Co je to neuron a jakou roli hraje v nervovém systému? 4.7/5 (23)

Neuron je nervová buňka, která je základním stavebním kamenem nervového systému. Neurony se mnoha způsoby podobají jiným buňkám v lidském těle, ale mezi neurony a jinými buňkami je jeden klíčový rozdíl. Neurony se specializují na přenos informací po celém těle. Neurony jsou tak specifické, jedinečné druhy buněk v našem těle, které přenášejí informace prostřednictvím elektrických a chemických signálů. Jsou tak základní součástí našeho nervového systému, který zahrnuje mozek i míchu.

Neurony toho mají hodně společného s jinými typy buněk, ale jsou strukturálně a funkčně jedinečné.

Při narození se lidský mozek skládá z přibližně 100 miliard neuronů. Na rozdíl od jiných buněk se neurony nereprodukují ani neregenerují. Jakmile zemřou, nejsou nahrazeny jiným neuronem (jak tomu bývá u jiných typů buněk). Takový je předpoklad. Existují jisté studie, které dávají naději, že se neurony mohou reprodukovat i v dospělosti. Ale o mozku toho víme obecně docela málo, takže i tento výzkum je víceméně v plenkách.

Vytvoření nových nervových buněk se nazývá neurogeneze. I když tento proces není dobře pochopen, může se vyskytnout v některých částech mozku i po narození. Pokud vědci v budoucnu lépe pochopí neurony a neurogenezi, budou moci léčit neurodegenerativní choroby, jako jsou Alzheimerova a Parkinsonova choroba.

Části neuronu – z čeho se neuron skládá?

Neurony se liší velikostí, tvarem a strukturou v závislosti na jejich roli a umístění. Téměř všechny neurony však mají tři základní části: buněčné tělo, axon a dendrity.

Buněčné tělo (soma)

Buněčné tělo, také známé jako soma, je jádrem neuronu. Buněčné tělo nese genetické informace, udržuje strukturu neuronů a poskytuje energii pro řízení aktivit. Stejně jako jiná buněčná těla obsahuje i neuronová soma jádro (nucleus) a specializované organely (= drobné mikroskopické útvary uvnitř buněk, se specifickou funkcí, které jsou funkční obdobou orgánů u živočichů). Je uzavřena membránou, která ji chrání a zároveň umožňuje interakci s jejím bezprostředním okolím.

Axon

Axon je výběžek nervové buňky (neuronu) sloužící jako informační výstup při přenosu informace mezi neurony nebo mezi neuronem a jinými buňkami. Axon je tedy dlouhá struktura (takový ocásek), která je připojená k tělu buňky. Látka myelin pomáhá axonům vést elektrický signál. Neurony mají obecně jeden hlavní axon.

Dendrity

Dendrity jsou vláknité kořeny, které se rozvětvují z buněčného těla. Stejně jako antény dendrity přijímají a zpracovávají signály z axonů jiných neuronů. Neurony mohou mít více než jednu sadu dendritů, známých jako dendritické stromy. Kolik jich má, to obecně závisí na jejich roli. Například Purkyňovy buňky jsou zvláštním typem neuronu, který se nachází v mozečku. Tyto buňky mají vysoce rozvinuté dendritické stromy, které jim umožňují přijímat tisíce signálů.

Funkce neuronů – přenos informace

Neurony vysílají signály pomocí tzv. akčních potenciálů. Akční potenciál (často je pro něj užívaná zkratka AP) je ve fyziologii krátký okamžik, kdy se membránový potenciál buňky rychle zvýší a zase sníží. Akční potenciál je tedy posun elektrického potenciálu neuronu způsobený tokem iontů do a z nervové membrány. U neuronů hraje akční potenciál hlavní roli při mezibuněčné komunikaci.

Akční potenciály mohou spustit jak chemické, tak elektrické synapse.

Chemické synapse

U chemické synapse je přenos zprostředkován pomocí mediátoru (transmiteru). Chemické synapse ovlivňují akční potenciály jiných neuronů mezerou mezi neurony zvanou synapse. Jak to funguje? K převodu nedochází elektricky (přestože je iniciátorem elektrický signál), ale látkově. Do synaptické štěrbiny se uvolňují mediátory (chemické látky, neurotransmitery), které způsobí změnu permeability membrány. Následně dochází k depolarizaci a buď k excitaci synapse (převede vzruch) či k inhibici synapse (hyperpolarizace a nepřevedení vzruchu).

