Neirona uzbūve: daļas un to funkcijas

Šūnas ķermenis jeb soma (perikaryon) satur kodolu ar labi redzamu kodoliņu, blīvu granulāro endoplazmatisko tīklu un daudz ribosomu. Mikroskopā šis olbaltumvielu ražošanas aparāts redzams kā raibi, tumši plankumi, ko sauc par tigroīdvielu jeb Nisla vielu. Tās daudzums liecina, cik aktīvi šūna ražo olbaltumvielas.

Somā atrodas arī liels mitohondriju skaits, Golgi komplekss un citoskeleta elementi: neirofilamenti un mikrotubulas. Pēdējās nav tikai atbalsts, bet arī sliedes, pa kurām visa aksona garumā pārvietojas kravas.

Klīniski somas stāvoklis ir svarīgs tāpēc, ka pēc aksona pārrāvuma šūnas ķermenī notiek raksturīgas pārmaiņas: soma uzbriest, kodols pārvietojas uz malu un tigroīdviela izšķīst. Šī reakcija parāda, ka šūna ir uzsākusi atjaunošanās programmu.

Dendrīti (dendrita) ir samērā īsi, sazaroti izaugumi, kas no somas izplešas kā koka vainags. To uzdevums ir palielināt virsmu, uz kuras var atrasties sinapses. Atšķirībā no aksona dendrītos ir tigroīdviela, tāpēc tie ir somas turpinājums arī vielmaiņas ziņā.

Uz daudzu dendrītu virsmas izvirzās sīki izaugumi, ko sauc par dendrītu smailēm. Tieši tās ir galvenā ierosinošo sinapšu vieta un galvenā vieta, kur notiek pārmaiņas mācīšanās laikā: smailes var parādīties, augt, mainīt formu un izzust.

• Dendrīti signālu nevada „viss vai nekas“ veidā: tajos plūst pakāpeniski, dažādas stiprības potenciāli.
• Jo tuvāk somai atrodas sinapse, jo lielāka ietekme tai parasti ir uz galarezultātu.
• Ierosinošās sinapses biežāk atrodas uz smailēm, bremzējošās biežāk tieši uz dendrīta stumbra vai somas.
• Dendrītu koka forma katram neironu tipam ir atšķirīga un ļauj tos atpazīt mikroskopā.

Aksons (axon) no somas atiet vienā konusveida vietā, ko sauc par aksona pauguriņu. Tūlīt aiz tā atrodas aksona sākuma segments: šaurs posms ar ļoti blīvi izvietotiem nātrija kanāliem. Tieši šeit tiek salīdzināta visu ienākošo signālu summa ar slieksni, un tieši šeit rodas darbības potenciāls.

Lielākā daļa garo aksonu ir tērpti mielīna apvalkā. Centrālajā nervu sistēmā to veido oligodendrocīti, perifērajā nervu sistēmā Švāna šūnas, un atšķirība nav tikai akadēmiska: viena Švāna šūna apņem vienu aksona posmu, bet viens oligodendrocīts apkalpo vairākus aksonus vienlaikus.

Starp mielīna posmiem paliek neapsegtas spraugas, Ranvjē pārtvērumi, kuros koncentrēti jonu kanāli. Impulss it kā lēkā no viena pārtvēruma uz nākamo, un šo vadīšanas veidu sauc par lēcienveida jeb saltatorisko vadīšanu. Tā ir gan ātrāka, gan enerģētiski taupīgāka nekā vadīšana pa nemielinizētu šķiedru.

Aksona galā šķiedra sazarojas, un katrs zars beidzas ar paplašinājumu, kurā uzkrāti neirotransmitera pūslīši. Sinapsi veido presinaptiskā termināle, sinaptiskā sprauga un postsinaptiskā membrāna ar receptoriem.

Signāla pāreja no elektriskās uz ķīmisko formu ir vieta, kurā darbojas liela daļa medikamentu un indīgo vielu. Ja kāds no soļiem ir traucēts, impulss pa aksonu var nonākt pilnīgi normāli, bet tālāk netikt.

1. Darbības potenciāls sasniedz aksona termināli un depolarizē tās membrānu.
2. Atveras sprieguma vadīti kalcija kanāli, un kalcijs ieplūst terminālē.
3. Kalcijs izraisa neirotransmitera pūslīšu saplūšanu ar membrānu.
4. Neirotransmiters izdalās sinaptiskajā spraugā un piesaistās postsinaptiskajiem receptoriem.
5. Postsinaptiskajā šūnā rodas ierosinošs vai bremzējošs potenciāls.
6. Neirotransmiters tiek noārdīts vai uzsūkts atpakaļ, un sinapse ir gatava nākamajam signālam.

Pēc no somas atejošo izaugumu skaita neironus iedala vairākās grupās, un katra forma ir piemērota noteiktam uzdevumam. Šis dalījums ir noderīgs, jo pēc neirona formas bieži var pateikt, kur tas atrodas.

