Axon: Struktura, delovanje in bolezni

An akson je poseben živčni proces, ki prenaša živčne impulze iz a živčne celice na ciljni organ, kot je žleza ali mišica, ali na drugo živčno celico. Poleg tega so aksoni sposobni prenašati nekatere molekule v obe smeri proti celični somi in tudi v nasprotni smeri s postopkom, imenovanim aksonska masa prenos.

Kaj je akson?

O akson je živčni proces celice, imenovan tudi a nevrit, ki prenaša živčne impulze iz živčne celice na druge živčne celice ali na organe ali mišice. Impulzi vključujejo nekakšen ukaz za izločanje določenih hormoni ali druge snovi, pri mišičnih vlaknih pa povzročajo krčenje oz sprostitev. Aksoni se lahko razvejajo proti koncu in na koncih tvorijo tako imenovane telodendrone, gumbasto odebeljene, ki igrajo pomembno vlogo pri prenosu kemičnega signala prek sinapse do ciljnega organa. Vsak živčne celice ponavadi ima samo enega akson, ki lahko doseže dolžino manj kot 1 mm do več kot 1 m, na primer pri aksonih, ki segajo od živčne celice enega od hrbteničnih pleksusov do mišic stopala in prstov. Prerez živčnega trakta je le 0.08 µm do 20 µm, zato so lahko izjemno tanki. Večina aksonov je obdana z ovojnico glijskih celic (mielinizacija), ki služijo kot podporni oder in medsebojna električna izolacija nevronov. Po nedavnih ugotovitvah glijske celice opravljajo tudi bistvene naloge pri aksonskem prevozu snovi ter pri shranjevanju, prenosu in obdelavi informacij v možganov.

Anatomija in zgradba

Akson izvira iz značilne štrline telesa živčnih celic, aksonskega griča. Ko napredujejo, aksoni običajno dobijo a mielinska ovojnica ki služi za podporo in električno izolacijo ter druge pomembne funkcije. Sestavljen je iz lipidov bogate biomembrane glijskih celic. V primeru centralnega živčni sistem (CNS) aksoni, biomembrana nastane iz oligodendrocitov, specializiranega tipa glialnih celic, v primeru perifernega živčnega sistema (PNS) pa Schwannove celice opravljajo to funkcijo. Običajno mielinirani aksoni vsebujejo približno 1 µm široke obroče Ranvier v presledkih 0.2 do 2 mm. Predstavljajo redne prekinitve mielinska ovojnica in prevodnost. Živčni impulzi se prenašajo na Ranvierjeve čipke z izjemno hitrim transportom Na-ionov. Impulzi tako rekoč "skačejo" iz vezalnega obroča na obroček. Aksoni vsebujejo citoskelet za mehansko stabilizacijo, ki je sestavljen iz nevrofilamentov in nevrotubulov. Nevrotubule opravljajo tudi dodatne naloge pri prevozu snovi znotraj aksona. Citoplazma, ki jo vsebuje akson, imenovana aksoplazma, skorajda ne vsebuje ribosomi, ki so potrebne za sintezo beljakovin, zato so aksoni odvisni od zaloge beljakovin iz jedra in s tem tudi na razmeroma počasen transport snovi znotraj aksona.

Funkcija in naloge

Pomembna funkcija in naloga aksona je prenos živčnih impulzov iz jedra celice na dendrite drugega (medsebojno povezanega) nevrona ali na ciljne organe - običajno mišice ali žleze. Medtem ko je prenos signalov znotraj aksona električen, se prenos signala na končnih glavah, telodendronih, kemično izvaja prek nevrotransmiterjev. Električni akcijski potencial se "prevede" v sproščanje nevrotransmiterjev, ki se prilepijo na posebne receptorje receptorja in nato povzročijo preusmeritev v električni akcijski potencial. Načeloma ločimo eferentni in aferentni akson. "Klasični" aksoni so eferentne smeri prenosa živčnih signalov, ki se prenašajo iz živčne celice v druge nevrone ali v ciljne organe. Aksoni, odvisno od katerega živčni sistem ki jim pripadajo, so lahko podvrženi volji pri prenosu signalov (somatosenzibilni, somatomotorni) ali v primeru avtonomnega živčnega sistema lahko oddajajo nezavedne viscerosenzibilne signale za nadzor avtonomnih telesnih sistemov. Druga funkcija aksonov je aksonska masa prevoz. To postane nujno, ker aksoni ne morejo sintetizirati beljakovin potrebne za vzdrževanje svojih nalog in funkcij "na kraju samem". Odvisni so od pridobitve beljakovin od perikariona, središča njihove celice. To je lahko izziv glede na včasih ogromno dolžino aksona več kot 1 m. Aksoni imajo počasen in hiter akson masa prevoz za izpolnitev te naloge. Počasen transport topljene snovi deluje le v smeri od perikariona proti koncu aksona. Hitro transport topljene snovi v obe smeri; zato lahko snovi v omejenem obsegu prenašamo tudi iz aksonov v citoplazmo nevrona.

Bolezni

Nesreče, ki povzročijo drobljenje ali pretrganje aksonov, so povezane z delno ali popolno izgubo funkcije prevodnosti živca. To na primer pomeni, da so nekatera mišična področja tako rekoč ohromljena in jih telo hitro razgradi. Aksoni osrednjega živčevja po popolnem zorenju izgubijo sposobnost regeneracije, tako da odrezani aksoni ne morejo ponovno rasti. Osovine perifernih živčni sistem so sposobni regeneracije do določene mere. Če je mielinska ovojnica je še vedno nedotaknjen, vendar je sama živčna pot prekinjena, ponovna rast je možna s hitrostjo 2 do 3 mm na dan, če odraščajoči konec ni predaleč od prerezanega konca. V nekaterih primerih lahko nevrokirurški poseg izboljša. Sorazmerno pogoste so bolezni, ki vodi do degeneracije aksonov v obliki demielinizacije. Najpogosteje, kot v multipla skleroza (MS), gre za avtoimunske procese, ki vodi do postopne demielinizacije aksonov. Demielinizacija aksonov vodi do omejitev hitrosti prevodnosti živca in drugih okvar, kar postopoma povzroči resne učinke na motoriko usklajevanje in splošne okvare uspešnosti.

Tipične in pogoste živčne motnje

  • Živčne bolečine
  • Vnetje živcev
  • Polinevropatija
  • Epilepsija