Neurone: struttura e funzioni della cellula nervosa

Il neurone, o cellula nervosa, è l'elemento base del sistema nervoso. Sono i neuroni che sono responsabili del fatto che proviamo dolore, possiamo leggere questo testo in questo momento e grazie a loro è possibile muovere la nostra mano, gamba o qualsiasi altra parte del corpo. Lo svolgimento di funzioni così importanti è possibile grazie alla complessa struttura e fisiologia dei neuroni. Allora come si costruisce una cellula nervosa e quali sono le sue funzioni?

Sommario

1. Neurone (cellula nervosa): sviluppo
2. Neurone (cellula nervosa): struttura generale
3. Neurone (cellula nervosa): tipi
4. Neurone (cellula nervosa): funzioni
5. Potenziale di riposo e di azione - trasmissione dell'impulso
6. Depolarizzazione e iperpolarizzazione
7. Ipertensione - dieta
8. Reti neurali

I neuroni (cellule nervose), insieme alle cellule gliali, sono gli elementi costitutivi di base del sistema nervoso. Il mondo iniziò a conoscere la complessa struttura e le funzioni delle cellule nervose principalmente dopo il 1937 - fu allora che JZ Young propose che il lavoro sulle proprietà dei neuroni fosse svolto sulle cellule di calamaro (poiché sono molto più grandi delle cellule umane, tutti gli esperimenti sono sicuramente condotti su di loro). Più facile).

Al giorno d'oggi, è ovviamente possibile condurre ricerche anche sulle cellule umane più piccole, ma a quel tempo il modello animale ha contribuito in modo significativo alla scoperta della fisiologia delle cellule nervose.

Il neurone è l'elemento costitutivo di base del sistema nervoso e la complessità del sistema nervoso dipende essenzialmente da quante di queste cellule si trovano nel corpo.

Ad esempio, i nematodi ricercati in diversi laboratori hanno solo 300 neuroni.

Il noto moscerino della frutta ha decisamente più cellule nervose, circa centomila. Questo numero non è nulla se si considera quanti neuroni ha una persona: si stima che ce ne siano diversi miliardi nel sistema nervoso umano.

Neurone (cellula nervosa): sviluppo

Il processo di creazione delle cellule nervose è noto come neurogenesi. In generale, nell'organismo in via di sviluppo (specialmente durante la vita intrauterina) i neuroni derivano da cellule staminali neurali e quelle cellule nervose che sorgono poi generalmente non subiscono più la divisione cellulare.

In passato, si credeva che dopo lo sviluppo negli esseri umani, non si fossero formate nuove cellule nervose. Tale convinzione indicava quanto fossero pericolose tutte le malattie che portano alla perdita di cellule nervose (stiamo parlando di varie malattie neurodegenerative).

Tuttavia, ora è noto che in alcune regioni del cervello è possibile creare nuovi neuroni anche in età adulta - tali regioni si sono rivelate l'ippocampo e il bulbo olfattivo.

Neurone (cellula nervosa): struttura generale

Il neurone può essere diviso in tre parti, che sono:

• corpo delle cellule nervose (perikaryon)
• dendriti (sporgenze multiple, di solito piccole, che sporgono dal perikaryon)
• assone (una singola, lunga appendice che si estende dal corpo di una cellula nervosa)

Il corpo della cellula nervosa, come le altre sue parti, è ricoperto da una membrana cellulare. Contiene tutti gli organelli cellulari di base, come:

• il nucleo cellulare
• ribosomi
• reticolo endoplasmatico (gli aggregati del reticolo con ribosomi riccamente sparsi al suo interno sono chiamati granuli di Nissel - sono caratteristici delle cellule nervose e sono presenti in essi a causa del fatto che i neuroni producono molte proteine)

I dendriti sono i principali responsabili della ricezione delle informazioni che fluiscono alla cellula nervosa. Ci sono molte sinapsi alle loro estremità. Potrebbero esserci solo pochi dendriti su una cellula nervosa e potrebbe averne così tanti che alla fine costituiranno fino al 90% dell'intera superficie di un dato neurone.

