Neuron: structuur en functies van de zenuwcel

Het neuron of zenuwcel is het basiselement van het zenuwstelsel. Het zijn de neuronen die verantwoordelijk zijn voor het feit dat we pijn voelen, kunnen we deze tekst op dit moment lezen, en dankzij hen is het mogelijk om onze hand, been of een ander lichaamsdeel te bewegen. De uitvoering van dergelijke uiterst belangrijke functies is mogelijk dankzij de complexe structuur en fysiologie van neuronen. Dus hoe wordt een zenuwcel gebouwd en wat zijn de functies ervan?

Inhoudsopgave

1. Neuron (zenuwcel): ontwikkeling
2. Neuron (zenuwcel): algemene structuur
3. Neuron (zenuwcel): typen
4. Neuron (zenuwcel): functies
5. Rust- en actiepotentiaal - impulsoverdracht
6. Depolarisatie en hyperpolarisatie
7. Hypertensie - dieet
8. Neurale netwerken

Neuronen (zenuwcellen) zijn, samen met gliacellen, de basisbouwstenen van het zenuwstelsel. De wereld begon vooral na 1937 te leren over de gecompliceerde structuur en functies van zenuwcellen - het was toen dat JZ Young voorstelde om aan de eigenschappen van neuronen te werken op inktviscellen (aangezien ze veel groter zijn dan menselijke cellen, worden alle experimenten er zeker op uitgevoerd). gemakkelijker).

Tegenwoordig is het natuurlijk mogelijk om zelfs op de kleinste menselijke cellen onderzoek te doen, maar in die tijd droeg het diermodel aanzienlijk bij aan de ontdekking van de fysiologie van zenuwcellen.

Het neuron is de basisbouwsteen van het zenuwstelsel en de complexiteit van het zenuwstelsel hangt in wezen af ​​van het aantal van deze cellen in het lichaam.

Nematoden die in verschillende laboratoria worden onderzocht, hebben bijvoorbeeld slechts 300 neuronen.

De bekende fruitvlieg heeft zeker meer zenuwcellen, ongeveer honderdduizend. Dit aantal is niets als je bedenkt hoeveel neuronen een persoon heeft - er wordt geschat dat er enkele miljarden in het menselijke zenuwstelsel zijn.

Neuron (zenuwcel): ontwikkeling

Het proces van het maken van zenuwcellen staat bekend als neurogenese. In het algemeen ontstaan ​​in het zich ontwikkelende organisme (vooral tijdens het intra-uteriene leven) neuronen uit neurale stamcellen, en de resulterende zenuwcellen ondergaan daarna over het algemeen geen celdeling.

In het verleden werd aangenomen dat na ontwikkeling bij mensen helemaal geen nieuwe zenuwcellen werden gevormd. Zo'n overtuiging gaf aan hoe gevaarlijk alle ziekten zijn die leiden tot het verlies van zenuwcellen (we hebben het hier bijvoorbeeld over verschillende neurodegeneratieve ziekten).

Het is nu echter bekend dat het in bepaalde hersengebieden mogelijk is om zelfs op volwassen leeftijd nieuwe neuronen aan te maken - dergelijke gebieden bleken te zijn de hippocampus en de bulbus olfactorius.

Neuron (zenuwcel): algemene structuur

Het neuron kan worden onderverdeeld in drie delen, namelijk:

• zenuwcel lichaam (perikaryon)
• dendrieten (meerdere, meestal kleine uitsteeksels, die uit het perikaryon steken)
• axon (een enkel, lang aanhangsel dat zich uitstrekt van het lichaam van een zenuwcel)

Het lichaam van de zenuwcel is, net als de andere delen, bedekt met een celmembraan. Het bevat alle elementaire cellulaire organellen, zoals:

• de celkern
• ribosomen
• endoplasmatisch reticulum (aggregaten van het reticulum met daarin rijkelijk verspreide ribosomen worden Nissel-korrels genoemd - ze zijn kenmerkend voor zenuwcellen en zijn daarin aanwezig vanwege het feit dat neuronen veel eiwitten produceren)

Dendrieten zijn primair verantwoordelijk voor het ontvangen van informatie die naar de zenuwcel stroomt. Er zijn veel synapsen aan hun uiteinden. Er kunnen maar een paar dendrieten op één zenuwcel zitten, en het kan er zo veel zijn dat ze uiteindelijk 90% van het gehele oppervlak van een bepaald neuron uitmaken.

