Tế bào thần kinh, hay tế bào thần kinh, là yếu tố cơ bản của hệ thần kinh. Chính các tế bào thần kinh chịu trách nhiệm về việc chúng ta cảm thấy đau, liệu chúng ta có thể đọc văn bản này vào lúc này không, và nhờ chúng mà chúng ta có thể cử động tay, chân hoặc bất kỳ bộ phận nào khác của cơ thể. Cấu trúc phức tạp và sinh lý của tế bào thần kinh cho phép tế bào thần kinh thực hiện các chức năng cực kỳ quan trọng như vậy. Vậy tế bào thần kinh được cấu tạo như thế nào và có những chức năng gì?
Mục lục
- Neuron (tế bào thần kinh): phát triển
- Neuron (tế bào thần kinh): cấu trúc chung
- Neuron (tế bào thần kinh): các loại
- Neuron (tế bào thần kinh): chức năng
- Nghỉ ngơi và tiềm năng hoạt động - truyền xung động
- Khử cực và tăng cực tím
- Tăng huyết áp - ăn kiêng
- Mạng nơron
Tế bào thần kinh (tế bào thần kinh), cùng với tế bào thần kinh đệm, là những khối xây dựng cơ bản của hệ thần kinh. Thế giới bắt đầu tìm hiểu về cấu trúc phức tạp và chức năng của các tế bào thần kinh chủ yếu từ sau năm 1937 - sau đó JZ Young đề xuất rằng việc nghiên cứu các đặc tính của tế bào thần kinh được thực hiện trên tế bào mực (vì chúng lớn hơn nhiều so với tế bào người nên tất cả các thí nghiệm chắc chắn được thực hiện trên chúng). dễ dàng hơn).
Ngày nay, tất nhiên người ta có thể tiến hành nghiên cứu ngay cả những tế bào nhỏ nhất của con người, nhưng vào thời điểm đó, mô hình động vật đã góp phần đáng kể vào việc khám phá ra sinh lý của tế bào thần kinh.
Tế bào thần kinh là khối xây dựng cơ bản của hệ thần kinh, và độ phức tạp của hệ thần kinh về cơ bản phụ thuộc vào số lượng tế bào này trong cơ thể.
Ví dụ, giun tròn được thử nghiệm trong các phòng thí nghiệm khác nhau chỉ có 300 tế bào thần kinh.
Ruồi giấm nổi tiếng chắc chắn có nhiều tế bào thần kinh hơn, khoảng một trăm nghìn. Con số này không là gì nếu bạn xem xét một người có bao nhiêu tế bào thần kinh - người ta ước tính rằng có vài tỷ tế bào thần kinh trong số đó trong hệ thần kinh của con người.
Neuron (tế bào thần kinh): phát triển
Quá trình tạo ra các tế bào thần kinh được gọi là quá trình hình thành thần kinh. Nói chung, ở cơ thể đang phát triển (đặc biệt là trong giai đoạn còn trong tử cung), các tế bào thần kinh phát sinh từ các tế bào gốc thần kinh, và các tế bào thần kinh kết quả thường không trải qua quá trình phân chia tế bào sau đó.
Trước đây, người ta tin rằng sau quá trình phát triển ở người, không có tế bào thần kinh mới nào được hình thành. Niềm tin như vậy cho thấy tất cả các bệnh dẫn đến mất tế bào thần kinh nguy hiểm như thế nào (chúng ta đang nói ở đây về các bệnh thoái hóa thần kinh khác nhau).
Tuy nhiên, hiện nay người ta biết rằng ở một số vùng nhất định của não có thể tạo ra các tế bào thần kinh mới ngay cả khi ở tuổi trưởng thành - những vùng như vậy hóa ra hồi hải mã và khứu giác.
