Definition
Definition
Neuroner er de vigtigste celler i nervesystemet, hvis rolle er at overføre og bearbejde information i hele kroppen. Se neuroner og gliaceller.
Anatomi
Neuronen ( se neuronens anatomi) består af tre hoveddele:
- Un cellelegeme også kaldet sum.
- Træforlængelser som også kaldes dendritter og sandsynligvis modtage information.
- Un axone unik med evnen til at overføre information til andre celler.
Dendritternes overfladeareal forøges betydeligt på grund af tilstedeværelsen af talrige strukturer kaldet dendritiske pigge . Et axon har også evnen til at opdele sig i forskellige grene: axonkollateraler , som selv forgrener sig videre til axonterminaler . Hver axonterminal har en ende kaldet en terminal bouton.
Hver neuron er afgrænset af en cellemembran, som beskytter den og tillader regulering af indgående og udgående strømme af elektrolytter (blandt andet natrium-kalium) og molekyler.
Den elektriske aktivitet af neuroner er resultatet af bevægelser af elektriske partikler på hver side af membranen. Denne elektriske strøm er resultatet af ind- og udgang af ioner gennem cellemembranen.
Bevægelsen af ioner følger en koncentrationsgradient, som går fra den mest koncentrerede til den mindst koncentrerede, og en potentialgradient, der går fra den mest ladede til den mindst ladede.
Fordelingen af ioner er også resultatet af åbning og lukning af ionkanaler, som vi ser inde i neuronmembranen.
Når en neuron er i hvile, har den intracellulære side af membranen, det vil sige inde i neuronen, en elektrisk ladning på cirka -70 mV i forhold til den ekstracellulære side, det vil sige i forhold til den anden side af neuronens membran.
Denne ladning kaldes hvilepotentialet . Det er resultatet af en ulige fordeling af ioner på den ene side af membranen og på den anden side af neuronens membran.
Store , negativt ladede proteiner er for store til at forlade cellen. Neuronen udstøder positivt ladede natriumioner ved hjælp af en pumpe.
På den anden side bidrager en ujævn fordeling af kaliumioner og klorioner også til hvilepotentialet.
Når neuronen stimuleres, ændrer ionkanalerne i membranen deres tilstand, hvilket resulterer i en ændring i fordelingen af ioner omkring membranen, og som pludselig øger eller mindsker spændingen over membranen, med nogle få millivolt.
En lille stigning i spændingen over membranen kaldes hyperpolarisering , mens et lille fald i denne spænding kaldes depolarisering . Denne ændring kaldes graduerede potentialer. Et aktionspotentiale er en begivenhed, der svarer til en hurtig og stor ændring i polariteten af et axons membran. Aktionspotentialet udløses, når membranpotentialet når depolariseringstærsklen på cirka -50 mV.
Transmembranspændingen vil vende brat, hvilket betyder, at den intracellulære side vil blive positiv i forhold til den ekstracellulære side, og derefter vende igen lige så brat. Derefter vil hvilepotentialet blive genoprettet. Disse spændingsomvendinger skyldes natrium- og kaliumkanalernes opførsel . Disse kanaler er følsomme over for membranspænding, hvilket er grunden til, at de kaldes spændingsstyrede kanaler.
Når et aktionspotentiale udløses ved axonet, kan det udbrede sig langs axonet. Bevægelsen af et aktionspotentiale langs axonet kaldes en nerveimpuls . Nerveimpulser udbreder sig hurtigere, når axonet er myeliniseret . Dette skyldes, at de hopper fra en Ranvier -knude til den næste. Ranvier - knuder er små mellemrum, der adskiller gliacellerne , der producerer gliacellerne omkring axonet.
symptomer
fysiologi
Neuroner er de grundlæggende komponenter i nervesystemet . De er højt specialiserede celler, hvis rolle er at overføre beskeder mellem forskellige områder af kroppen i form af nerveimpulser.
Andre egenskaber ved neuroner er:
- A betydelig levetid (en neuron kan leve mere end 100 år, forudsat at den har korrekt ernæring).
- Aktiviteten af en neuron (neuronal metabolisme) er meget høj. Denne variation af celler kræver en meget stor mængde ilt og glucose (sukker). I mangel af ilt kan den kun overleve i et par minutter.
- Neuroner er ude af stand til at reproducere, og erstattes derfor ikke, når de ødelægges.
En nervecelle består af en cellekrop ( perikaryon ) bestående af en stor cellekerne, neuronale processer, der udgår fra cellekroppen, selve neuronen, og omfatter:
- De dendritter (tentakulær forlængelse af cellen).
- Axonet som er den cylindriske forlængelse (nogle gange fraværende i visse neuroner), der leder nerveimpulsen (ordrer) mod en synapse (synapsen er forbindelsespunktet mellem en neurons axon og dendritterne i en anden neuron, hvor passagen af nerveimpulsen vil finde sted). Axonerne af mange neuroner, og især dem, der har en stor diameter, er dækket af en hvidlig kappe af lipid (fedt) natur: myelinskede som fungerer som en elektrisk isolator. Myeliniserede axoner (indpakket i en myelinskede) har evnen til at lede nerveimpulser hurtigere end umyeliniserede axoner (uden myelinskede), som transporterer nerveimpulser langsommere.
