Тело нейрона, аксон и дендриты

Нейрон — это поляризованная клетка, структура которой отражает ее функцию в передаче сигналов. Дендриты и тело клетки (сома) получают и интегрируют синаптические входы; начальный сегмент аксона определяет, будет ли генерироваться потенциал действия; а аксон проводит этот сигнал, часто на большие расстояния, к своим терминалям. Эта компартментализация является структурной основой направленного потока информации в нервной системе.

Definition

Нейрон — это электрически возбудимая клетка нервной системы, структурно разделенная на тело клетки (сому), содержащее ядро, разветвленные дендриты, которые получают входные сигналы, и одиночный аксон, который проводит выходные сигналы к другим клеткам.

Scope

Статья описывает морфологию и структурные компартменты нейрона — сому, дендриты, аксон, начальный сегмент аксона и терминали — и то, как каждый компартмент связан с приемом, интеграцией и проведением сигналов. Это описательная справочная анатомия и гистология, а не клиническое руководство.

Core questions

• Каковы структурные компартменты нейрона и что делает каждый из них?
• Как геометрия дендритов формирует интеграцию входных сигналов?
• Где в нейроне инициируется потенциал действия?
• Как аксональная структура, включая миелинизацию, поддерживает проведение сигнала?

Key concepts

• Сома (перикарион)
• Дендриты и дендритные шипики
• Аксон и аксонный холмик
• Начальный сегмент аксона
• Аксональная терминаль (бутон)
• Миелинизация и перехваты Ранвье
• Аксональный транспорт
• Функциональная поляризация — нейроны направляют сигналы от дендритов к аксону
• Нейронная доктрина — нейроны являются дискретными клеточными единицами

Mechanisms

Нейрон функционально поляризован. Дендриты и сома собирают синаптические входы по всей поверхности своей мембраны; характер ветвления и шипики дендритного дерева определяют, как эти входы взвешиваются и суммируются. Интегрированные потенциалы сходятся на начальном сегменте аксона — специализированной области, богатой потенциал-зависимыми натриевыми каналами, где порог для потенциала действия является самым низким, поэтому именно здесь обычно инициируется потенциал действия (Bean, 2007). Затем аксон проводит импульс к своим терминалям; в миелинизированных аксонах проведение происходит быстрее и скачкообразно между перехватами Ранвье. Миелин не является однородным: высокоразрешающая реконструкция отдельных кортикальных пирамидных аксонов показывает отчетливые, иногда прерывистые профили распределения миелина вдоль аксона (Tomassy et al., 2014). Вещества перемещаются между сомой и удаленными терминалями посредством активного аксонального транспорта.

Clinical relevance

Структурные компартменты нейрона по-разному поражаются при заболеваниях — например, аксональное повреждение и демиелинизация нарушают проведение, в то время как дендритные и синаптические изменения сопровождают ряд расстройств. Понимание нормальной структуры нейрона является основополагающим для интерпретации таких изменений. Эта статья является описательным справочным материалом и не является основанием для диагностики или лечения.

History

Внутренняя организация нейрона стала видимой благодаря окрашиванию по Гольджи с импрегнацией серебром, которое Рамон-и-Кахаль использовал для описания дендритов, сомы и аксона как частей единой дискретной клетки и для предположения, что сигналы текут в определенном направлении через них. Электрофизиология и электронная микроскопия XX века уточнили эту картину, идентифицировав начальный сегмент аксона как триггерную зону и выявив ультраструктуру миелина и цитоскелета, который поддерживает аксональный транспорт.

Key figures

• Santiago Ramón y Cajal
• Camillo Golgi

Seminal works

• bean-2007
• tomassy-2014
• kandel-2021

Frequently asked questions

В чем разница между аксоном и дендритом?

Дендриты обычно представляют собой короткие, разветвленные отростки, которые получают входящие сигналы, в то время как нейрон обычно имеет один аксон, который проводит исходящий сигнал от тела клетки к другим клеткам.

Где в нейроне инициируется потенциал действия?

Он обычно инициируется в начальном сегменте аксона, области сразу за телом клетки, которая имеет высокую плотность потенциал-зависимых натриевых каналов и самый низкий порог возбуждения.