Neuron (tế bào thần kinh): cấu trúc chung
Tế bào thần kinh có thể được chia thành ba phần, đó là:
- cơ thể tế bào thần kinh (perikaryon)
- đuôi gai (nhiều, thường là những chỗ lồi nhỏ, nhô ra từ perikaryon)
- sợi trục (một phần phụ dài duy nhất kéo dài từ thân tế bào thần kinh)
Cơ thể của tế bào thần kinh, giống như các bộ phận khác của nó, được bao phủ bởi một màng tế bào. Nó chứa tất cả các bào quan cơ bản của tế bào, chẳng hạn như:
- nhân tế bào
- ribosome
- lưới nội chất (tập hợp của lưới với nhiều ribosome nằm rải rác bên trong nó được gọi là hạt Nissel - chúng là đặc trưng của tế bào thần kinh và có trong chúng do thực tế là tế bào thần kinh tạo ra nhiều protein)
Dendrite có nhiệm vụ chính là tiếp nhận thông tin truyền đến tế bào thần kinh. Có nhiều khớp thần kinh ở đầu của chúng. Có thể chỉ có một vài đuôi gai trên một tế bào thần kinh, và nó có thể có nhiều đuôi gai đến mức cuối cùng chúng sẽ chiếm tới 90% toàn bộ bề mặt của một tế bào thần kinh nhất định.
Mặt khác, sợi trục là một cấu trúc khác nhiều. Nó là một phần phụ duy nhất kéo dài từ phần thân của tế bào thần kinh. Chiều dài của sợi trục có thể rất khác nhau - giống như một số sợi trục chỉ vài mm, trong cơ thể con người, bạn có thể tìm thấy sợi trục dài hơn một mét.
Vai trò của sợi trục là truyền tín hiệu mà đuôi gai nhận được đến các tế bào thần kinh khác. Một số trong số chúng được bao phủ bởi một lớp vỏ đặc biệt - nó được gọi là vỏ myelin và nó cho phép truyền các xung thần kinh nhanh hơn nhiều.
Các cơ thể tế bào thần kinh có thể được tìm thấy trong các cấu trúc được xác định nghiêm ngặt của hệ thần kinh: chúng chủ yếu hiện diện trong hệ thần kinh trung ương, và trong hệ thần kinh ngoại vi, chúng cũng nằm trong cái gọi là hạch. Các cụm sợi trục từ nhiều tế bào thần kinh khác nhau, được bao phủ bởi các màng thích hợp, lần lượt được gọi là dây thần kinh.
Neuron (tế bào thần kinh): các loại
Có ít nhất một số phân chia tế bào thần kinh. Các tế bào thần kinh có thể được phân chia, ví dụ, do cấu trúc của chúng, nơi những điều sau được phân biệt:
- tế bào thần kinh đơn cực: được đặt tên như vậy vì chúng chỉ có một phần mở rộng
- tế bào thần kinh lưỡng cực: tế bào thần kinh có một sợi trục và một đuôi gai
- tế bào thần kinh đa cực: chúng có ba hoặc nhiều phần mở rộng hơn
Một sự phân chia khác của tế bào thần kinh dựa trên độ dài của sợi trục của chúng. Trong trường hợp này, những điều sau được liệt kê:
- các tế bào thần kinh chiếu: chúng có các sợi trục đặc biệt dài cho phép chúng gửi các xung động đến các bộ phận của cơ thể, thậm chí rất xa các nơron của chúng
- tế bào thần kinh có sợi trục ngắn: nhiệm vụ của chúng là chỉ truyền kích thích giữa các tế bào thần kinh nằm gần chúng
Tuy nhiên, thông thường, sự phân chia thích hợp nhất của các tế bào thần kinh dựa trên chức năng của chúng trong cơ thể. Trong trường hợp này, có ba loại tế bào thần kinh:
- các tế bào thần kinh vận động (còn được gọi là ly tâm hoặc phụ): chúng chịu trách nhiệm gửi các xung động từ hệ thần kinh trung ương đến các cấu trúc điều hành, ví dụ như đến cơ và các tuyến
- tế bào thần kinh cảm giác (còn được gọi là hướng tâm, hướng tâm): chúng cảm nhận nhiều loại kích thích cảm giác khác nhau, bao gồm cả. nhiệt, xúc giác hoặc ngửi và truyền thông tin nhận được đến các cấu trúc của hệ thần kinh trung ương
- nơron liên kết (hay còn gọi là tế bào thần kinh trung gian): chúng là trung gian giữa các nơron cảm giác và vận động, nói chung vai trò của chúng là chuyển thông tin giữa các tế bào thần kinh khác nhau.