L'assone, d'altra parte, è una struttura molto diversa. È una singola appendice che si estende dal corpo della cellula nervosa. La lunghezza di un assone può essere estremamente diversa - proprio come alcuni di essi sono solo pochi millimetri, nel corpo umano puoi trovare assoni lunghi molto più di un metro.

Il ruolo dell'assone è trasmettere il segnale che è stato ricevuto dai dendriti ad altre cellule nervose. Alcuni di loro sono ricoperti da una guaina speciale - si chiama guaina mielinica e consente una trasmissione molto più rapida degli impulsi nervosi.

I corpi delle cellule nervose possono essere trovati in strutture strettamente definite del sistema nervoso: sono presenti principalmente nel sistema nervoso centrale e nel sistema nervoso periferico - si trovano anche nel cosiddetto gangli. I grappoli di assoni, che provengono da molte cellule nervose diverse e sono ricoperti da membrane appropriate, sono a loro volta chiamati nervi.

Neurone (cellula nervosa): tipi

Esistono almeno diverse divisioni di cellule nervose. I neuroni possono essere divisi, ad esempio, a causa della loro struttura, dove si distinguono quanto segue:

• neuroni unipolari: così chiamati perché hanno una sola estensione
• neuroni bipolari: cellule nervose che hanno un assone e un dendrite
• neuroni multipolari: hanno tre o molte più estensioni

Un'altra divisione dei neuroni si basa sulla lunghezza dei loro assoni. In questo caso, vengono elencati i seguenti:

• Neuroni di proiezione: hanno assoni estremamente lunghi che consentono loro di inviare impulsi a parti del corpo, anche molto distanti dai loro perikaryons
• neuroni con assoni corti: il loro compito è trasmettere le eccitazioni solo tra le cellule nervose situate nelle loro immediate vicinanze

Di solito, tuttavia, la divisione più appropriata delle cellule nervose si basa sulla loro funzione nel corpo. In questo caso, ci sono tre tipi di cellule nervose:

• neuroni motori (noti anche come centrifughi o efferenti): sono responsabili dell'invio di impulsi dal sistema nervoso centrale alle strutture esecutive, ad esempio ai muscoli e alle ghiandole
• neuroni sensoriali (noti anche come afferenti centripeti): percepiscono vari tipi di stimoli sensoriali, incl. termico, toccare o annusare e trasmettere le informazioni ricevute alle strutture del sistema nervoso centrale
• neuroni associativi (noti anche come interneuroni, neuroni intermedi): sono intermediari tra neuroni sensoriali e motori, il loro ruolo è generalmente quello di trasmettere informazioni tra diverse cellule nervose

I neuroni possono anche essere divisi a causa del modo in cui secernono i neurotrasmettitori (queste sostanze - di cui parleremo più avanti - sono responsabili della possibilità di trasmettere informazioni tra i neuroni).

In questo approccio, si possono elencare, tra gli altri:

• neuroni dopaminergici (secernenti dopamina)
• neuroni colinergici (rilascio di acetilcolina)
• neuroni noradrenergici (secernono noradrenalina)
• neuroni serotoninergici (rilascia serotonina)
• Neuroni GABAergici (rilascio GABA)

Neurone (cellula nervosa): funzioni

Fondamentalmente, le funzioni di base del neurone sono state menzionate prima: queste cellule sono responsabili della ricezione e della trasmissione degli impulsi nervosi. Tuttavia, non si svolge come un telefono sordo, dove le cellule parlano tra loro, ma attraverso processi complicati che meritano semplicemente di essere osservati.

La trasmissione degli impulsi tra i neuroni è possibile grazie a connessioni specifiche tra loro - le sinapsi. Esistono due tipi di sinapsi nel corpo umano: elettrica (di cui ce ne sono relativamente poche) e chimica (dominante, questi sono i neurotrasmettitori a cui sono legati).

Ci sono tre parti della sinapsi:

• terminazione presinaptica
• fessura sinaptica
• terminazione postsinaptica

L'estremità presinaptica è il sito da cui vengono rilasciati i neurotrasmettitori: vanno alla fessura sinaptica. Lì possono legarsi ai recettori nel terminale postsinaptico. Infine, dopo la stimolazione da parte dei neurotrasmettitori, può essere attivata l'eccitazione e infine la trasmissione di informazioni da una cellula nervosa all'altra.

