule de neurotransmițător. (credit b: modificare a lucrării realizate de Tina Carvalho, NIH-NIGMS; date de bară de scară de la Matt Russell)