آشنايي با سلول های عصبی و انواع آن

بافت عصبی در واقع از مجموعه‌ای از سلولهای عصبی یا نورون و سلولهای گلیا تشکیل شده است. نورونها دارای اشکال و اندازه‌های مختلفی می‌باشند. با این حال هر نورون از سه قسمت پریکاریون ، اکسون و دندریت تشکیل شده است. اکسون غالبا استطاله واحدیست ولی گاهی دارای زواید جانبی به نام کلاترال می‌باشد.

دستگاه عصبی (Nervous system) از دو نوع سلول تشکیل شده است:
*سلول عصبی بنام نورون (Neuron) که واحد عملی دستگاه عصبی است
*سلول غیر عصبی بنام نوروگلیا (Neuroglia) یا گلیوسیت (Gliocyte) که سلول پشتیبان محسوب می شود

سلول عصبي
سلول عصبي، واحد دستگاه عصبي مي‌باشد. به هر سلول عصبي يك نورون مي‌گويند. هر نورون از سه قسمت تشكيل شده كه شامل: جسم سلولي و دو زايده به نام‌هاي دندريت و آكسون مي‌باشد.

اجزای یک نورون
هر نورون از دو قسمت تشکیل می گردد:
*جسم سلولی (پریکاریون یا سوما) یا تنه سلولی که شامل هسته و سیتوپلاسم است
*زوائد یا استطاله ها بنام دندریت و آکسون. هر نورون می تواند چندین دندریت داشته باشد ولی یک آکسون دارد.

اندازه پریکاریونها متفاوت است (بین ۴ الی ۱۳۵ میکرون) اشکال آن کروی ، ستاره‌ای ، هرمی و گاه گلابی است. احتمالا در قشر مخ تنها ۱۴ میلیارد نورون وجود دارد. نورونها معمولا دارای هسته‌های درشت‌اند که درون آنها یک یا چند هستک وجود دارند.

نورونها علاوه بر اندامک های متداول سیتوپلاسمی مانند دستگاه گلژی ، میتوکندری دارای ویژگیهایی نیز می‌باشند مانند وجود ذرات نیسل در پریکاریون و دندریتهاست که اجسامی بازوفیلیک محسوب می‌شوند. مقدار این ذرات در سلولهای حرکتی بیش از سلولهای حسی است. ویژگی دیگر وجود تارهای نوروفیبریل در سیتوپلاسم دندریتها و اکسونهاست. اعتقاد بر این است که نورفیبریلها به انتقال مواد مثل یونها و متابولیتها کمک می‌کنند.
نورونها گاه محتوی رنگدانه‌هایی می‌باشند مانند ملانین در هسته سیاه واقع در مغز میانی و یا رنگدانه‌های محتوی آهن در هسته گلوبوس پالیدوس و همچنین در هسته قرمز. جایگاه پریکاریون نورونها و یا فقط پریکاریون آنها اغلب به صورت متراکم داخل گرههای عصبی یا گنگلیونها قرار دارند. این گرهها هم در سیستم عصبی محیطی به نام گانگلیونهای حسی نخاعی- مغزی و با گنگلیونهای حرکتی احشایی و هم درون سیستم عصبی مرکزی به نام هسته وجود دارند.

آکسون (Axon): آکسون پیام عصبی را از جسم سلولی خود دور می کند. طول یک آکسون ممکن است کوتاه یا بلند باشد (مثلا می تواند از چند میکرون تا یک متر متغیر باشد). گاهی شاخه یا شاخه هایی از یک آکسون به عنوان شاخه های جانبی (کولترال) خارج می شوند (مثلا در نورون های هرمی قشر مغز).
دندریت (Dendrite): دندریت یا دندریت ها، سیگنال عصبی را به طرف جسم سلولی هدایت می کند .این زوائد اصولا کوتاه هستند ولی گاهی بلند بوده که در این موارد ازلحاظ ساختمانی شبیه آکسون می باشند.
هر نورون، مي‌تواند داراي يك يا چند دندريت باشد، اما فقط مي‌تواند يك آكسون داشته باشد.

پايانه اکسون (axon terminal): به قسمت انتهایی اکسون گفته می شود که دارای ویزیکول هایی است که در آن ها نوروترانسمیترهای مختلف وجود دارد. نوروترانسمیترها موادی هستند که در موقعی که پتانسیل عمل به سلول عصبی می رسد آزاد می شوند که در ادامه بیشتر به آن ها می پردازیم.

