Pencapaian terbesar evolusi adalah otak dan sistem saraf organisme yang berkembang, dengan jaringan informasi yang semakin kompleks berdasarkan reaksi kimia. Impuls saraf yang berjalan di sepanjang proses neuron adalah intisari dari aktivitas manusia yang kompleks. Sebuah impuls muncul di dalamnya, ia bergerak di sepanjang mereka, dan neuronlah yang menganalisisnya. Proses neuron adalah bagian fungsional utama dari sel-sel khusus sistem saraf ini, dan kita akan membicarakannya.
Asal usul neuron
Pertanyaan tentang asal usul sel khusus masih terbuka sampai sekarang. Setidaknya ada tiga teori tentang hal ini - Kleinenberg (Kleinenberg, 1872), saudara Hertwig (Hertwig, 1878) dan Zavarzin (Zavarzin, 1950). Semuanya bermuara pada fakta bahwa neuron muncul dari sel ektodermal sensitif primer, dan pendahulunya adalah protein globular yang digabungkan menjadi bundel. Protein yang selanjutnya menerima selulermembran, ternyata mampu merasakan iritasi, menghasilkan dan melakukan eksitasi.
Gagasan modern tentang struktur neuron dan proses
Sel khusus jaringan saraf terdiri dari:
- Soma atau badan neuron, yang berisi organel, neurofibril, dan nukleus.
- Banyak proses pendek dari neuron yang disebut dendrit. Fungsinya adalah untuk merasakan gairah.
- Satu proses panjang neuron - akson, ditutupi seperti "cengkeraman" dengan selubung mielin. Fungsi utama akson adalah untuk melakukan eksitasi.
Semua struktur neuron memiliki struktur membran yang berbeda dan semuanya sangat berbeda. Di antara banyak neuron (ada sekitar 25 miliar dari mereka di otak kita) tidak ada kembar mutlak baik dalam penampilan maupun dalam struktur dan, yang paling penting, secara spesifik berfungsi.
Proses singkat neuron: struktur dan fungsi
Tubuh neuron memiliki banyak proses pendek dan bercabang, yang disebut pohon dendritik atau daerah dendritik. Semua dendrit memiliki banyak cabang dan titik kontak dengan neuron lain. Jaringan persepsi ini meningkatkan tingkat pengumpulan informasi dari lingkungan sekitar neuron. Semua dendrit memiliki fitur berikut:
- Mereka relatif pendek - hingga 1 milimeter.
- Mereka tidak memiliki selubung mielin.
- Proses neuron ini dicirikan oleh adanya ribonukleotida, retikulum endoplasma dan jaringan mikrotubulus yang luas, yang memilikikeunikan.
- Mereka memiliki proses khusus - duri.
duri dendrit
Pertumbuhan membran dendritik ini dapat ditemukan di seluruh permukaannya dalam jumlah besar. Ini adalah titik kontak tambahan (sinapsis) neuron, yang sangat meningkatkan area kontak interneuronal. Selain memperluas permukaan reseptif, mereka memainkan peran penting dalam situasi efek ekstrim yang tiba-tiba (misalnya, dalam kasus keracunan atau iskemia). Jumlah mereka dalam kasus seperti itu berubah secara dramatis ke arah peningkatan atau penurunan dan merangsang tubuh untuk menambah atau mengurangi kecepatan dan jumlah proses metabolisme.
Melakukan proses
Proses panjang neuron disebut akson (ἀξον - sumbu, bahasa Yunani), juga disebut silinder aksial. Pada tempat pembentukan akson pada badan neuron terdapat gundukan yang berperan penting dalam pembentukan impuls saraf. Di sinilah potensial aksi yang diterima dari semua dendrit neuron dirangkum. Struktur akson mengandung mikrotubulus, tetapi hampir tidak ada organel. Nutrisi dan pertumbuhan proses ini sepenuhnya tergantung pada tubuh neuron. Ketika akson rusak, bagian perifernya mati, sementara tubuh dan bagian lainnya tetap hidup. Dan terkadang sebuah neuron dapat menumbuhkan akson baru. Diameter akson hanya beberapa mikrometer, tetapi panjangnya bisa mencapai 1 meter. Seperti, misalnya, akson neuron sumsum tulang belakang yang mempersarafi anggota tubuh manusia.
