Nöron: sinir hücresinin yapısı ve işlevleri

Nöron veya sinir hücresi, sinir sisteminin temel unsurudur. Acı hissetmemizden sorumlu olan nöronlardır, şu anda bu metni okuyabilir miyiz ve onlar sayesinde elimizi, bacağımızı veya vücudun herhangi bir bölümünü hareket ettirmek mümkündür. Nöronların karmaşık yapısı ve fizyolojisi sayesinde böylesine son derece önemli işlevlerin yerine getirilmesi mümkündür. Peki bir sinir hücresi nasıl inşa edilir ve işlevleri nelerdir?

İçindekiler

1. Nöron (sinir hücresi): gelişme
2. Nöron (sinir hücresi): genel yapı
3. Nöron (sinir hücresi): türleri
4. Nöron (sinir hücresi): fonksiyonlar
5. Dinlenme ve aksiyon potansiyeli - dürtü iletimi
6. Depolarizasyon ve hiperpolarizasyon
7. Hipertansiyon - diyet
8. Nöral ağlar

Nöronlar (sinir hücreleri), glial hücreler dışında, sinir sisteminin temel yapı taşlarıdır. Dünya, esas olarak 1937'den sonra sinir hücrelerinin karmaşık yapısını ve işlevlerini öğrenmeye başladı - o zaman JZ Young, nöronların özellikleri üzerine çalışmanın kalamar hücreleri üzerinde yapılmasını önerdi (insan hücrelerinden çok daha büyük oldukları için, tüm deneyler kesinlikle onlar üzerinde yapılır). Daha kolay).

Günümüzde elbette en küçük insan hücreleri üzerinde bile araştırma yapmak mümkün, ancak o zamanlar hayvan modeli sinir hücrelerinin fizyolojisinin keşfedilmesine önemli ölçüde katkıda bulundu.

Nöron, sinir sisteminin temel yapı taşıdır ve sinir sisteminin karmaşıklığı temelde vücutta bu hücrelerden kaçının olduğuna bağlıdır.

Örneğin, farklı laboratuvarlarda test edilen nematodlarda yalnızca 300 nöron bulunur.

İyi bilinen meyve sineği kesinlikle daha fazla sinir hücresine sahiptir, yaklaşık yüz bin. Bir insanda kaç tane nörona sahip olduğunu düşünürseniz bu sayı hiçbir şey ifade etmez - insan sinir sisteminde bunlardan birkaç milyar olduğu tahmin edilmektedir.

Nöron (sinir hücresi): gelişme

Sinir hücreleri yapma süreci nörogenez olarak bilinir. Genel olarak gelişen organizmada (özellikle intrauterin yaşamda) nöronlar, nöral kök hücrelerden kaynaklanır ve ortaya çıkan sinir hücreleri genellikle daha sonra hücre bölünmesine uğramaz.

Geçmişte, insanlarda geliştikten sonra hiçbir yeni sinir hücresinin oluşmadığına inanılıyordu. Böyle bir kanaat, sinir hücrelerinin kaybına yol açan tüm hastalıkların ne kadar tehlikeli olduğunu gösterdi (burada, örneğin çeşitli nörodejeneratif hastalıklardan bahsediyoruz).

Bununla birlikte, artık beynin belirli bölgelerinde yetişkinlikte bile yeni nöronlar yaratmanın mümkün olduğu biliniyor - bu tür bölgeler ortaya çıktı hipokampus ve koku soğanı.

Nöron (sinir hücresi): genel yapı

Nöron üç bölüme ayrılabilir:

• sinir hücresi gövdesi (perikaryon)
• dendritler (perikaryondan çıkan çoklu, genellikle küçük çıkıntılar)
• akson (bir sinir hücresinin gövdesinden uzanan tek, uzun bir uzantı)

Sinir hücresinin gövdesi, diğer kısımları gibi bir hücre zarı ile kaplıdır. Aşağıdakiler gibi tüm temel hücresel organelleri içerir:

• hücre çekirdeği
• ribozomlar
• endoplazmik retikulum (retikulumun içinde zengin dağılmış ribozomlu agregalar, Nissel granülleri olarak adlandırılır - sinir hücrelerinin karakteristiğidir ve nöronların çok sayıda protein ürettiği gerçeğinden dolayı içlerinde bulunurlar)

Dendritler, öncelikle sinir hücresine akan bilgilerin alınmasından sorumludur. Uçlarında birçok sinaps var. Bir sinir hücresinde yalnızca birkaç dendrit olabilir ve o kadar çok dendrit olabilir ki, sonunda belirli bir nöronun tüm yüzeyinin% 90'ını oluşturacaklardır.