جسم سلولي نورون، حاوي هسته و سيتوپلاسم است. وظيفه دندريت، هدايت تحريكات وارده به عضو، به طرف جسم سلولي است.
وظيفه آكسون، هدايت اين تحريكات از جسم سلولي به طرف نرون‌هاي ديگر يا عضو گيرنده حركت مي‌باشد.

جسم سلول عصبی در مغز یا نخاع قرار دارد. از جسم هر سلول عصبی تعداد زیادی رشته های کوتاه خارج میشود که به آن دندریت Dendrite میگویند. کار دندریت ها انتقال پیام بین سلول های عصبی است یعنی پیام عصبی را از یک سلول به سلول دیگر منتقل میکند.
همچنین از هر سلول عصبی یک رشته طویل و طولانی خارج میشود که به آن آکسون Axon میگویند. از یک سلول عصبی حسی که در نخاع وجود دارد یک آکسون خارج میشود که به اندام حسی میرسد بطور مثال از یک سلول حسی که در نخاع کمر وجود دارد یک رشته آکسون خارج شده که به پوست نوک انگشت شست پا رسیده و حس آنجا را تامین میکند.
پس یک رشته آکسون میتواند بسیار طولانی و حتی بیش از یک متر باشد با این حال بسیار نازک بوده و با چشم غیر مسلح دیده نمیشود.

این ساختارهای درخت‌مانند و رشته‌ای سلول‌های عصبی یا “نورون‌ها” هستند.

این سلو‌ل‌های به شدت نامتقارن دارای یک تنه اصلی به نام “آکسون” و مجموعه‌ای بازوهای شاخه‌مانند باریک به نام “دندریت‌ها” هستند.
نورون‌ها دندریت‌های‌شان را به نوک آکسون‌های سلول‌های عصبی دیگر متصل می‌کنند تا شبکه‌های عصبی را تشکیل دهند. برخی از شبکه‌های عصبی، مانند آنهایی که مسئول بازتاب عصبی پرش زانو هستند نسبتا ساده‌آند و اتصالات معدودی دارند. شبکه‌های عصبی دیگر مانند آنهایی که در مغز هستند، بسیار پیچیده‌اند.

در مورد سلول حرکتی هم همینطور است. بطور مثال از یک سلول عصبی حرکتی که در نخاع گردن وجود دارد یک رشته آکسون خارج شده که پس از طی مسیری طولانی به عضله کف دست رفته و موجب حرکت شست دست میشود. پس این تک رشته آکسون میتواند بسیار طولانی باشد ولی در عین حال آنقدر نازک است که فقط با میکروسکوپ دیده میشود. هزاران و میلیونها آکسون در کنار هم قرار میگیرند تا یک عصب را درست کنند. این عصب که در واقع دسته ای از آکسون ها است با چشم دیده میشود.

دورتادور هر آکسون را در طول مسیرش سلول هایی میپوشانند که به آنها سلول شوان Schwann cell میگویند. در هر یک میلیمتر طول هر آکسون حدود ده سلول شوان وجود دارد. اینها سلول های محافظ عصب هستند.

این سلول ها صفحه هایی را درست میکنند که به آن میلین Myelin میگویند. میلین مانند یک چسب نواری که دور حلقه مرکزی پیچیده شده دور آکسون میپیچد و به همین خاطر به آن غلاف میلین هم میگویند. وظیفه سلول شوان و غلاف میلین محافظت از آکسون و کمک به کارکرد و فعالیت صحیح آن است.

برحسب تعداد زوايد، نورون‌ها را به سه گروه تقسيم مي‌كنند:
انواع نورون ها ازنظر شکل و ساختار

*نورون یک قطبی (Monopolar neuron): ابتدا یک زایده خارج می گردد که خود به دو شاخه تقسیم می شود. این دو شاخه ازنظر ساختمانی شبیه آکسون هستند. یکی از شاخه ها پیام عصبی را به جسم سلولی منتقل می کند (به عنوان دندریت) و دیگری پیام را از جسم سلولی دور می کند (به عنوان آکسون).
نورون های حسی دارای دندریت بلند و آکسون کوتاه هستند. دندریت این نورون ها ازنظر ساختمانی شبیه آکسون است.
به این نورون ها، نورون های یک قطبی کاذب نیز می گویند. مثلا می توان به نورون های گانگلیون (عقده) ریشه خلفی اعصاب نخاعی اشاره کرد که به عنوان نورون های حسی، پیام های عصبی محیط را به نخاع منتقل می کنند.

