Neirons

Ar zaļi fluorescējošā proteīna palīdzību iekrāsots peles galvas smadzeņu piramidālais neirons

Neirons (grieķu: νεῦρον (neuron) — 'dzīsla, nervs'; dažreiz tiek saukts arī par neirocītu vai nervu šūnu) ir nervu sistēmas pamatvienība, kas sastāv no šūnas ķermeņa un izaugumiem un vada nervu impulsus. Tās ir elektriski kairināmas šūnas, kuras apstrādā un nodod tālāk informāciju. Mugurkaulniekiem neironi ir smadzeņu un muguras smadzeņu galvenā sastāvdaļa.

Neironi ir uzbudināmas nervu sistēmas šūnas. Atšķirībā no gliālajām šūnām neironi ir spējīgi ģenerēt darbības potenciālus (uzbudināties) un sūtīt uzbudinošus signālus. Neironi ir ļoti specializētas šūnas, kas visā sava mūža gaitā nedalās.

Apraksts

Nervu audi sastāv no nervu šūnām jeb neironiem un neiroglijas šūnām. Neiroblasts ir neirona prekursors. Neiroblastam diferencējoties, neironā veidojas neironam specifiskas daļas, kuras ļauj tam izpildīt atbilstošas funkcijas. Diferenciācijas beigās ir nobriedušais neirons.

Neironi veido galvas un muguras smadzeņu pelēko vielu un atrodas citos mazākos nervu šūnu sakopojumos — ganglijos. Katrs neirons ir šūna, no kuras atiet viens garš izaugums — mielinizēts aksons un vairāki mazi — dendrīti. Aksoni var veidoties no dendrītu proksimālās daļas. Šūnas ķermeni jeb centrālo daļu sauc par perikarionu. Neirona diametrs ir 4—135 µm.

Morfoloģija

a — dendrīts
b — neirona ķermenis
c — kodols
d — aksona pauguriņš
e — aksons
f — Švāna šūna
g — Ranvjē iežmauga
h — aksona termināls

Neirons sastāv no ķermeņa, dendrītiem un aksona.

Ķermenis jeb soma ir neirona centrālais veidojums, no kura atzarojas viens vai vairāki izaugumi un kas veic dendrītu un aksonu augšanu embrioģenēzē, kā arī aksonu reģenerēšanu. Lielāko neironu ķermeņa diametrs ir līdz 100 µm un vairāk, pašai mazākajai šūnai tas ir apmēram 5 µm.

Dendriskā zona ir receptoriska membrāna, kura sastāv augošiem no ķermeņa dendrītiem, ar kuriem veidojas citu neironu sinaptiskie kontakti vai kuri diferencējas struktūrā, kura transformē ārvides ietekmi elektriskā aktivitātē.

Dendrīts ir citoplazmatiskais izaugums.

Aksons ir citoplazmatiskais izaugums, kas nereti ir sazarots un pagarināts. Strukturāli un funkcionāli pielāgots nervu impulsu vadīšanai no dendriskās zonas. Mugurkaulniekiem tam var būt mielīna apvalks, kas veidots ar glijas šūnām.

Telodendriskā zona ir sazaroti un dažādi diferencēti aksonu gali, kuriem piemīt membrānas un citoplazmatiskā specializācija, kura ir saistīta ar sinaptisko signāla nosūtīšanas vai neirosekretorisko aktivitāti.

Sinapse ir funkcionāls neironu savienojums, ar kura palīdzību notiek elektrisko signālu nodošana starp šūnām. Ir divi sinapšu tipi:

• Elektriskā sinapse veido elektrisko saiti starp neironiem.
• Ķīmiskā sinapse sūta uz šūnu-mērķi signālu starpniekmolekulas jeb neiromediatora eksocitozes veidā. Mediators atrodas īpašos mazos pūslīšos (vezikulos) tuvu pie sinaptiskās spraugas.

Citoplazmatiskā membrāna ierobežo šūnas iekšējo vidi no ārvides. Tā sastāv no lipīdu un olbaltumvielu komponentiem, kuri atrodas šķidri kristāliskā stāvoklī: membrānas dubultslāni sastāda lipīdi, kuri veido matriksu, kur olbaltumvielu kompleksi ir pilnīgi vai daļēji iegremdēti. Plazmatiskā membrāna regulē vielmaiņu starp šūnu un ārējo vidi un kalpo par elektriskās aktivitātes strukturālu pamatu.

Kodols ierobežots no citoplazmas ar divām membrānām, viena no tām ir virzīta uz kodolu, otra — uz citoplazmu. Abas membrānas dažās vietās apvienojas, veidojot poras kodola apvalkā, kuras kalpo vielu transportam starp kodolu un citoplazmu. Kodols kontrolē neirona diferencēšanos gala formā, kura mēdz būt ļoti sarežģīta un nosaka starpšūnu saistīšanās raksturu. Neirona kodolā parasti atrodas kodoliņš.