Het axon daarentegen heeft een heel andere structuur. Het is een enkel aanhangsel dat zich uitstrekt vanaf het lichaam van de zenuwcel. De lengte van een axon kan heel verschillend zijn - net zoals sommige slechts enkele millimeters zijn, kun je in het menselijk lichaam axonen vinden die veel meer dan een meter lang zijn.

De rol van het axon is om het signaal dat door de dendrieten is opgevangen naar andere zenuwcellen te sturen. Sommigen van hen zijn bedekt met een speciale omhulling - het wordt de myeline-omhulling genoemd en het maakt een veel snellere overdracht van zenuwimpulsen mogelijk.

Zenuwcellichamen zijn te vinden in strikt gedefinieerde structuren van het zenuwstelsel: ze zijn voornamelijk aanwezig in het centrale zenuwstelsel en in het perifere zenuwstelsel - ze bevinden zich ook in de zogenaamde ganglia. Clusters van axonen, die afkomstig zijn van veel verschillende zenuwcellen en zijn bedekt met geschikte membranen, worden op hun beurt zenuwen genoemd.

Neuron (zenuwcel): typen

Er zijn op zijn minst verschillende delen van zenuwcellen. Neuronen kunnen bijvoorbeeld worden verdeeld vanwege hun structuur, waarbij het volgende wordt onderscheiden:

• unipolaire neuronen: zo genoemd omdat ze maar één extensie hebben
• bipolaire neuronen: zenuwcellen met één axon en één dendriet
• multipolaire neuronen: deze hebben drie of veel meer extensies

Een andere indeling van neuronen is gebaseerd op de lengte van hun axonen. In dit geval worden de volgende vermeld:

• Projectie-neuronen: ze hebben extreem lange axonen waarmee ze impulsen kunnen sturen naar delen van het lichaam, zelfs ver van hun perikaryonen verwijderd
• neuronen met korte axonen: hun taak is om excitaties alleen over te brengen tussen zenuwcellen die zich dicht bij hen bevinden

Meestal is de meest geschikte deling van zenuwcellen echter gebaseerd op hun functie in het lichaam. In dit geval zijn er drie soorten zenuwcellen:

• motorneuronen (ook bekend als centrifugaal of efferent): ze zijn verantwoordelijk voor het sturen van impulsen van het centrale zenuwstelsel naar uitvoerende structuren, bijvoorbeeld naar spieren en klieren
• sensorische neuronen (ook bekend als centripetaal, afferenten): ze nemen verschillende soorten sensorische stimuli waar, incl. thermisch, aanraken of ruiken en de ontvangen informatie overbrengen naar de structuren van het centrale zenuwstelsel
• associatieve neuronen (ook bekend als interneuronen, intermediaire neuronen): ze zijn tussenpersonen tussen sensorische en motorische neuronen, meestal is het hun rol om informatie tussen verschillende zenuwcellen over te dragen

Neuronen kunnen ook worden verdeeld vanwege de manier waarop ze neurotransmitters uitscheiden (deze stoffen - die later zullen worden besproken - zijn verantwoordelijk voor de mogelijkheid om informatie tussen neuronen uit te wisselen).

In deze benadering kan men onder meer vermelden:

• dopaminerge neuronen (die dopamine uitscheiden)
• cholinerge neuronen (afgifte acetylcholine)
• noradrenerge neuronen (scheiden norepinefrine uit)
• serotonerge neuronen (geeft serotonine vrij)
• GABAergische neuronen (laat GABA los)

Neuron (zenuwcel): functies

In wezen zijn de basisfuncties van het neuron eerder genoemd: deze cellen zijn verantwoordelijk voor het ontvangen en verzenden van zenuwimpulsen. Het vindt echter niet plaats als een dove telefoon, waar de cellen met elkaar praten, maar via ingewikkelde processen die het bekijken waard zijn.

De overdracht van impulsen tussen neuronen is mogelijk dankzij specifieke verbindingen daartussen - synapsen. Er zijn twee soorten synapsen in het menselijk lichaam: elektrisch (waarvan er relatief weinig zijn) en chemisch (dominant, dit zijn waar neurotransmitters mee te maken hebben).

De synaps bestaat uit drie delen:

• presynaptische beëindiging
• synaptische spleet
• postsynaptische beëindiging

Het presynaptische uiteinde is de plaats van waaruit neurotransmitters worden vrijgegeven - ze gaan naar de synaptische spleet. Daar kunnen ze binden aan receptoren in de postsynaptische terminal. Uiteindelijk, na te zijn gestimuleerd door neurotransmitters, kan de excitatie worden geactiveerd en uiteindelijk de overdracht van informatie van de ene zenuwcel naar de andere.