*نورون دو قطبی (Bipolar neuron): دندریت و آکسون از دو قطب جسم سلولی خارج می شود (همانند نورون های دو قطبی شبکیه چشم)

*نورون چند قطبی (Multipolar neuron): دارای دندریت های فراوان و یک آکسون است (مانند نورون های پورکنژ مخچه، نورون های شاخ قدامی نخاع و نورون های هرمی در قشر مغز)

انواع نورون ها از نظر عملكرد
انواع نورون ها ازنظر عملکرد تقسیم بندی نورون ها برطبق عملکرد عبارتنداز:
*نورون حسی یا آوران (Sensory, or Afferent neuron):
این نورون ها، پیام های عصبی را به طرف دستگاه عصبی مرکزی می برند. نورون های حسی محیطی را نورون های آوران اولیه (Primary afferent neurons) می نامند.
نورون‌هاي حسي يا آوران، تحريكات را از اعضاي بدن به نخاع و يا مغز منتقل مي‌كنند.

*نورون حرکتی یا وابران (Motor, or Efferent neuron):
نورون‌هاي وابران، دستورها را از نخاع و يا مغز به اعضاي بدن برمي‌گردانند. يعني پیام های عصبی را از دستگاه عصبی مرکزی به سمت محیط هدایت می کنند (یعنی به عضلات صاف، اسکلتی و قلبی یا غدد). نورون های سیستم اتونوم (سمپاتیک و پاراسمپاتیک) حرکتی هستند. در مواردی، نورون هایی که وارد قسمت خاصی از دستگاه عصبی مرکزی می گردند، اصطلاح نورون های آوران و درارتباط با نوروهایی که از آن خارج می شوند عنوان نورن های وابران بکار می رود (مثلا نورون های آوران و وابران مخچه).

*نورون هاي رابط يا ارتباطي (Connector, or association neuron) یا نورون بینابینی یا واسطه ای (Interneuron):
نورون هایی هستند که وظیفه آنها ارتباط نورون ها با یکدیگر در سیستم عصبی است. به عنوان مثال می توان به بسیاری از نورون های واسطه ای در طناب نخاعی، مخچه و قشر مغزاشاره کرد. نورون های واسطه ای ممکن است مهاری یا تحریکی باشند.
نورون‌هاي رابط، كلا تحريكات يا دستورها را از يك نرون به نرون ديگر انتقال مي‌دهند.

سيناپس
انتقال هر تحريك يا دستور از يك نورون به نورون ديگر، در محل خاصي كه دو نورون با هم تماس حاصل مي‌كنند انجام مي‌شود. محل ارتباط دو نورون را «سيناپس» گويند.

پس سیناپس، محل تبادل اطلاعات از اکسون یک نورون به دندریت نورون دیگر سیناپس نامیده می شود. به خاطر داشته باشید که تبادل اطلاعات سلول های عصبی به هم از طریق این قسمت هاست.

انواع سیناپس :
عبارتند از :
الف ) سیناپس الکتریکی
ب ) سیناپس شیمیایی
در کتاب سیناپس شیمیایی مطرح گردیده است ( بیش از ۹۰ درصد سیناپس ها )

اجزاء سیناپس عبارتند از:
۱-نورون پیش سیناپسی : نورونی که پیام را از طریق پایانه اکسونی خود منتقل می کند
۲-فضای سیناپسی : فاصله کمی که بین پایانه اکسونی و سلول دریافت کننده وجود دارد.
۳-نورون یا سلول پس سیناپسی : دریافت کننده پیام عصبی
۴-انتقال دهنده عصبی : ماده ای شیمیایی که باعث ارتبااط نورون پیش سیناپسی و پس سیناپسی می گردد. مانند استیل کولین در ماهیچه ها و گلوتامات در مغز .

مراحل انتقال پیام عصبی در محل سیناپس : هنگامیکه جریان عصبی به پایانه اکسونی نورون پیش سیناپسی می رسد ، وزیکول های محتوی انتقال دهنده ها با غشای سلول آمیخته می شوند و مولکول های انتقال دهنده به فضای سیناپسی آزاد و به گیرنده های موجود در غشاء نورون پس سیناپسی متصل و سبب تغییر پتانسیل الکتریکی آن می شوند. این تغییر ممکن است در جهت فعال کردن یا مهار کردن نورون پس سیناپسی عمل کند.

در سیناپس سیگنال الکتریکی تبدیل به سیگنال شیمیایی (نوروترانسمیترها) می شود. این نوروترانسمیترها به شکاف سیناپسی (فاصله کوچک بین دندریت و اکسون) ریخته می شوند و به دندریت سلول مجاور می رسد و این انتقال ادامه پیدا می کند.