Tế bào thần kinh cũng có thể được phân chia do cách chúng tiết ra chất dẫn truyền thần kinh (những chất này - sẽ được thảo luận ở phần sau - chịu trách nhiệm về khả năng truyền thông tin giữa các tế bào thần kinh).
Trong cách tiếp cận này, người ta có thể liệt kê, trong số những người khác:
- tế bào thần kinh dopaminergic (tiết dopamine)
- tế bào thần kinh cholinergic (giải phóng acetylcholine)
- tế bào thần kinh noradrenergic (tiết ra norepinephrine)
- tế bào thần kinh serotonergic (giải phóng serotonin)
- Tế bào thần kinh dị ứng GABA (giải phóng GABA)
Neuron (tế bào thần kinh): chức năng
Về cơ bản, các chức năng cơ bản của tế bào thần kinh đã được đề cập trước đó: các tế bào này có nhiệm vụ nhận và truyền các xung thần kinh. Tuy nhiên, nó không diễn ra như một chiếc điện thoại điếc, nơi các tế bào nói chuyện với nhau, mà thông qua các quá trình phức tạp đơn giản đáng xem xét.
Việc truyền xung động giữa các nơ-ron thần kinh có thể thực hiện được nhờ vào các kết nối cụ thể giữa chúng - các khớp thần kinh. Có hai loại khớp thần kinh trong cơ thể con người: điện (trong đó tương đối ít) và hóa học (chiếm ưu thế, đây là những gì liên quan đến chất dẫn truyền thần kinh).
Có ba phần của khớp thần kinh:
- chấm dứt tiền synap
- khe hở tiếp hợp
- chấm dứt sau synap
Đầu cuối trước synap là nơi giải phóng chất dẫn truyền thần kinh - chúng đi đến khe hở synap. Ở đó chúng có thể liên kết với các thụ thể ở đầu cuối sau synap. Cuối cùng, sau khi được kích thích bởi các chất dẫn truyền thần kinh, sự kích thích có thể được kích hoạt và cuối cùng là sự truyền thông tin từ tế bào thần kinh này sang tế bào thần kinh khác.
Nghỉ ngơi và tiềm năng hoạt động - truyền xung động
Nghỉ ngơi và tiềm năng hoạt động - truyền xung động
Ở đây cần nhắc đến một hiện tượng khác liên quan đến việc truyền tín hiệu giữa các tế bào thần kinh - điện thế hoạt động.
Trên thực tế, khi nó được tạo ra, nó bắt đầu lan truyền dọc theo sợi trục và nó có thể đạt đến điểm mà một chất dẫn truyền thần kinh sẽ được giải phóng từ đầu của nó - đó là kết thúc tiền synap, nhờ đó kích thích sẽ lan rộng hơn.
Các tế bào thần kinh hiện không gửi bất kỳ xung động nào, tức là phần nào đang nghỉ ngơi, có cái gọi là điện thế nghỉ - phụ thuộc vào sự khác biệt về nồng độ của các cation khác nhau giữa bên trong tế bào thần kinh và môi trường bên ngoài.
Lý do chính cho sự khác biệt này là các cation natri (Na +), kali (K +) và clorua (Cl-).
Nói chung, bên trong tế bào thần kinh mang điện tích âm so với bên ngoài của nó - khi sóng kích thích đến nó, tình trạng này sẽ thay đổi và nó trở nên tích điện dương hơn nhiều.