Elektrické synapse

Elektrický přenos má oproti chemické synapsi zřejmou výhodu v rychlosti a slouží pro rychlé koordinace a synchronizace v neuronálních sítích. Signál však postupně klesá při přenosu z jednoho neuronu na druhý, což ji činí méně účinnou při přenosu.

Typy neuronů

Neurony se liší strukturou, funkcí a genetickým uspořádáním. Existují jich tisíce různých typů, podobně jako na Zemi existují tisíce druhů živých organismů.

Z hlediska funkce vědci klasifikují neurony do tří typů:

1. smyslové neurony,
2. motorické neurony,
3. interneurony.

Pojďme si tyto typy neuronů ve stručnosti představit.

Smyslové neurony (senzitivní neurony)

Senzitivní neurony, jak se jim také říká, vám pomohou:

• cítit chuť
• cítit vůně
• slyšet
• vidět
• cítit věci kolem vás

Smyslové neurony jsou spouštěny fyzickými a chemickými vstupy z vašeho prostředí. Zvuk, dotyk, teplo a světlo jsou fyzické vstupy. Vůně a chuť jsou chemické vstupy. Například šlápnutí na horký písek aktivuje smyslové neurony v chodidlech. Tyto neurony pošlou do vašeho mozku zprávu, která vás upozorní na teplo. Ano, to díky neuronům vše cítíte.

Motorické neurony

Motorické neurony hrají roli v pohybu – u dobrovolných i nedobrovolných pohybů. Tyto neurony umožňují mozku a míše komunikovat se svaly, orgány a žlázami po celém těle.

Existují dva typy motorických neuronů:

1. dolní motorické neurony
2. horní motorické neurony

Dolní motorické neurony přenášejí signály z míchy do hladkých svalů a kosterních svalů. Horní motorické neurony přenášejí signály mezi mozkem a míchou.

Když například jíte, nižší motorické neurony v míše pošlou signály hladkým svalům v jícnu, žaludku a střevech. Tyto svaly se stahují, což umožňuje potravě pohybovat se zažívacím traktem.

Interneurony

Interneurony jsou jakési nervové prostředníky, které se nacházejí ve vašem mozku a míše. Jsou nejběžnějším typem neuronu. Předávají signály ze senzorických neuronů a dalších interneuronů do motorických neuronů a dalších interneuronů. Často tvoří složité obvody, které vám pomohou reagovat na vnější podněty.

Například, když se dotknete něčeho horkého, senzorické neurony na vašich prstech vysílají interneuronům v míše signál. Interneurony předávají signál motorickým neuronům ve vaší ruce, což vám umožňuje pohybovat rukou pryč. Ostatní interneurony vysílají signál do centra bolesti v mozku a zažíváte bolest.

Interneurony tedy zajišťují spojení a sjednocení nervového systému. Vytváří spojení mezi senzorickými neurony vedoucími impulsy ze senzorických receptorů do centrální nervové soustavy a motorickými neurony vedoucími impulzy z centrální nervové soustavy do vykonávajících orgánů (svaly a žlázy).

Co zjistily poslední výzkumy o neuronech?

Přestože výzkum ve 20. i 21. století rozšířil naše chápání neuronů, stále jim dostatečně dobře nerozumíme. Například až donedávna vědci věřili, že k tvorbě neuronů došlo u dospělých v oblasti mozku zvané hippocampus. Hippocampus se podílí na paměti a učení.

Nedávná studie však zpochybňuje přesvědčení o hippocampální neurogenezi. Po analýze vzorků hippocampu od 37 dárců dospěli vědci k závěru, že dospělí produkují relativně málo nových hippocampálních neuronů. Ačkoli výsledky ještě nebyly potvrzeny, bere se to jako významný neúspěch. Mnoho vědců v oboru doufalo, že neurogeneze může pomoci při léčbě nemocí, jako jsou Alzheimerova a Parkinsonova choroba, která způsobují poškození neuronů a smrt.

