Nervceller, nevroner

Länk till bild på typer av nevroner

Överblickstabell för delar i nervceller

Nervceller

Nervceller, eller neuroner, är specialiserade celler som ansvarar för att ta emot, bearbeta och vidarebefordra elektriska och kemiska signaler i nervsystemet. De utgör grunden för kommunikation mellan olika delar av kroppen och hjärnan och spelar en central roll i allt från reflexer till tankar och känslor.

Anatomi

Dendriter

Dendriter är korta, trädliknande utskott som sträcker sig från cellkroppen. De fungerar som mottagare av signaler från andra nervceller och leder dessa vidare till cellkroppen. Deras struktur tillåter dem att ta emot signaler från många olika axoner samtidigt.

Kropp, soma

Soma, eller cellkroppen, innehåller cellkärnan och är det metabola centret i nervcellen. Här sker proteinsyntes och andra vitala funktioner. Den integrerar inkommande signaler från dendriterna och avgör om en signal ska skickas vidare.

Axon

Axonet är ett långt, smalt utskott som leder elektriska signaler från soma till andra celler. Signalen initieras vid axon hillock, ett område där signalens styrka bedöms och en aktionspotential kan uppstå. Axon kan vara myeliniserade för att öka ledningshastigheten.

Terminal

Terminalen är axonets ände och innehåller synaptiska vesiklar fyllda med neurotransmittorer. När en elektrisk impuls når terminalen, frisätts dessa signalsubstanser i synapsen för att stimulera nästa cell i kedjan.

Dendriters funktion

Ligand-grindade jonkanaler

Dendriter har receptorer som ofta är kopplade till ligand-grindade jonkanaler. När en neurotransmittor binder till receptorn öppnas kanalen och tillåter specifika joner att flöda in eller ut ur cellen, vilket påverkar den elektriska spänningen i dendriten.

EPSP och IPSP

När positiva joner strömmar in genereras en excitatorisk postsynaptisk potential (EPSP), vilket depolariserar cellmembranet och ökar sannolikheten för att en aktionspotential ska utlösas. Om negativa joner kommer in, uppstår en inhibitorisk postsynaptisk potential (IPSP), som hyperpolariserar membranet och minskar chansen för aktivering.

Neurotransmittorers påverkan

Neurotransmittorer fungerar som kemiska signaler som förändrar jonflödet över membranet. Genom att binda till olika typer av receptorer kan de antingen excitera eller inhibera cellen, beroende på vilka jonkanaler som påverkas.

Graderad potential

Signaler i dendriter är graderade, vilket innebär att deras styrka beror på stimulusets intensitet. Dessa graderade potentialer summeras i axon hillock för att avgöra om en aktionspotential ska utlösas.

G-proteinkopplade receptorer (GPCR)

Vissa neurotransmittorer aktiverar GPCR-receptorer som inte öppnar jonkanaler direkt. Istället aktiverar de G-proteiner som i sin tur triggar en kedja av intracellulära signaler via andra ordningens budbärare och proteinkinaser. Dessa kan påverka jonkanaler indirekt genom att fosforylera dem och därmed förändra jonflödet och cellens retbarhet (förmåga att svara på stimuli och generera nervsignaler).

Cellkroppen

Graderar potential

Cellkroppen, eller soma, fungerar tillsammans med dendriterna för att summera de graderade potentialerna som når axon hillock. Dessa potentialer avgör om en aktionspotential ska utlösas och skickas vidare längs axonet.

Proteinsyntes

I cellkroppen sker omfattande proteinsyntes. Här produceras bland annat neurotransmittorer, enzymer och membranproteiner som är nödvändiga för nervcellens funktion. Dessa proteiner har avgörande roller i signalöverföring och upprätthållande av cellens struktur och metabolism.

Nissl-kroppar

Nissl-kroppar är ansamlingar av grovt endoplasmatiskt retikulum och fria ribosomer som syns i cellkroppen vid mikroskopi. De är ett tecken på hög proteinsyntesaktivitet och är särskilt framträdande i nervceller.

Proteintransport

De proteiner som syntetiseras i det grova endoplasmatiska retiklet transporteras vidare till Golgiapparaten för modifiering och sortering. Därefter paketeras de i vesiklar som transporterar dem längs axonet till olika delar av nervcellen, inklusive synapsen.

Axoners funktion

Verkanspotentialens fortledning

Axoner leder elektriska signaler i form av verkanspotentialer. Detta innebär en snabb depolariseringsvåg, då membranpotentialen snabbt blir positiv, följt av en repolariseringsvåg där membranpotentialen återställs. Verkanspotentialen fortplantas från axon hillock mot terminalen utan att försvagas.

Axonal transport

Axonet använder mikrotubuli som "räls" för motorproteiner som transporterar material. Kinesin transporterar vesiklar och organeller från cellkroppen till terminalen (anterograd transport), medan dynein för material i motsatt riktning, från terminalen till cellkroppen (retrograd transport). Detta är viktigt för exempelvis nedbrytning och återvinning av membranproteiner och för att signalera tillbaka till cellkärnan.

