Thân tế bào thần kinh (Soma) và các sợi nhánh

Một tế bào thần kinh được cấu tạo gồm thân tế bào (soma hoặc perikaryon) và các sợi nhánh kéo dài từ nó: điển hình là nhiều sợi nhánh gai (dendrite) nhận tín hiệu đầu vào và một sợi trục (axon) duy nhất dẫn tín hiệu đầu ra. Thân tế bào chứa nhân và bộ máy tổng hợp, trong khi các sợi nhánh mang lại cho tế bào thần kinh diện tích bề mặt lớn và khả năng tích hợp và truyền tín hiệu đi xa. Hình thái mô học của các thành phần này là nền tảng để nhận dạng mô thần kinh.

Definition

Thân tế bào thần kinh (neuronal soma) là thân của một tế bào thần kinh chứa nhân và các bào quan tổng hợp chính; các sợi nhánh của nó là các sợi nhánh gai (dendrite), thường nhận tín hiệu, và sợi trục (axon), dẫn xung thần kinh ra khỏi thân tế bào.

Scope

Chủ đề này bao gồm tổ chức hiển vi và sinh học tế bào của thân tế bào thần kinh (soma) và các sợi nhánh gai (dendrite) và sợi trục (axon) của nó: perikaryon và các bào quan của nó, chất Nissl, gò sợi trục (axon hillock) và đoạn khởi đầu (initial segment), sự phân nhánh của sợi nhánh gai (dendritic arborization), và cơ sở cấu trúc của vận chuyển sợi trục (axonal transport) và quá trình myelin hóa (myelination) như chúng xuất hiện trong mô học. Đây là tài liệu tham khảo-giáo dục và không đề cập đến quản lý lâm sàng.

Core questions

• Những bào quan nào đặc trưng cho thân tế bào thần kinh và chúng xuất hiện như thế nào về mặt mô học?
• Các sợi nhánh gai khác với sợi trục như thế nào về cấu trúc và chức năng?
• Gò sợi trục (axon hillock) và đoạn khởi đầu (initial segment) là gì, và tại sao chúng lại quan trọng?
• Sợi trục dài được cung cấp vật liệu mà nó không thể tự tổng hợp bằng cách nào?

Key concepts

• Thân tế bào (soma hay perikaryon)
• Chất Nissl (lưới nội chất hạt)
• Sợi nhánh gai (dendrite) và gai sợi nhánh (dendritic spines)
• Sợi trục (axon), gò sợi trục (axon hillock) và đoạn khởi đầu (initial segment)
• Vận chuyển sợi trục (axonal transport) (xuôi dòng và ngược dòng)
• Sợi thần kinh (neurofilaments) và vi ống (microtubules)
• Tế bào thần kinh đa cực (multipolar), lưỡng cực (bipolar) và giả đơn cực (pseudounipolar)

Mechanisms

Thân tế bào chứa nhân, lưới nội chất hạt nổi bật và ribosome tự do (được nhìn thấy dưới dạng chất Nissl bằng kính hiển vi quang học), bộ Golgi và ty thể, hỗ trợ nhu cầu sinh tổng hợp cao của tế bào thần kinh. Các sợi nhánh gai mở rộng bề mặt tiếp nhận và thường có các gai (spines) là nơi tiếp xúc synap. Sợi trục duy nhất phát sinh tại gò sợi trục (axon hillock) và điện thế hoạt động được khởi tạo tại đoạn khởi đầu (initial segment) liền kề; vì sợi trục thiếu bộ máy tổng hợp protein đầy đủ của thân tế bào, các vật liệu được di chuyển dọc theo các đường ống vi thể (microtubule tracks) bằng vận chuyển sợi trục xuôi dòng (anterograde axonal transport) và ngược dòng (retrograde axonal transport). Ở nhiều sợi trục, quá trình myelin hóa của tế bào thần kinh đệm tổ chức màng thành các đoạn gian nút (internodes) được phân tách bởi các nút Ranvier (nodes of Ranvier), cơ sở cấu trúc của dẫn truyền nhảy cóc nhanh chóng (rapid saltatory conduction) được mô tả liên quan đến tế bào ít nhánh (oligodendrocytes) bởi Simons và Nave (2015).

Clinical relevance

Cấu trúc của thân tế bào và các sợi nhánh của nó là cơ sở để nhận biết sự thoái hóa thần kinh, tổn thương sợi trục và mất myelin dưới kính hiển vi, và tại sao sự tan rã chất Nissl (chromatolysis) là một dấu hiệu kinh điển của phản ứng tế bào thần kinh đối với tổn thương sợi trục. Mục này là mô tả mô học để tham khảo và không phải là hướng dẫn chẩn đoán hoặc điều trị.

History

Kiến trúc bên trong của tế bào thần kinh trở nên rõ ràng với các phương pháp nhuộm màu thế kỷ XIX: nhuộm ưa bazơ của Nissl đã tiết lộ lưới nội chất hạt của thân tế bào, trong khi phương pháp tẩm bạc của Golgi đã hiển thị toàn bộ tế bào thần kinh bao gồm các sợi nhánh của chúng. Các phân tích của Ramón y Cajal về các tiêu bản này đã thiết lập tổ chức phân cực của các sợi nhánh gai và sợi trục cũng như hướng của dòng tín hiệu trong tế bào thần kinh.

Key figures

• Santiago Ramón y Cajal
• Camillo Golgi
• Franz Nissl

Seminal works

• ross-pawlina-2016
• kandel-2021

Frequently asked questions

Chất Nissl là gì?

Chất Nissl là vật chất ưa bazơ trong thân tế bào thần kinh và các sợi nhánh gai tương ứng với lưới nội chất hạt phong phú và ribosome tự do; sự phân tán của nó (tan rã chất Nissl) là một dấu hiệu mô học của tổn thương tế bào thần kinh.

Một tế bào thần kinh thường phân biệt sợi trục của nó với các sợi nhánh gai như thế nào?

Một tế bào thần kinh thường có nhiều sợi nhánh gai phân nhánh nhận tín hiệu đầu vào và một sợi trục duy nhất, phát sinh tại gò sợi trục, dẫn xung thần kinh đi; sợi trục thiếu chất Nissl, điều này giúp nhận dạng gò sợi trục về mặt mô học.