Akson ise çok farklı bir yapıdır. Sinir hücresinin gövdesinden uzanan tek bir eklentidir. Bir aksonun uzunluğu son derece farklı olabilir - tıpkı bazıları sadece birkaç milimetre olduğu gibi, insan vücudunda bir metreden çok daha uzun aksonlar bulabilirsiniz.

Aksonun rolü, dendritler tarafından alınan sinyali diğer sinir hücrelerine iletmektir. Bazıları özel bir kılıfla kaplıdır - buna miyelin kılıfı denir ve sinir uyarılarının çok daha hızlı iletilmesini sağlar.

Sinir hücrelerinin gövdeleri, sinir sisteminin kesin olarak tanımlanmış yapılarında bulunabilir: esas olarak merkezi sinir sisteminde ve periferik sinir sisteminde bulunurlar - ayrıca sözde bulunurlar. ganglia. Pek çok farklı sinir hücresinden gelen ve uygun zarlarla kaplı akson kümelerine de sinir denir.

Nöron (sinir hücresi): türleri

Sinir hücrelerinin en az birkaç bölümü vardır. Nöronlar, örneğin, aşağıdakilerin ayırt edildiği yapıları nedeniyle bölünebilir:

• tek kutuplu nöronlar: yalnızca bir uzantıya sahip oldukları için adlandırılmıştır
• bipolar nöronlar: bir akson ve bir dendriti olan sinir hücreleri
• çok kutuplu nöronlar: üç veya daha fazla uzantıları var

Başka bir nöron bölümü, aksonlarının uzunluğuna dayanır. Bu durumda aşağıdakiler listelenir:

• projeksiyon nöronları: Perikaryonlarından çok uzakta bile olsa vücudun bölümlerine dürtü göndermelerini sağlayan olağanüstü uzun aksonlara sahiptirler.
• Kısa aksonlu nöronlar: görevleri sadece kendilerine yakın bulunan sinir hücreleri arasında uyarıları iletmektir.

Ancak genellikle sinir hücrelerinin en uygun şekilde bölünmesi vücuttaki işlevlerine bağlıdır. Bu durumda, üç tür sinir hücresi vardır:

• motor nöronlar (santrifüj veya efferent olarak da bilinir): merkezi sinir sisteminden yönetici yapılara, örneğin kaslara ve bezlere impuls göndermekten sorumludurlar.
• duyusal nöronlar (merkezcil, ileticiler olarak da bilinir): çeşitli duyusal uyaran türlerini algılarlar. termal, dokunma veya koku alma ve alınan bilgileri merkezi sinir sistemi yapılarına iletme
• birleştirici nöronlar (aynı zamanda internöronlar, ara nöronlar olarak da bilinir): duyusal ve motor nöronlar arasında aracıdırlar, genellikle rolleri farklı sinir hücreleri arasında bilgi aktarmaktır.

Nöronlar, nörotransmiterleri salgılama biçimlerinden dolayı da bölünebilir (bu maddeler - daha sonra tartışılacaktır - nöronlar arasında bilgi aktarma olasılığından sorumludur).

Bu yaklaşımda, diğerleri arasında şunlar listelenebilir:

• dopaminerjik nöronlar (dopamin salgılayan)
• kolinerjik nöronlar (asetilkolin salımı)
• noradrenerjik nöronlar (norepinefrin salgılar)
• serotonerjik nöronlar (serotonin salgılar)
• GABAerjik nöronlar (GABA salımı)

Nöron (sinir hücresi): fonksiyonlar

Temel olarak, nöronun temel işlevlerinden daha önce bahsedilmişti: Bu hücreler, sinir uyarılarını almak ve iletmekten sorumludur. Bununla birlikte, hücrelerin birbirleriyle konuştuğu sağır bir telefon olarak değil, sadece bakmaya değer karmaşık süreçlerle gerçekleşir.

Nöronlar arasındaki dürtülerin iletimi, aralarındaki belirli bağlantılar - sinapslar sayesinde mümkündür. İnsan vücudunda iki tür sinaps vardır: elektriksel (nispeten az olan) ve kimyasal (baskın, bunlar nörotransmiterlerin ilişkili olduğu şeydir).

Sinapsın üç bölümü vardır:

• presinaptik sonlandırma
• sinaptik yarık
• postsinaptik sonlandırma

Presinaptik uç, nörotransmiterlerin salındığı bölgedir - sinaptik yarığa giderler. Orada postsinaptik terminaldeki reseptörlere bağlanabilirler. Nihayetinde, nörotransmiterler tarafından uyarıldıktan sonra, uyarma tetiklenebilir ve son olarak, bir sinir hücresinden diğerine bilgi aktarımı tetiklenebilir.

