Komórka nerwowa

Zasadniczą funkcją neuronu jest przekazywanie informacji zakodowanych w postaci impulsów nerwowych. Przewodzenie ich przez neurony związane jest z procesami elektrochemicznymi przebiegającymi w ich błonie komórkowej. Neurony składają się z ciała komórkowego oraz dwóch rodzajów wypustek: aksonu i dendrytów.

Aksony – rozpoczynają się na powierzchni ciała neuronu od wzgórka aksonu, przechodzącego następnie w odcinek początkowy aksonu. Niektóre z aksonów na swoim przebiegu tworzą odgałęzienia w postaci gałęzi bocznych – kolaterali. Z zewnątrz aksony otaczane są przez lemocyty, które pośredniczą w wymianie substancji odżywczych i metabolitów pomiędzy aksonem a płynem międzykomórkowym oraz stanowią osłonę mechaniczną. Większość długich aksonów biegnących przez istotę białą w ośrodkowym układzie nerwowym oraz w nerwach rdzeniowych otoczone są osłonką mielinową. Długie aksony z osłonką mielinową noszą nazwę włókien rdzennych, a aksony bez osłonki mielinowej to włókna bezrdzenne.

Osłonka mielinowa utworzona jest przez lemocyty, które owiązują się kilkakrotnie wokół aksonów i tworzą tym samym osłonkę ze swojej błony komórkowej ułożonej w kilka warstw. Spełnia ona jednocześnie funkcję ochrony mechanicznej i izolatora elektrycznego aksonu. W odstępach ok. 1mm w obrębie przewężeń Ranviera włókna rdzenne nie mają osłonek.

Komórki nerwowe o długich aksonach występują w jądrach ruchowych pnia mózgu i rdzenia kręgowego. Aksony tych komórek biegną w nerwach czaszkowych lub rdzeniowych do mięśni szkieletowych, gdzie znajdują się ich zakończenia. Małe neurony zaopatrzone w krótkie aksony rozgałęziające się w pobliżu ciała komórkowego. Przewodzą impulsy nerwowe na ma małe odległości, pośrednicząc pomiędzy neuronami o długich aksonach.

Aksony przewodzą impulsy nerwowe tylko w jednym kierunku: od ciała neuronu do zakończeń aksonu. Dendryty przewodzą impulsy nerwowe do ciała komórkowego.

Odmienną budowę mają neurony czuciowe w zwojach rdzeniowych. Jedna ich wypustka, długa i podobna do aksonu, odbiera pobudzenie z receptorów i przewodzi je w postaci impulsów nerwowych do ciała komórkowego. Za pośrednictwem krótszej wypustki neurony przekazują do innych komórek nerwowych impulsy nerwowe.

Komórki nerwowe wykazują także transport wsteczny. Tak transportowany jest czynnik wzrostu nerwów (NGF) od unerwianych narządów do ciała neuronów. Czynnik ten to białko zbudowane z trzech podjednostek: alfa, beta i gamma. Wiąże się z receptorami błonowymi i po ich internalizacji jest transportowany wstecznie do ciała neuronów.

Pobudliwość i pobudzenie.

Pobudzenie – zmiana właściwości błony komórkowej lub metabolizmu komórkowego pod wpływem czynników działających z zewnątrz komórki, czyli pod wpływem bodźców. Bodźce fizjologiczne to takie, które nie uszkadzają komórki i wywołują całkowicie odwracalne procesy.

Pobudliwość – zdolność reagowania na bodziec. Cząsteczki związków chemicznych występujące w płynie zewnątrzkomórkowym wiążąc się z receptorami w błonie komórkowej zmieniającej przepuszczalność dla jonów lub aktywność zawartych w niej enzymów.

Potencjał spoczynkowy.

Potencjał spoczynkowy błony komórkowej spowodowany jest właściwościami błony komórkowej, przez którą jony o dodatnim ładunku elektrycznym przenikają z trudnością. Wnętrze neuronu ma ładunek ujemny w stosunku do otoczenia. Do wnętrza komórki o ujemnym ładunku elektrycznym przenikają dodatnio naładowane kationy przede wszystkim sodowe i potasowe. Szybkość ich przenikania przez błonę nie jest jednakowa. Kationy sodowe przenikają ok.100 razy wolniej niż kationy potasowe, z powodu ich większej średnicy.

Stężenie poszczególnych jonów w płynie wewnątrzkomórkowym nie zmienia się, jeśli metabolizm nie ulegnie zmianie i jeśli na błonę komórkową nie działają bodźce z zewnatrz. W tych warunkach wytwarza się równowaga pomiędzy stężeniem poszczególnych jonów na zewnątrz i wewnątrz komórek.

Pompa sodowo – potasowa.

Utrzymanie wewnątrz komórek dużego stężenia K+ i małego stężenia Na+ wymaga aktywnego transportu obu tych kationów przez błonę komórkową przeciwko gradientowi stężeń. Kationy sodowe napływające przez kanały dla prądów jonów sodowych zostają po stronie wewnętrznej błony związane z enzymem. Znajduje się on w samej błonie komórkowej i transportuje Na+ na zewnątrz błony. Jednocześnie ten sam enzym zabiera ze sobą kationy K+ z zewnętrznej błony komórkowej i transportuje je przez kanały dla prądów jonów potasowych do wnętrza komórki. Napęd pompy sodowo – potasowej wiąże się z metabolizmem wewnątrz komórkowym. Po wyrównaniu różnicy potencjałów pomiędzy wnętrzem komórki a jej otoczeniem wskutek zatrzymania pompy komórki tkanek pobudliwych tracą swoje właściwości. Przestają reagować na bodźce i stają się niepobudliwe.

Potencjał czynnościowy.

Do wnętrza neuronu przez otwierające się kanały dla prądu jonów sodowych napływają jony Na+ co powoduje wyrównanie ładunków elektrycznych pomiędzy wnętrzem a otoczeniem. Zjawisko to określa się jako depolaryzację błony komórkowej. Jony Na+ początkowo wnikają do wnętrza neuronu tylko w miejscach zadziałania bodźca. Z chwilą wyrównania ładunków elektrycznych w tym miejscu depolaryzacja zaczyna się rozszerzać na sąsiednie odcinki błony komórkowej, przesuwając się również wzdłuż aksonów. Impulsem nerwowym jest przesuwanie się fali depolaryzacji od miejsca zadziałania bodźca na błonę komórkową aż do zakończenia neuronu.