انتقال سيناپسی به زبان ديگر
وقتی يک تکانه عصبی به انتهای آکسون می‌رسد، اين تکانه می‌تواند به سلول ديگری منتقل شود. محل ارتباط يک نرون با سلول ديگر سيناپس ناميده می‌شود. در محل سيناپس‌ها به طور معمول نرون‌ها به يکديگر يا سلول‌هايی که توسط آنها تحريک می‌شوند، نمی‌چسبند، بلکه بين آنها فاصله‌ای وجود دارد که شکاف سيناپسی ناميده می‌شود.
در يک سيناپس، نرون انتقال دهنده پيام عصبی سلول پيش سيناپسی و سلول دريافت کننده سلول‌ پس سيناپسی ناميده می‌شود. بيشتر تکانه‌های عصبی به وسيله مولکول‌هايی به نام پيام‌رسان عصبی از خلال شکاف سيناپسی منتقل می‌شوند. پيام‌رسان‌های عصبی به وسيله نرون‌ها توليد و درون ريزکيسه‌هايی به نام وزيکول ذخيره می‌شوند. پيام‌رسان‌های عصبی انواع گوناگونی دارند و به روش‌های مختلفی عمل انتقال دهندگی خود را انجام می‌دهند. برای مثال در ماهيچه‌های انسان پيام‌رسان عصبی اصل ی استيل کولين است، در حالی که در مغز گلوتامات پيام‌رسان اصلی است.

طرز عمل یک سلول عصبی:
وقتی نورون توسط یک محرک تحریک می شود این پیام توسط دندریت ها که به صورت شاخه شاخه هستند دریافت می شود. این پیام توسط دندریت به جسم سلولی یا soma مخابره می شود. هسته پاسخ مناسب را به اکسونها می دهد. این پاسخ به صورت یک پالس الکتریکی بوده که توسط کانال های سدیم و پتاسیم ایجاد می شود( پمپ سدیم).این پالس به انتهای اکسون می رسد.
فيلم: طرز عمل يك سلول عصبي

رهايی پيام‌رسان‌های عصبی
تکانه عصبی باعث رهايی پيام‌رسان عصبی از نرون پيش سيناپسی به شکاف سيناپسی می‌شود. وقتی پتانسيل‌ عمل به انتهای آکسون نرون پيش‌ سيناپسی می‌رسد، وزيکول‌های حاوی پيام‌رسان عصبی به غشای پلاسمايی اين سلول متصل و در آن ادغام می‌شوند.
در نتيجه پيام‌رسان‌های عصبی به درون فضای شکاف سيناپسی رها می‌شوند. وقتی اين مولکول‌ها در شکاف سيناپسی منتشر شدند و به سلول پس سيناپسی رسيدند، باعث تغيير نفوذ پذيری غشای اين سلول به يون‌ها می‌شوند.
بعضی از پيام‌رسان‌ها به گيرنده‌های پروتئينی ويژه‌ای که بر سطح سلول پس سيناپسی وجود دارند، متصل می‌شوند. در بعضی سلول‌ها مجاری يون‌ها زمانی باز می‌شوند که پيام‌رسان عصبی به اين گيرنده‌های پروتئينی متصل شوند.
در واقع اين گيرنده‌ها خود مجاری عبور يون‌ها هستند. اين مجاری را مجاری حساس به مولکول می‌نامند. باز بودن يا بسته بودن اين نوع مجاری به اتصال مولکول خاصی (برای مثال، پيام رسان عصبی) وابسته است.
پيام‌رسان عصبی باعث تحريک فعاليت سلول پس سيناپسی می‌شود يا فعاليت آن را مهار می‌کند. برای مثال وقتی پيام‌رسان عصبی، دريچه مجاری حساس به مولکول را باز می‌کند، يون‌ها از خلال غشای پلاسمايی سلول پس سيناپسی جا به جا می‌شوند. اين واقعه باعث می‌شود پتانسيل غشای سلول پس سيناپسی بسته به بار يونی که وارد اين سلول يا از آن خارج می‌شود، تغيير کند. اگر يون‌های مثبت وارد نرون پس سيناپسی شوند، ممکن است پتانسيل عمل تشکيل شود (تحريک).

از طرف ديگر، اگر يون‌های مثبت از سلول خارج شوند يا يون‌های منفی وارد آن شوند، ممکن است جلو تشکيل پتانسيل عمل گرفته شود (مهار).

دوپامين باعث تحريک تکانه عصبی می‌شود. اين پيام رسان عصبی دريچه سديم را باز می‌کند.