Khi điện tích bên trong tế bào thần kinh đạt đến giá trị được gọi là điện thế ngưỡng, kích thích được kích hoạt - xung động được "bắn" qua toàn bộ chiều dài của sợi trục.
Ở đây cần nhấn mạnh rằng các tế bào thần kinh luôn gửi cùng một loại xung động - bất kể kích thích đến chúng mạnh đến mức nào, chúng luôn đáp ứng với cùng một lực (thậm chí còn được đề cập rằng chúng gửi xung động theo nguyên tắc "tất cả hoặc không có gì" ).
Khử cực và tăng cực tím
Ở đây người ta thường xuyên đề cập rằng khi các chất dẫn truyền thần kinh đến một tế bào thần kinh thông qua khớp thần kinh, nó sẽ dẫn đến việc truyền một xung thần kinh. Tuy nhiên, nếu chỉ mô tả như vậy sẽ là một lời nói dối - chất dẫn truyền thần kinh có thể được chia thành kích thích và ức chế theo hai cách.
Đầu tiên trong số này thực sự dẫn đến sự khử cực, dẫn đến việc truyền thông tin giữa các tế bào thần kinh.
Tuy nhiên, cũng có những chất dẫn truyền thần kinh ức chế - khi chúng đến được tế bào thần kinh - dẫn đến hiện tượng siêu phân cực (tức là làm giảm điện thế của tế bào thần kinh), có nghĩa là tế bào thần kinh trở nên kém hơn nhiều khả năng truyền xung động.
Trái ngược với vẻ bề ngoài, sự ức chế các tế bào thần kinh là cực kỳ quan trọng - nhờ nó mà sự tái tạo hoặc "nghỉ ngơi" của các tế bào thần kinh mới có thể thực hiện được.
Mạng nơron
Khi thảo luận về chức năng của các tế bào thần kinh, điều đáng nói ở đây là không phải từng tế bào thần kinh mới là quan trọng, mà là toàn bộ mạng lưới của chúng. Trong cơ thể con người có rất nhiều cái gọi là mạng nơ ron. Chúng có thể bao gồm, ví dụ, một tế bào thần kinh cảm giác, một tế bào thần kinh đệm và một tế bào thần kinh vận động. Để minh họa hoạt động của một mạng lưới như vậy, có thể đưa ra một tình huống ví dụ: vô tình chạm tay vào bấc của ngọn nến đang cháy.
Thực tế là chúng ta đã làm điều đó được thông báo bởi tế bào thần kinh cảm giác - nó nhận được kích thích cảm giác liên quan đến nhiệt độ cao. Nó truyền thông tin xa hơn - nó thường làm điều đó với sự trợ giúp của interneuron, nhờ đó thông điệp về kích thích có hại đến được các cấu trúc của hệ thần kinh trung ương. Ở đó, nó được xử lý, và cuối cùng - nhờ tế bào thần kinh vận động - một tín hiệu được gửi từ các cơ thích hợp, dẫn đến việc chúng ta rút tay ra khỏi bấc đèn theo bản năng.
Một ví dụ khá đơn giản về mạng lưới thần kinh được mô tả ở đây, nhưng nó có thể cho thấy mối quan hệ giữa các tế bào thần kinh riêng lẻ phức tạp như thế nào và tại sao các tế bào thần kinh và chức năng của chúng lại quan trọng đối với hoạt động của con người.
Nguồn:
- Lodish H. và cộng sự, "Tổng quan về cấu trúc và chức năng của nơron," Sinh học tế bào phân tử. Ấn bản lần thứ 4, New York, 2000
- H. Krauss, P. Sosnowski (eds)., Các nguyên tắc cơ bản của sinh lý học con người, Wyd. Đại học Khoa học Poznań, 2009, Poznań, trang 258-274
- Cấu trúc của não
- Hệ thần kinh ngoại biên
- Tủy sống