Dinlenme ve aksiyon potansiyeli - dürtü iletimi

Dinlenme ve aksiyon potansiyeli - dürtü iletimi

Burada sinir hücreleri arasında sinyallerin iletimi ile ilgili başka bir fenomenden - aksiyon potansiyeli - bahsetmeye değer.

Aslında, üretildiğinde akson boyunca yayılmaya başlar ve bir nörotransmiterin ucundan - ki bu presinaptik son - salgılanmasına yol açabilir - bu sayede uyarım daha da yayılır.

Şu anda herhangi bir uyarı göndermeyen, yani biraz dinlenen sinir hücreleri sözde dinlenme potansiyeli - sinir hücresinin içi ile dış ortam arasındaki çeşitli katyonların konsantrasyonlarındaki farka bağlıdır.

Bu farklılığın ana nedenleri sodyum (Na +), potasyum (K +) ve klorür (Cl-) katyonlarıdır.

Genel olarak, bir nöronun içi, dışıyla ilişkili olarak negatif yüklüdür - uyarma dalgası ona ulaştığında, bu durum değişir ve çok daha pozitif yüklü hale gelir.

Nöronun içindeki yük, eşik potansiyeli olarak bilinen bir değere ulaştığında, uyarma tetiklenir - dürtü aksonun tüm uzunluğu boyunca "ateşlenir".

Burada vurgulanmalıdır ki, sinir hücreleri her zaman aynı tür dürtüler gönderirler - kendilerine ulaşan uyarım ne kadar güçlü olursa olsun, her zaman aynı kuvvetle yanıt verirler (hatta "ya hep ya hiç" ilkesine göre uyarılar gönderdiklerinden bahsedilir. ).

Depolarizasyon ve hiperpolarizasyon

Burada sürekli olarak, nörotransmiterler sinapslar yoluyla bir sinir hücresine ulaştığında, bunun bir sinir impulsunun iletilmesine neden olduğu belirtilmektedir. Bununla birlikte, böyle bir açıklama tek başına bir yalan olacaktır - nörotransmiterler iki şekilde uyarıcı ve inhibe edici olarak ayrılabilir.

Bunlardan ilki aslında depolarizasyona yol açar ve bu da sinir hücreleri arasında bilgi aktarımı ile sonuçlanır.

Bununla birlikte, nörona ulaştıklarında hiperpolarizasyona yol açan (yani sinir hücresinin potansiyelini düşüren) engelleyici nörotransmiterler de vardır, bu da nöronun impulsları çok daha az iletebildiği anlamına gelir.

Görünenin aksine, sinir hücrelerinin engellenmesi son derece önemlidir - bu sayede sinir hücrelerinin yenilenmesi veya "dinlenmesi" mümkündür.

Nöral ağlar

Sinir hücrelerinin işlevlerini tartışırken, burada önemli olanın tek tek nöronlar değil, tüm ağları olduğunu belirtmekte fayda var. İnsan vücudunda istisnai olarak pek çok sözde var nöral ağlar. Örneğin bir duyusal nöron, bir interneuron ve bir motor nöron içerebilirler. Böyle bir ağın işleyişini göstermek için, örnek bir durum verilebilir: yanan bir mumun fitiline bir elle yanlışlıkla dokunmak.

Bunu yaptığımız gerçeği duyusal nöron tarafından bilgilendiriliyor - yüksek sıcaklıkla ilişkili duyusal uyaranları alan odur. Bilgiyi daha fazla iletir - genellikle bunu internöronun yardımıyla yapar, bu sayede zararlı uyaranla ilgili mesaj merkezi sinir sisteminin yapılarına ulaşır. Orada işlenir ve son olarak - motor nöron sayesinde - uygun kaslardan bir sinyal gönderilir, bu da elimizi içgüdüsel olarak yanan fitilden çekmemize yol açar.

Burada oldukça basit bir sinir ağı örneği anlatılıyor, ancak bu muhtemelen tek tek nöronlar arasındaki ilişkinin ne kadar karmaşık olduğunu ve sinir hücrelerinin ve işlevlerinin insan işleyişi için neden bu kadar önemli olduğunu gösteriyor.

Kaynaklar:

1. Lodish H. ve diğerleri, "Nöron Yapısına ve İşlevine Genel Bakış", Molecular Cell Biology. 4. baskı, New York, 2000
2. H. Krauss, P. Sosnowski (editörler)., İnsan fizyolojisinin temelleri, Wyd. Poznań Bilim Üniversitesi, 2009, Poznań, s. 258-274

• Beynin yapısı
• Periferik sinir sistemi
• Omurilik