Mielinasi akson
Cangkang prosesus neuron yang panjang dibentuk oleh sel Schwann. Sel-sel ini membungkus bagian akson, dan uvula mereka membungkusnya. Sitoplasma sel Schwann hampir sepenuhnya hilang dan hanya tersisa membran lipoprotein (mielin). Tujuan selubung mielin dari proses panjang badan neuron adalah untuk menyediakan isolasi listrik, yang mengarah pada peningkatan kecepatan impuls saraf (dari 2 m/s menjadi 120 m/s). Cangkangnya pecah - penyempitan Ranvier. Di tempat-tempat ini, impuls, seperti arus yang bersifat galvanik, dengan bebas memasuki medium dan masuk kembali. Dan dalam penyempitan Ranvier itulah potensial aksi terjadi. Dengan demikian, impuls bergerak di sepanjang akson dalam lompatan - dari penyempitan ke penyempitan. Myelin berwarna putih, inilah yang menjadi kriteria untuk membagi substansi saraf menjadi abu-abu (badan neuron) dan putih (jalur).
Semak akson
Pada ujungnya, akson bercabang berkali-kali dan membentuk semak. Di ujung setiap cabang ada sinapsis - tempat kontak akson dengan akson lain, dendrit, badan neuron atau sel somatik. Percabangan ganda ini memungkinkan persarafan ganda dan duplikasi transmisi impuls.
Sinaps adalah tempat transmisi impuls saraf
Sinapsis adalah formasi unik neuron di mana sinyal ditransmisikan melalui zat yang disebut mediator. Potensial aksi (impuls saraf) mencapai akhir proses - penebalan akson, yang disebut daerah prasinaps. Ada beberapa vesikel dengan mediator (vesikel). Neurotransmitter adalah molekul biologis aktif yang dirancang untuk mengirimkan impuls saraf (misalnya, asetilkolin dalam sinapsis otot). Ketika arus transmembran dalam bentuk potensial aksi mencapai sinaps, itu merangsang pompa membran, dan ion kalsium masuk ke dalam sel. Mereka memulai pecahnya vesikel, mediator memasuki celah sinaptik dan mengikat reseptor membran postsinaptik penerima impuls. Interaksi ini memicu pompa natrium-kalium membran, dan potensial aksi baru, identik dengan yang sebelumnya, muncul.
Axon dan sel target
Dalam proses embriogenesis dan pasca-embriogenesis tubuh, neuron menumbuhkan akson ke sel-sel yang seharusnya dipersarafi olehnya. Dan pertumbuhan ini diarahkan secara ketat. Mekanisme pertumbuhan saraf telah ditemukan belum lama ini, dan mereka sering dibandingkan dengan pemilik yang membawa anjing dengan tali. Dalam kasus kami, tuan rumah adalah tubuh neuron, tali adalah akson, dan anjing adalah titik pertumbuhan akson dengan pseudopodia (pseudopodia). Orientasi dan arah pertumbuhan akson tergantung pada banyak faktor. Mekanisme ini kompleks dan sebagian besar belum sepenuhnya dipahami. Tetapi faktanya tetap - akson mencapai sel targetnya dengan tepat, dan proses neuron motorik, yang bertanggung jawab atas jari kelingking, akan tumbuh menjadi otot-otot jari kelingking.
Hukum akson
Saat melakukan impuls saraf di sepanjang akson, empat hukum utama bekerja:
- Hukum integritas anatomis dan fisiologis. Konduksi hanya mungkin terjadi di sepanjang proses neuron yang utuh. Kerusakan yang disebabkan oleh perubahan permeabilitas membran (di bawah pengaruh obat-obatan atau racun) juga berlaku untuk aturan ini.
- Hukum isolasi eksitasi. Satu akson - konduksi satu eksitasi. Akson tidak berbagi impuls saraf satu sama lain.
- Hukum kepemilikan sepihak. Akson menghantarkan impuls baik secara sentrifugal maupun sentripetal.
- Hukum tidak ada ruginya. Ini adalah sifat non-penurunan - ketika melakukan impuls, itu tidak berhenti dan tidak berubah.
Varietas neuron
Neuron berbentuk bintang, piramidal, granular, berbentuk keranjang - mereka bisa seperti itu dalam bentuk tubuh. Berdasarkan jumlah proses, neuron adalah: bipolar (masing-masing satu dendrit dan akson) dan multipolar (satu akson dan banyak dendrit). Secara fungsionalitas, neuron bersifat sensorik, plug-in, dan eksekutif (motorik dan motorik). Neuron Golgi tipe 1 dan Golgi tipe 2. Klasifikasi ini didasarkan pada panjang proses neuron akson. Jenis pertama adalah ketika akson meluas jauh melampaui lokasi tubuh (neuron piramidal dari korteks serebral). Tipe kedua - akson terletak di zona yang sama dengan tubuh (neuron serebelum).
