Struktura neuronów

Mózg zawiera wiele miliardów neuronów, które współpracują w celu wytworzenia wrażeń, myśli, uczenia się, ruchu, emocji i wielu innych procesów. Koordynacja tych działań wymaga szybkiej i szerokiej komunikacji między poszczególnymi neuronami i tkankami (np. mięśniami). Aby to osiągnąć, neurony wykorzystują sygnały elektryczne do przekazywania informacji w obrębie pojedynczej komórki oraz sygnały chemiczne pomiędzy komórkami. Te unikalne funkcje zmusiły neuron do przyjęcia struktury komórkowej niepodobnej do innych komórek.

Neurony składają się z ciała komórkowego (lub somy), dendrytów i aksonu, który kończy się na terminalu. Ciało komórkowe zawiera jądro i maszynerię niezbędną do syntezy białek. Ciało komórkowe jest również obszarem neuronu, w którym generowany jest impuls elektryczny. Od ciała komórki odchodzą krótkie, rozgałęzione dendryty, które odbierają sygnały chemiczne od innych neuronów lub bodźce inicjujące sygnał elektryczny. Impuls elektryczny (lub potencjał czynnościowy) rozchodzi się od ciała komórki, wzdłuż aksonu, w kierunku jego zakończenia. Akson jest wydłużonym włóknem, które przenosi impuls poprzez zmianę przepływu jonów sodu i potasu przez błonę neuronu. Wiele aksonów jest otoczonych osłonką mielinową składającą się z lipidów i białek. Jak izolacja pokrywająca przewód elektryczny, ta warstwa tłuszczowa znacznie zwiększa szybkość impulsów elektrycznych w dół aksonu.

Chociaż terminal nerwowy jednego neuronu znajduje się w bliskim sąsiedztwie dendrytów sąsiedniej komórki, komórki te są w rzeczywistości oddzielone niewielką przestrzenią; to połączenie między dwoma komórkami nazywa się synapsą. Synapsa stanowi prawdziwą przerwę między komórkami; nie ma wspólnej cytoplazmy ani struktur komórkowych między komórkami przed- i postsynaptycznymi. Komunikacja między neuronami jest procesem chemicznym, który wykorzystuje neuroprzekaźniki w procesie zwanym transmisją synaptyczną.

Neuron składa się z ciała komórkowego, dendrytów i aksonu. Informacje przepływają z dendrytów do ciała komórki, a następnie w dół aksonu do jego terminala.

Neurotransmisja

Gdy impuls elektryczny przemieszcza się w dół aksonu do terminali nerwowych, wyzwala ruch pęcherzyków w terminalu, aby uwolnić ich zawartość, substancje chemiczne znane jako neuroprzekaźniki. Po uwolnieniu, neuroprzekaźniki dyfundują przez przestrzeń synaptyczną i wiążą się z receptorami na dendrytach komórek postsynaptycznych. Wiązanie neuroprzekaźnika z jego receptorem jest specyficzne. Podobnie jak klucz pasuje tylko do określonego zamka, neuroprzekaźnik wiąże się tylko z określonym typem receptora.

W mózgu występuje wiele typów neuroprzekaźników, z których każdy pełni unikalną funkcję. Interakcja między receptorem a neuroprzekaźnikiem produkuje chemiczne i/lub elektryczne zmiany w komórce postsynaptycznej, w zależności od dokładnego neuroprzekaźnika związanego. Neuroprzekaźniki pobudzające promują propagację sygnału elektrycznego w komórce odbierającej, podczas gdy neuroprzekaźniki hamujące tłumią transmisję sygnału elektrycznego. Jeśli neuroprzekaźnik wyzwoli potencjał czynnościowy w neuronie postsynaptycznym, proces komunikacji jest kontynuowany. Zaledwie ułamek sekundy po związaniu się z receptorami neuroprzekaźniki mogą być rozkładane przez enzymy lub zawracane do komórki presynaptycznej.

Przykład neurotransmisji pokazano dla neuroprzekaźnika acetylocholiny wiążącego się z receptorami acetylocholiny. Wykorzystano za zgodą z „Animated Neuroscience and the Actions of Nicotine, Cocaine, and Marijuana in the Brain” (www.films.com)

.