Przy schemacie neuronu łatwo pomylić rozgałęzione „wejścia” z długim „wyjściem”. Zwykle sygnały docierają przez dendryty do ciała komórki, a dalej biegną aksonem, choć szczegóły tej drogi zależą od typu neuronu.
Neuron odbiera sygnały, przetwarza je i przekazuje dalej
- Dendryty odbierają sygnały, a ciało komórki pomaga je integrować.
- Akson przewodzi potencjał czynnościowy do zakończeń, które kontaktują się z inną komórką.
- Odcinek początkowy aksonu zwykle inicjuje potencjał czynnościowy.
- Mielina osłania część aksonów, a przewężenia Ranviera umożliwiają skokowe przewodzenie sygnału.
- Schemat jest uproszczeniem: neurony czuciowe mogą mieć nietypowy układ wypustek.
Dendryty odbierają sygnały, a akson przekazuje je dalej
Neuron przypomina rozłożyste drzewo połączone z długim przewodem. Dendryty to jego rozgałęzione wypustki odbierające sygnały; ciało komórki, zwane też somą lub perikarionem, zawiera jądro i większość struktur potrzebnych do utrzymania komórki.
W typowym schemacie sygnały z dendrytów docierają do somy, a potem do aksonu, pojedynczej wypustki przewodzącej pobudzenie ku zakończeniom. Na końcu aksonu znajdują się kolbki synaptyczne, które przekazują sygnał kolejnej komórce przez synapsę. To poręczny skrót, ale na rysunku zwykle pomija się miejsce, w którym neuron podejmuje „decyzję” o wysłaniu impulsu.
W ciele komórki znajduje się jądro, a w cytoplazmie między innymi mitochondria i siateczka śródplazmatyczna. Ciałka Nissla, widoczne w somie i dendrytach, to skupiska szorstkiej siateczki z rybosomami, które uczestniczą w produkcji białek. Akson nie zawiera ciałek Nissla, co pomaga odróżnić go od pozostałych części komórki na preparacie histologicznym.
Impuls zwykle rozpoczyna się w odcinku początkowym aksonu
Na styku ciała komórki i aksonu znajduje się odcinek, który działa jak punkt startowy. To odcinek początkowy aksonu (AIS, od angielskiego *axon initial segment*), gdzie w wielu neuronach rozpoczyna się potencjał czynnościowy, czyli krótka zmiana napięcia błony przewodzona wzdłuż aksonu.
Sygnały pobudzające i hamujące docierające do neuronu sumują się, a ich wynik wpływa na to, czy komórka wyśle impuls. W przeglądzie opublikowanym w „The Journal of Neuroscience” opisano AIS jako wyspecjalizowany fragment aksonu, który inicjuje i kształtuje potencjał czynnościowy. Jeśli na schemacie trzeba wskazać początek impulsu, szukaj AIS, a nie samego zakończenia aksonu.
Uważam, że ten szczegół najlepiej porządkuje całą mapę neuronu: dendryty zbierają sygnały, soma je integruje, a odcinek początkowy rozstrzyga, czy powstanie impuls. Nie oznacza to jednak, że każda komórka nerwowa wygląda jak klasyczny rysunek z podręcznika.
Mielina przyspiesza przewodzenie, ale nie otula całego aksonu
Niektóre aksony są otoczone osłonką mielinową, która izoluje ich błonę i usprawnia przewodzenie impulsu. Mielina nie tworzy ciągłej rurki: między jej odcinkami pozostają przewężenia Ranviera, czyli krótkie fragmenty aksonu bez tej osłony.
Włókna mielinowe przewodzą sygnał skokowo, od jednego przewężenia do kolejnego. W ośrodkowym układzie nerwowym mielinę wytwarzają oligodendrocyty, a w obwodowym układzie nerwowym komórki Schwanna. Brak osłonki na rysunku nie musi oznaczać błędu, bo istnieją także aksony bezmielinowe.