گابا تکانه عصبی را مهار می‌کند. اين پيام رسان عصبی دريچه پتاسيم را باز می‌کند. همه پيام‌رسان‌های عصبی که به شکاف سيناپسی آزاد می‌شوند، به گيرنده‌های پروتئينی متصل نمی‌شوند.
پيام‌رسان‌هايی که مورد استفاده قرار نمی‌گيرند، برای هميشه در شکاف سيناپسی باقی نمی‌مانند. در واقع، بيشتر پيام‌رسان‌های عصبی پس از رهايی از شکاف سيناپسی پاک می‌شوند.
بسياری از نرون‌های پيش سيناپسی پيام‌رسان‌های عصبی را باز جذب می‌کنند و دوباره از آنها استفاده می‌کنند. علاوه بر اين، پيام‌رسان‌های عصبی به وسيله آنزيم‌های شکاف سيناپسی نيز تخريب می‌شوند. تخريب و باز جذب پيام‌رسان‌های عصبی باعث می‌شود سلول‌های پس سيناپسی بيش از اندازه تحريک نشوند.

فعالیت نورون :
بین دو سمت غشای نورون اختلاف پتانسیل الکتریکی وجود دارد .
پتانسیل آرامش: اختلاف پتانسیل الکتریکی بین دو سمت غشاء در حالتی که نورون در حال فعالیت عصبی نمی باشد.
نکته : درهنگام پتانسیل آرامش ، پتانسیل درون سلول نسبت به بیرون آن منفی می باشد که علت آن به قرار زیر است. بطور معمول غلظت یون سدیم در خارج از داخل بیشتر و غلظت پتاسیم در داخل بیشتر از خارج است ، بنابراین سدیم بر اساس شیب غلظت ( انتشار ) تمایل به ورود به داخل و پتاسیم تمایل به خروج دارد ، اما بعلت اینکه یون هیدراته پتاسیم نسبت به سدیم کوچکتر است ، نفوذپذیری غشا ء نسبت به پتاسیم در حالت استراحت بیشتر از سدیم خواهد بود. بنابراین تعداد یون های مثبتی (یون پتاسیم ) که از نورون خارج می شود بیشتر از یون های مثبتی ( یون سدیم ) است که وارد آن می گردد در نتیجه بارهای منفی درون نورون خود را نشان می دهند.

نکته : اگر این فرآیند دائما اتفاق بیفتد تراکم پتاسیم داخل به شدت کاهش یافته و سدیم درون سلول انباشته خواهد گردید، سلول برای رفع این مشکل از پمپ سدیم-پتاسیم کمک می گیرد.
پمپ سدیم –پتاسیم : پروتئینی در غشاء که با مصررف ATP (انرژی ) یون های سدیم را به خارج و پتاسیم را به داخل نورون می راند و باعث می گردد که اختلاف غلظت یون های سدیم و پتاسیم در دو سمت غشاء حفظ گردد.( حفظ حالت اولیه )

پتانسیل عمل : تغییر ناگهانی و شدید اختلاف پتانسیل بین دو سمت غشاء که طی آن در زمان بسیار کوتاهی پتانسیل داخل نسبت به خارج مثبت تر می شود و بلافاصله به حالت اول بر می گردد. ( منفی شدن داخل )

مراحل پتانسیل عمل : عبارت است از :
۱-باز شدن کانال های دریچه دار سدیمی و ورود سدیم به داخل نورون که باعث مثبت شدن داخل می گردد.
۲-بسته شدن کانل های سدیمی ، و باز شدن کانال های دریچه دار پتاسیمی که باعث خروج یون های پتاسیم از داخل نورون می گردد و نتیجه آن منفی شدن داخل نورون است
۳- بسته شدن کانال های دریچه دار پتاسیمی و باز گشت پتانسیل غشا به حالت استراحت
نکته : بعد از پتانسیل عمل ، فعالیت بیشتر پمپ سدیم – پتاسیم سبب بازگشت غلظت یون های سدیم و پتاسیم در دو سمت سلول به حالت اولیه می گردد.

تصوير بزرگتر

انتقال پيام عصبی
وقتی محرکی باعث دپلاريزه شدن نقطه‌ای از غشای آکسون شود، دريچه‌های حساس به ولتاژ باز می‌شوند و در آن نقطه از غشای آکسون پتانسيل عمل شکل می‌گيرد. زمانی که ولتاژ غشا از mV 70- به mV 40+ می‌رسد ظرف هزارم ثانيه جريانی از Na + از طريق مجاری باز شده به درون سلول انتشار می‌يابد.