Potenziale di riposo e di azione - trasmissione dell'impulso

Potenziale di riposo e di azione - trasmissione dell'impulso

Qui vale la pena menzionare un altro fenomeno legato alla trasmissione di segnali tra le cellule nervose: il potenziale d'azione.

Infatti, quando viene generato, inizia a diffondersi lungo l'assone e può portare al rilascio di un neurotrasmettitore dalla sua estremità - che è la fine presinaptica - grazie al quale l'eccitazione si diffonderà ulteriormente.

Le cellule nervose che attualmente non inviano alcun impulso, cioè sono un po 'a riposo, hanno il cosiddetto potenziale di riposo - dipende dalla differenza nelle concentrazioni di vari cationi tra l'interno della cellula nervosa e l'ambiente esterno.

Le ragioni principali di questa differenza sono i cationi sodio (Na +), potassio (K +) e cloruro (Cl-).

In generale, l'interno del neurone è caricato negativamente rispetto al suo esterno - quando l'onda di eccitazione lo raggiunge, questa situazione cambia e diventa molto più carica positivamente.

Quando la carica all'interno del neurone raggiunge il valore noto come potenziale di soglia, viene attivata l'eccitazione - l'impulso viene "sparato" attraverso l'intera lunghezza dell'assone.

Va sottolineato qui che le cellule nervose inviano sempre lo stesso tipo di impulso - non importa quanto sia forte la stimolazione che li raggiunge, rispondono sempre con la stessa forza (si dice anche che inviano impulsi secondo il principio "tutto o niente" ).

Depolarizzazione e iperpolarizzazione

È costantemente menzionato qui che quando i neurotrasmettitori raggiungono una cellula nervosa attraverso le sinapsi, si traduce nella trasmissione di un impulso nervoso. Tuttavia, questa descrizione da sola sarebbe una bugia: i neurotrasmettitori possono essere suddivisi in eccitatori e inibitori in due modi.

Il primo di questi porta effettivamente alla depolarizzazione, che si traduce nel trasferimento di informazioni tra le cellule nervose.

Tuttavia, ci sono anche neurotrasmettitori inibitori che - quando raggiungono il neurone - portano all'iperpolarizzazione (cioè all'abbassamento del potenziale della cellula nervosa), il che significa che il neurone diventa molto meno capace di trasmettere impulsi.

Contrariamente alle apparenze, l'inibizione delle cellule nervose è estremamente importante - è grazie ad essa che è possibile la rigenerazione o il "riposo" delle cellule nervose.

Reti neurali

Quando si discute delle funzioni delle cellule nervose, vale la pena ricordare qui che non sono i singoli neuroni ad essere importanti, ma le loro intere reti. Nel corpo umano ci sono eccezionalmente molti cosiddetti reti neurali. Possono includere, ad esempio, un neurone sensoriale, un interneurone e un motoneurone. Per illustrare il funzionamento di una tale rete, si può fornire una situazione di esempio: toccare accidentalmente lo stoppino di una candela accesa con una mano.

Il fatto che l'abbiamo fatto è informato dal neurone sensoriale: è quello che riceve gli stimoli sensoriali associati all'alta temperatura. Trasmette ulteriormente le informazioni - di solito lo fa con l'aiuto dell'interneurone, grazie al quale il messaggio sullo stimolo dannoso raggiunge le strutture del sistema nervoso centrale. Lì viene elaborato e infine - grazie al motoneurone - viene inviato un segnale dai muscoli appropriati, che porta al fatto che istintivamente ritiriamo la nostra mano dallo stoppino acceso.

Qui viene descritto un esempio abbastanza semplice di una rete neurale, ma probabilmente mostra quanto sia complicata la relazione tra i singoli neuroni e perché le cellule nervose e la loro funzione sono così importanti per il funzionamento umano.

Fonti:

1. Lodish H. et al., "Overview of Neuron Structure and Function", Molecular Cell Biology. 4a edizione, New York, 2000
2. H. Krauss, P. Sosnowski (eds)., Fondamenti di fisiologia umana, Wyd. Università scientifica di Poznań, 2009, Poznań, pp. 258-274

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• Sistema nervoso periferico
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