Spänningsgrindade natriumkanaler

Längs axonet finns spänningsgrindade natrium-kanaler som öppnas när tröskelvärdet nås. När dessa kanaler öppnas strömmar natriumjoner (Na⁺) in i cellen, vilket ökar den lokala membranpotentialen. Denna positiva laddning sprider sig vidare längs axonet och öppnar nya natrium-kanaler – en kedjereaktion som fortplantar signalen.

Spänningsgrindade kaliumkanaler

För att återställa vilopotentialen öppnas spänningsgrindade kalium-kanaler efter depolariseringen. Kaliumjoner (K⁺) flödar ut ur cellen, vilket gör insidan mer negativ igen. Trots att positiva joner lämnar cellen, är nettoeffekten att signalen förflyttas framåt, eftersom den lokala förändringen i membranpotential påverkar nästa segment av axonet.

Axonterminal

Frisättning av neurotransmittorer

I axonterminalen frigörs neurotransmittorer som svar på en inkommande aktionspotential. Signalen når terminalen och öppnar spänningsgrindade kalcium-kanaler, vilket leder till att kalciumjoner (Ca²⁺) strömmar in i cellen.

Kalciums roll och SNARE-proteiner

Intracellulärt kalcium binder till vesiklar med neurotransmittorer och aktiverar ett komplex av proteiner: V-SNAREs (på vesikelns yta) och T-SNAREs (på målmembranets yta). När kalcium binder, snörper dessa proteiner ihop och drar vesikeln mot membranet tills den smälter samman med det i en process kallad exocytos. Detta frigör neurotransmittorerna i synapsklyftan.

Signalöverföring och återupptag

Neurotransmittorer diffunderar över synapsklyftan och binder till receptorer på den postsynaptiska cellen, vilket utlöser ett svar i den cellen. Efter signaleringen återupptas neurotransmittorerna av presynapsen eller bryts ner av enzymer för att avsluta signalen.

Exempel: Serotonin och SSRI

Ett exempel på en neurotransmittor är serotonin (5-HT). Efter frisättning kan serotonin återupptas av presynapsen. Läkemedel som SSRI (selektiva serotoninåterupptagshämmare) blockerar detta återupptag, vilket leder till ökad koncentration av serotonin i synapsklyftan och förstärkt signalering, ofta använt vid behandling av depression.

Översiktstabell för neuronstrukturer

Neuronstrukturer

Neuroner kan klassificeras baserat på antalet utskott från cellkroppen, vilket påverkar hur de tar emot och vidarebefordrar signaler. Dessa strukturer är kopplade till deras funktion och placering i nervsystemet.

Multipolära neuron

Multipolära neuron har många dendriter och en axon. De är vanliga i det centrala nervsystemet där de måste ta emot signaler från flera håll. Exempel inkluderar neuron i motorbarken i hjärnan och i cerebellum.

Bipolära neuron

Bipolära neuron har en dendrit och en axon. De förekommer främst i samband med särskilda sinnen, såsom i näthinnan i ögat, olfaktoriska nerver samt innerörat.

Pseudounipolära neuron

Pseudounipolära neuron har en enda utskott som delar sig i en perifer process och en central process. De är typiska för sensoriska neuron i dorsalrotsganglier och i kranialnerv V (trigeminus), särskilt i trigeminalgangliet.

Överblickstabell för funktionell klassificering

Funktionell klassificering av neuron

Neuroner klassificeras också utifrån sin funktion i nervsystemet – om de leder signaler in till eller ut från centrala nervsystemet, samt om de är del av reflexbanor och signalbearbetning.

Sensoriska (afferenta) neuron

Sensoriska neuron leder signaler från kroppens periferi in till centrala nervsystemet. De delas in i flera undergrupper:

• GVA (General Visceral Afferent): från inre organ.
• GSA (General Somatic Afferent): från hud, muskler och leder.
• SSA (Special Somatic Afferent): från särskilda sinnen såsom syn och hörsel.
• SVA (Special Visceral Afferent): från smak och lukt.

Motoriska (efferenta) neuron

Motoriska neuron leder signaler ut från centrala nervsystemet till effektororgan:

• GVE (General Visceral Efferent): till glatt muskulatur, hjärtmuskel och körtlar.
• GSE (General Somatic Efferent): till skelettmuskler.
• SVE (Special Visceral Efferent): till muskler som härstammar från gälbågar, innerverade av kranialnerver som CN V, CN VII, CN IX och CN X.

Interneuron

Interneuron kopplar samman sensoriska och motoriska neuron inom centrala nervsystemet. De är ansvariga för integration och vidarekoppling av signaler. Ett exempel är motoriska signaler från motorbarken som går via interneuron i ryggmärgen till skelettmuskler. Sensoriska signaler, som beröring, kan kopplas om i ryggraden via interneuron innan de leder till motoriskt svar eller vidare bearbetning i till exempel nucleus gracilis eller talamus.