Według materiału Zintegrowanej Platformy Edukacyjnej regeneracja uszkodzonego aksonu może zachodzić w obwodowym układzie nerwowym przy udziale komórek glejowych, podczas gdy w ośrodkowym środowisko może ją utrudniać. To przypomnienie, że akson nie jest samodzielnym przewodem: jego funkcjonowanie zależy też od otaczających go komórek.
Nie każdy neuron ma klasyczne dendryty i jeden długi akson
Podręcznikowy neuron wielobiegunowy ma wiele dendrytów i jeden akson, ale to tylko jeden z układów. Neuron rzekom jednobiegunowy, typowy dla wielu komórek czuciowych w zwojach rdzeniowych, ma wypustkę rozdzielającą się na dwie gałęzie; sygnał może przebyć drogę od obwodu do rdzenia bez przechodzenia najpierw przez ciało komórki.
Inny przykład stanowią neurony dwubiegunowe, spotykane między innymi w siatkówce i układzie węchowym: mają jedną wypustkę dendrytyczną i jedną aksonalną. Z kolei komórki Purkinjego w móżdżku wyróżnia rozbudowane drzewko dendrytyczne. Te przykłady pokazują, że liczba i układ wypustek zależą od zadania komórki.
Popularna reguła „dendryty odbierają, akson wysyła” dobrze opisuje typowy kierunek przepływu informacji w pojedynczym neuronie. Staje się myląca, gdy traktuje się ją jak sztywną definicję każdej komórki i całej sieci: neurony rzekom jednobiegunowe mają wyjątkowy przebieg wypustki, a sygnały w obwodach nerwowych mogą wracać pętlami do wcześniejszych etapów.
Na schemacie najpierw ustal, czy patrzysz na komórkę czy połączenie
Na rysunku łatwo uznać synapsę za część neuronu, choć jest to miejsce kontaktu między komórkami. W synapsie chemicznej zakończenie aksonu uwalnia neuroprzekaźnik do szczeliny synaptycznej, a cząsteczka ta wiąże się z receptorami po drugiej stronie. Kolbka synaptyczna należy do neuronu wysyłającego, natomiast błona postsynaptyczna należy do komórki odbierającej.
| Sytuacja na schemacie | Co może oznaczać | Jak to odczytać |
|---|---|---|
| Wypustka jest krótka i mocno rozgałęziona | Najpewniej dendryt odbierający sygnały | Sprawdź, czy odchodzi od somy i czy ma kolce dendrytyczne |
| Długa wypustka kończy się kolbkami przy innej komórce | Akson z zakończeniami presynaptycznymi | Szukaj synapsy i błony postsynaptycznej po drugiej stronie szczeliny |
| Akson ma segmenty osłonki i przerwy między nimi | Włókno mielinowe z przewężeniami Ranviera | Nie traktuj przerw jako uszkodzeń; są elementem układu przewodzącego |
| Ciało komórki leży z boku długiej drogi czuciowej | Możliwy neuron rzekom jednobiegunowy | Prześledź obie gałęzie wypustki, zamiast zakładać typowy układ soma-akson |
Jeśli polecenie dotyczy miejsca przekazania sygnału, wskaż synapsę; jeśli pyta o początek potencjału czynnościowego, szukaj odcinka początkowego aksonu. Rozdzielenie tych dwóch punktów pozwala uniknąć częstego błędu: przypisywania całej drogi impulsu jednemu miejscu.
Najłatwiej zapamiętać neurona jako drogę z wyjątkami
Najprostszy obraz nadal się przydaje: dendryty odbierają, soma integruje, akson przewodzi, a synapsa przekazuje sygnał dalej. Wystarczy jednak pamiętać o dwóch korektach: impuls zwykle zaczyna się w AIS, a neurony czuciowe mogą mieć inną geometrię niż szkolny schemat.
Tekst ma charakter informacyjny i nie zastępuje porady lekarza. Jeśli pytanie o budowę neuronu wiąże się z objawami lub wynikiem badania, skonsultuj ich interpretację z lekarzem.