Ovšem téma tvorby nových neuronů zůstává i nadále otevřeno. Vědci musí prostě mozek lépe pochopit.

Zajímavosti a fakta o neuronech

Zde je několik zajímavých faktů o neuronech u lidí a u jiných živočichů (pamatujte, že se jedná o průměry, protože v nervovém systému existuje velká variabilita!):

• ✅ Průměrný počet neuronů v lidském mozku = 100 miliard
• ✅ Průměrný počet neuronů v mozku chobotnice = 300 milionů
• ✅ Rychlost růstu neuronů během vývoje plodu v děloze = 250 000 neuronů / minuta
• ✅ Průměr neuronu = 4 až 100 mikronů
• ✅ Rychlost signálu přenášeného neuronem = 2 až 400 km / h
• ✅ V lidském mozku je tolik neuronů jako hvězd v Mléčné dráze
• ✅ Počet cest, kterými informace putují v lidském mozku, je větší než počet hvězd ve vesmíru
• ✅ Co kdybychom seřadili všechny neurony v našem těle? Jak dlouhá by byla řada? Předpokládejme, že jeden neuron je dlouhý asi 10 mikronů. Pamatujte, že toto je pouze příklad, protože neurony mají různé velikosti. Pokud tedy sestavíme 100 miliard neuronů, které jsou dlouhé 10 mikronů … 100 000 000 000 neuronů x 10 mikronů = 1 000 km!
• ✅ V našem mozku a v míše je něco, co se nazývá bílá hmota. To jsou v podstatě oblasti, kde existuje velké množství axonů (tedy vysoký podíl myelinizovaných nervových vláken zvaných axony). Šedá hmota jsou pak oblasti, kde existuje velké množství buněčných těl (Soma). Bílá hmota se v koncovém mozku nachází pod šedou hmotou, tedy pod mozkovou kůrou.
• ✅ Smyslové neurony tvoří pouze 0,9% všech neuronů přítomných v našem těle. Motorické neurony představují 9%. A ty zbývající jsou interneurony.
• ✅ V lidském mozku je přibližně 100 miliard neuronů a v lidské míše 13,5 milionu neuronů.

Neurogeneze – mohou se tvořit nové neurony i v dospělosti?

Až donedávna se neurovědci domnívali, že k neurogenezi (tedy embryonálnímu vzniku nových mozkových buněk) u dospělých lidí vůbec nedochází. Předpokládalo se, že tvorba nových neuronů byla omezena jen na období během embryonálního vývoje a na naše velmi rané dětství (tj. vývojová neurogeneze), a že po tomto období rychlého růstu nebyl nervový systém schopen regenerace. Tato víra vycházela ze skutečnosti, že na rozdíl od většiny buněk v našem těle nedospělé neurony nepodléhají buněčnému dělení. Dělení buněk je proces, kterým se jedna buňka (rodičovská buňka) dělí na dvě nebo více nových buněk (dceřiné buňky).

Toto dogma bylo zpochybněno, když se začalo s výzkumem před několika desítkami let – tehdy byly poprvé zaznamenány důkazy o neurogenezi v dospělém lidském mozku. Od té doby se věří, že nové neurony se rodí po celý život, a to v konkrétních neurogenních oblastech mozku (např. dentate gyrus (součást hippocampu), subventrikulární zóna a podobně), nikoli však díky dělení zralých buněk, ale z diferenciace nervových kmenových buněk – buněčná diferenciace je proces při kterém buňky získávají nový fenotyp, který je spojen se specifickou buněčnou funkcí. Tomuto se budeme věnovat v dalším článku na toto téma.

Tak tolik o neuronech. Děkujeme, že jste dočetli až sem. Budeme rádi za případné komentáře k tomuto tématu pod článkem.

Co si ještě o mozku přečíst?

• Osa střevo mozek – co je to a jak funguje?
• Více než 2 hodiny času denně u tabletu nebo počítače může mít vliv na dětský mozek!
• Jak podpořit růst neuronů v mozku?

VIDEO: Mozek, neurony a chování – aneb vesmír v naší hlavě?

Autor článku

Líbil se vám náš článek? Sdílejte ho, uděláte nám radost

Štítky: Lidský mozek

Přečtěte si také naše další články