Neironu tipi

Neironu veidi:
1 Unipolārie neironi
2 Bipolārie neironi
3 Multipolārie neironi
4 Pseidounipolārie neironi

Visus neironus ir pieņemts iedalīt vairākos tipos, pamatojoties uz atzarojumu (dendrītu, aksonu) skaitu un formām. Ir četri neironu anatomiski tipi:

• unipolāri neironi ir nervu šūnas, no kuru ķermeņa atzarojas tikai viens atzarojums. Atzarojums, izejot no šūnas ķermeņa, var sadalīties divos: aksonā un dendrītā, šajā gadījumā tos sauc par pseidounipolāriem neironiem. Šīm šūnām ir raksturīga noteikta lokalizācija. Tās pieder pie nespecifiskas sensoriskas modalitātes (sāpju, temperatūras, taktilas, proprioreceptīvas) un atrodas sensoriskos mezglos (piemēram, spinālos).
• bipolārie neironi ir nervu šūnas, kurām ir viens aksons un viens dendrīts. Tie ir raksturīgi sensorām (redzes, dzirdes, ožas) sistēmām.
• multipolāri neironi ir nervu šūnas, kurām ir viens aksons un vairāki dendrīti. Tādam neironu tipam atbilst vairākums no centrālas nervu sistēmas neironiem. Vadoties no šo šūnu formu īpašībām, tās iedala vēl dažos subveidos (piemēram, vārpstveida, zvaigžņveidīgās, maisveida, paramidālās u.t.t.). Tikai galvas smadzeņu garozā ir līdz 60 šūnu ķermeņu variantu.

Informācija par neironu formu, to lokalizāciju un izaugumu virzienu ir ļoti svarīga, jo ļauj izprast kūlīšu kvalitāti un skaitu, kas aiziet līdz tiem (dendrītu koka struktūra), un punktus, kur šie izaugumi tiek sūtīti.

Pēc atrašanās vietas (lokalizācijas) neironu iedala centrālajos un perifēriskos. Centrālie neironi ir tie neironi, kuru ķermeņi atrodas centrālās nervu sistēmas (CNS) robežās. Perifēriskie neironi pieder pie perifēriskās nervu sistēmas (PNS). Tie var atrasties spināli-medulārajos ganglijos, kraniāli-cerebrālajos nervu ganglijos, veģetatīvās nervu sistēmas ganglijos.

Fizioloģija

Pa aksonu uz cita neirona dendrītiem un ķermeni sūtamais signāls

Neirons ir specializēta funkcionālā vienība. Neironi ir jutīgi pret kairinātāja ietekmi, ir spējīgi sniegt elektriskus impulsus no perifēriem receptoriem uz orgāniem-izpildītājiem. Pēc izpildāmām funkcijām neironus iedala trijās pamatgrupās:

• aferentie neironi (jušanas) uztver kairinājumu un nosūt informāciju uz CNS;
• eferentie neironi (centrbēdzes) pārnes informāciju no CNS uz perifēriju;
• kontakta neironi pārsūt informāciju CNS iekšienē — no aferentiem neironiem uz eferentiem. Sakarā ar izraisāmo efektu kontakta neironi iedalās nākamos veidos:

• uzbudinošie, kuri uzbudinoši ietekmē eferentus neironus;
• kavējošie, kuri kavējoši ietekmē eferentus neironus.

Neironus var iedalīt pēc sinapse saturama mediatora:

• holinerģiski neironi, kuru mediators ir acetilholīns;
• adrenerģiski neironi, kuru mediatori ir adrenalīns un noradrenalīns.

Neirona funkcijas ir trofiska, ģeneratora, uzbudināmības pārvadīšana un bioloģiski aktīvo vielu sintēze un sekrēcija. Viens neirons spēj sintezēt tikai vienu mediatora veidu.

Aksonālais transports

Vielu transports pa aksonu ir saistīts ar neirofilamentiem, aktīna diedziņiem, kā arī proteīniem kinezīnu vai dineīnu.Tā kā vielu sintēzes procesi norit galvenokārt ķermenī, nepieciešama speciāla transportsistēma, kas minētās vielas pārvietotu pa aksonu. Tā ir divvirzienu transportsistēma, jo aksonā izšķir anterogrādo un retrogrādo transportu.

• Anterogrādais transports ir šūnas materiālu pārvietošana aksonā projām no perikariona (šūnas ķermeņa). Prom no perikariona pa aksonu virzās viss, kas nepieciešamais aksona struktūras atjaunošanai. Bez tam anterogrādi virzās mediatoru vai to priekšteču molekulas un mediatoru sintēzes fermenti.
• Savukārt retrogrādais transports ir vielu pārvietošana pretējā virzienā. Retrogrādi virzās izlietoti membrānu pūslīši, kurus perikarionā sagremo lizosomas. Daži šūnas materiāli tiek transportēti ar nelielu ātrumu — no 0,1 līdz 10 mm diennaktī. Pēc būtības tas ir jaunās aksoplazmas lēnais anterogrādais transports kopā ar citoskeleta komponentiem. Savukārt ātrais anterogrādais transports (100—400 mm diennaktī) ir saistīts ar organellu (mitohondriju, graudainā endoplazmatiskā tīkla) un transportpūslīšu pārvietošanos. Šis transporta veids ir atkarīgs no proteīna kinezīna. Ātro retrogrādo transportu nodrošina cita olbaltumviela dineīns. Šajā gadījumā uz perikarionu pārvietojas ne tikai bojātās organellas, bet normālos apstākļos arī nervu augšanas faktors, savukārt infekcijas slimības gadījumā — arī daži neirotropiskie vīrusi un bakteriālie toksīni, kurus šūna endocitozes ceļā uzņem no sinaptiskās spraugas.