Rust- en actiepotentiaal - impulsoverdracht

Rust- en actiepotentiaal - impulsoverdracht

Hier is het vermelden waard een ander fenomeen dat verband houdt met de overdracht van signalen tussen zenuwcellen - het actiepotentiaal.

In feite, wanneer het wordt gegenereerd, begint het zich langs het axon te verspreiden en het kan leiden tot het vrijkomen van een neurotransmitter vanaf het einde - het presynaptische einde - waardoor de excitatie zich verder zal verspreiden.

Zenuwcellen die momenteel geen impulsen afgeven, d.w.z. enigszins rusten, hebben de zogenaamde rustpotentieel - hangt af van het verschil in de concentraties van verschillende kationen tussen de binnenkant van de zenuwcel en de externe omgeving.

De belangrijkste redenen voor dit verschil zijn natrium- (Na +), kalium- (K +) en chloride- (Cl-) kationen.

Over het algemeen is de binnenkant van een neuron negatief geladen ten opzichte van de buitenkant - wanneer de excitatiegolf het bereikt, verandert deze situatie en wordt het veel positiever geladen.

Wanneer de lading in het neuron een waarde bereikt die bekend staat als de drempelpotentiaal, wordt de excitatie geactiveerd - de impuls wordt "afgevuurd" over de gehele lengte van het axon.

Benadrukt moet hier worden dat zenuwcellen altijd dezelfde soort impulsen uitzenden - hoe sterk de stimulatie die hen bereikt ook is, ze reageren altijd met dezelfde kracht (er wordt zelfs vermeld dat ze impulsen sturen volgens het principe "alles of niets" ).

Depolarisatie en hyperpolarisatie

Hier wordt constant vermeld dat wanneer neurotransmitters via synapsen een zenuwcel bereiken, dit resulteert in de overdracht van een zenuwimpuls. Een dergelijke beschrijving alleen zou echter een leugen zijn - neurotransmitters kunnen op twee manieren worden onderverdeeld in prikkelend en remmend.

De eerste hiervan leiden feitelijk tot depolarisatie, wat resulteert in de overdracht van informatie tussen zenuwcellen.

Er zijn echter ook remmende neurotransmitters die - wanneer ze het neuron bereiken - leiden tot hyperpolarisatie (d.w.z. verlaging van het potentieel van de zenuwcel), waardoor het neuron veel minder in staat wordt om impulsen over te brengen.

In tegenstelling tot wat het lijkt, is remming van zenuwcellen buitengewoon belangrijk - het is dankzij dit dat regeneratie of "rust" van zenuwcellen mogelijk is.

Neurale netwerken

Bij het bespreken van de functies van zenuwcellen is het de moeite waard hier te vermelden dat het niet de individuele neuronen zijn die belangrijk zijn, maar hun volledige netwerken. In het menselijk lichaam zijn er uitzonderlijk veel zogenaamde neurale netwerken. Ze kunnen bijvoorbeeld een sensorisch neuron, een interneuron en een motorneuron omvatten. Om de werking van een dergelijk netwerk te illustreren, kan een voorbeeldsituatie worden gegeven: per ongeluk de pit van een brandende kaars met de hand aanraken.

Het feit dat we het hebben gedaan, wordt geïnformeerd door het sensorische neuron - het is het dat sensorische stimuli ontvangt die verband houden met hoge temperaturen. Het verzendt informatie verder - het doet dit meestal met behulp van het interneuron, waardoor de boodschap over de schadelijke stimulus de structuren van het centrale zenuwstelsel bereikt. Daar wordt het verwerkt, en tenslotte - dankzij het motorneuron - wordt een signaal gestuurd van de juiste spieren, waardoor we instinctief onze hand van de brandende lont terugtrekken.

Een vrij eenvoudig voorbeeld van een neuraal netwerk wordt hier beschreven, maar het laat waarschijnlijk zien hoe ingewikkeld de relatie tussen individuele neuronen is en waarom zenuwcellen en hun functie zo belangrijk zijn voor het menselijk functioneren.

Bronnen:

1. Lodish H. et al., "Overzicht van neuronstructuur en functie", Moleculaire celbiologie. 4e editie, New York, 2000
2. H. Krauss, P. Sosnowski (eds)., Fundamentals of human fysiologie, Wyd. Wetenschappelijke Universiteit van Poznań, 2009, Poznań, pp. 258-274

• Structuur van de hersenen
• Perifere zenuwstelsel
• Ruggengraat