Den hastighed, hvormed nerveimpulser bevæger sig, varierer fra 150 meter pr. sekund til mindre end 1 meter pr. sekund. De områder af hjernen og rygmarven , der kun indeholder klynger af myeliniserede axoner, udgør den hvide substans . De områder af nervesystemet, der består af grå substans, indeholder kun cellelegemer eller umyeliniserede axoner.
Mellem indersiden og ydersiden af en neuron er der forskelle i elektrisk ladning (polarisering), kaldet hvilepotentialet . Cellens yderside er positiv sammenlignet med indersiden, som er negativ.
Nerveceller adskiller sig fra andre celler i kroppen ved deres evne til at blive ophidset, det vil sige at skabe et elektrisk fænomen kaldet et aktionspotentiale eller nerveimpuls.
I løbet af få millisekunder og over en meget kort afstand trænger natriumatomer, der har mistet elektroner (positive ioner), ind i cellen og depolariserer derved neuronens membran. Dette genererer en nerveimpuls, som forplanter sig langs neuronen. Der skabes således en nervebesked. Denne besked udgør den information, der gør det muligt for individet at modtage information udefra (f.eks. smerte) eller at give en ordre (f.eks. bevæge en muskel). Denne besked ankommer til en neuron via dens dendritter, hvor den analyseres. En ny besked vil derefter bevæge sig langs axonen til en anden neuron, indtil den kommer i kontakt med en anden type celle (muskel, kirtel), hvor ordren vil resultere i en reaktion (sekretion fra en kirtel, bevægelse osv.).
Patofysiologi
Glutamat er en bestanddel af en af de mest essentielle neurotransmittere for hjernens funktion. Nogle eksperimenter har vist, at hvis glutamat tilføres en neuron, dør den inden for få minutter. Dette præsenterer et mærkeligt fænomen: glutamat er både en vigtig neurotransmitter og et giftigt stof for neuroner.
Ved visse hjernesygdomme, på grund af ophør af blodcirkulationen eller utilstrækkelig iltning af hjernen, som det f.eks. kan ses ved myokardieinfarkt , hjertestop, visse epilepsier , hovedtraumer osv., befinder neuronen sig i særligt skadelige tilstande, hvilket forårsager frigivelse af glutamat, som er indeholdt i neuronens krop.
Frigivelsen af glutamat fører til ødelæggelsen af selve neuronet i en proces kaldet excitotoksicitet . Fænomenet excitotoksicitet er som følger:
I en normal tilstand har en neuron forskellige elektriske ladninger på sin yderside og inderside. ATP holder ionpumperne i gang. Hvis der ikke er nok ATP til at holde ionpumperne i gang, depolariserer membranerne, og calciumioner trænger ind i cellen. Denne store mængde calciumioner stimulerer frigivelsen af glutamat i synapsen. Glutamat depolariserer derefter neuronerne, hvilket øger koncentrationen af calciumioner, hvilket igen fører til en meget stor frigivelse af glutamat . Så snart glutamatkoncentrationen bliver meget høj, ødelægges neuronerne på grund af overdreven excitation. Efterfølgende trænger en betydelig mængde vand ind i neuronen på grund af calciumstimuleringen. Enzymerne inde i neuronen begynder at nedbryde dens proteiner, såvel som lipider og nukleinsyrer ( proteinernes byggesten). På en måde begynder neuronen at fordøje sig selv.
Ifølge nogle undersøgelser kan excitotoksicitet være kilden til visse neurologiske, og mere specifikt neurodegenerative, sygdomme, der udvikler sig progressivt. Disse omfatter amyotrofisk lateral sklerose (ALS), også kendt som Lou Gehrigs sygdom. Denne tilstand er karakteriseret ved den langsomme død af motoriske neuroner i rygmarven - de neuroner, der sender nerveimpulser til musklerne, hvilket får dem til at bevæge sig. En lignende proces menes at være involveret i Alzheimers sygdom, med en progressiv og præferentiel ødelæggelse af neuroner i hjernebarken.
Sygdomme svarende til dem, der netop er beskrevet, kan opstå efter indtagelse af fødevarer, der indeholder visse toksiner. En sådan sygdom er lathyrisme , en degeneration af motoriske neuroner forårsaget af et stof, der findes i ærter: et excitotoksin kaldet beta-oxalylaminoalanin . Dette stof aktiverer glutamatreceptorer.
Andre giftige stoffer som f.eksdomoinsyre findes i visse muslinger, som er blevet forurenet. Det er også en agonist, det vil sige et ækvivalent stof af glutamatreceptorerne, der findes i neuroner. Indtagelse af små mængder domoinsyre fører til fremkomsten af epileptiske anfaldOg læsioner på niveauet af hjerne.
Et andet excitotoksin, der kommer fra en plante på øen Guam, blev også opdaget: beta-methylaminoalanin. Dette skadelige stof vil sandsynligvis forårsage forekomsten af degeneration af centralnervesystemet, som f.eks. amyotrofisk lateral skleroseunder Alzheimers sygdom og Parkinsons sygdom.