Pēc uzdevuma neironus iedala jutīgajos jeb sensorajos, kustību jeb motorajos un starpneironos, kuru cilvēka nervu sistēmā ir visvairāk. Tieši starpneironi veido sarežģītos tīklus, kas atļauj apstrādi, nevis tikai pārraidi.

Aksonā praktiski nenotiek olbaltumvielu sintēze, tāpēc viss vajadzīgais tiek ražots somā un pēc tam transportēts. Pa mikrotubulām kā pa sliedēm pārvietojas motorolbaltumvielas: kinezīni nes kravu prom no somas, dineīni to ved atpakaļ.

Ceļu var iedalīt ātrajā transportā, ar kuru pārvietojas membrānas pūslīši un mitohondriji, un lēnajā transportā, ar kuru virzās citoskeleta sastāvdaļas. Atgriezeniskais transports nes ne tikai nolietotās daļas, bet arī signālus par to, kas notiek aksona galā.

Šis mehānisms izskaidro divas praktiskas lietas. Pirmkārt, daudzas neiropātijas vispirms skar visgarākos nervus, tas ir, kāju nervus, jo tieši tiem loģistika ir visgrūtākā. Otrkārt, pa šo pašu ceļu uz centrālo nervu sistēmu nokļūst daži vīrusi un toksīni, piemēram, stingumkrampju toksīns.

Neironu lielākā daļa izveidojas pirms dzimšanas, bet savienojumu veidošana un mielinizācija turpinās vēl ilgi pēc tam. Mielīna slāņa nobriešana smadzeņu priekšējās daļās turpinās līdz pat jaunības beigām, un tas ir viens no iemesliem, kāpēc spēja plānot un apvaldīt impulsus nobriest vēlāk nekā pārējās funkcijas.

Bērnībā savienojumu veidojas vairāk, nekā vajadzīgs, un daļa no tiem vēlāk tiek noņemta. Šī atzarošana nav zaudējums, bet gan tīkla precizēšana atbilstoši tam, kas tiek lietots.

Vecumā samazinās dendrītu koka blīvums un sinapšu skaits, bet pats neironu skaits normālā novecošanā nesarūk tik dramatiski, kā agrāk tika uzskatīts. Būtiskāka par šūnu skaitu ir savienojumu kvalitāte un asinsapgāde.

Neirona bojājums var skart dažādas daļas, un simptomi atšķiras atkarībā no tā, kura daļa cietusi. Mielīna bojājums palēnina vai pārtrauc vadīšanu, aksona bojājums pārrauj savienojumu, bet somas bojājums nozīmē visas šūnas zudumu.

Ar šīm slimībām nodarbojas neirologs, atsevišķos gadījumos neiroķirurgs vai reimatologs, ja nervu bojājumu izraisa sistēmiska slimība. Diabēta izraisītas neiropātijas gadījumā liela nozīme ir arī endokrinologam un ģimenes ārstam. Pie ārsta jāvēršas, ja nejutīgums vai vājums pastiprinās, izplatās vai traucē staigāt, bet neatliekami, ja vājums parādās pēkšņi.

Izmeklēšanā izmanto neiroloģisko izmeklēšanu, elektroneiromiogrāfiju, kas mēra vadīšanas ātrumu un muskuļa atbildi, magnētiskās rezonanses izmeklējumu, kā arī asins analīzes, jo daudzas neiropātijas ir vielmaiņas vai vitamīnu trūkuma sekas.

• Multiplā skleroze: bojāts mielīns centrālajā nervu sistēmā.
• Perifēra polineiropātija: bojāti garākie aksoni, biežākais cēlonis ir cukura diabēts.
• Gijēna un Barē sindroms: strauji progresējošs vājums pēc infekcijas, kas prasa neatliekamu palīdzību.
• Amiotrofiskā laterālā skleroze: bojā kustību neironus, tostarp to šūnu ķermeņus.
• Traumatisks nerva pārrāvums: perifērajā nervā aksons var ataugt, centrālajā nervu sistēmā gandrīz nē.

Sarunvalodā jēdzienus „neirons“, „nervu šķiedra“ un „nervs“ bieži lieto kā sinonīmus, taču tie nozīmē dažādas lietas. Neirons ir viena šūna. Nervu šķiedra ir šīs šūnas aksons kopā ar apvalku. Nervs ir daudzu šķiedru saišķis saistaudu apvalkos, kas redzams ar neapbruņotu aci.

Otra bieža neskaidrība ir par glijas šūnām. Tās nav neaktīvs pildījums: astrocīti uztur jonu līdzsvaru un asinsvadu barjeru, mikroglija veic imūnsistēmas uzdevumus, bet oligodendrocīti un Švāna šūnas veido mielīnu. Glijas šūnu skaits nervu audos ir liels, un daudzas nervu sistēmas slimības sākas tieši tajās, nevis neironos.

Trešais sajaukums ir starp aksona bojājumu un mielīna bojājumu. Klīniski tos šķir elektroneiromiogrāfija: ja bojāts mielīns, vadīšanas ātrums krītas, bet, ja bojāts aksons, ātrums var palikt gandrīz normāls, toties atbildes amplitūda samazinās.