Rodzaje neuronów i ich funkcje (różne klasyfikacje)

Główne typy neuronów można sklasyfikować zgodnie z transmisją impulsów, funkcją, kierunkiem, działaniem w innych neuronach, ich wzorcem rozładowania, wytwarzaniem neuroprzekaźników, biegunowością, zgodnie z odległością między aksonem a soma., zgodnie z morfologią dendrytów i zgodnie z lokalizacją i kształtem.

W naszym mózgu jest około 100 miliardów neuronów. Jeśli jednak mówimy o komórkach glejowych (które służą jako wsparcie dla neuronów), liczba ta wzrasta do 360 miliardów.

Neurony przypominają inne komórki, między innymi dlatego, że mają błonę, która je otacza, zawierają geny, cytoplazmę, mitochondria i wyzwalają niezbędne procesy komórkowe, takie jak synteza białek i wytwarzanie energii.

Ale w przeciwieństwie do innych komórek, neurony mają dendryty i aksony, które komunikują się ze sobą za pomocą procesów elektrochemicznych, synaps i zawierają neuroprzekaźniki.

Komórki te są zorganizowane tak, jakby były drzewami w gęstym lesie, gdzie łączą swe gałęzie i korzenie. Podobnie jak drzewa, każdy pojedynczy neuron ma wspólną strukturę, ale ma różne kształty i rozmiary.

Najmniejszy może mieć ciało komórki o szerokości zaledwie 4 mikronów, podczas gdy ciała komórek większych neuronów mogą mieć szerokość 100 mikronów.

W rzeczywistości naukowcy wciąż badają komórki mózgowe i odkrywają nowe struktury, funkcje i sposoby ich klasyfikacji.

Podstawowa forma neuronu składa się z 3 części:

- Ciało komórki: zawiera jądro neuronu, w którym przechowywana jest informacja genetyczna.

- Akson: jest przedłużeniem, które działa jako kabel i jest odpowiedzialny za przesyłanie sygnałów elektrycznych (potencjałów czynnościowych) z ciała komórki do innych neuronów.

- Dendryty: to małe gałęzie, które wychwytują sygnały elektryczne emitowane przez inne neurony.

Każdy neuron może nawiązywać połączenia z nawet 1000 więcej neuronów. Jednak, jak powiedział badacz Santiago Ramón y Cajal, końce neuronów nie łączą się, ale są małe przestrzenie (zwane szczelinami synaptycznymi). Ta wymiana informacji między neuronami nazywana jest synapsami. (Jabr, 2012)

Klasyfikacja typów neuronów

Neurony można klasyfikować na różne sposoby:

Do transmisji impulsu

Główną klasyfikacją, którą bardzo często znajdziemy, aby zrozumieć pewne procesy neuronalne, jest rozróżnienie między neuronem presynaptycznym a neuronem postsynaptycznym:

• Neuron presynaptyczny: to ten, który emituje impuls nerwowy.
• Neuron postsynaptyczny: ten, który otrzymuje ten impuls.

Należy wyjaśnić, że to zróżnicowanie jest stosowane w określonym kontekście i czasie.

Ze względu na swoją funkcję

Neurony można klasyfikować według zadań, które wykonują. Według Jabra (2012) bardzo często znajdziemy podział na:

• Neurony czuciowe: to te, które obsługują informacje z narządów zmysłów: skóry, oczu, uszu, nosa itp.
• Neurony motoryczne lub neurony ruchowe: Twoim zadaniem jest emitowanie sygnałów z mózgu i rdzenia kręgowego do mięśni. Są głównie odpowiedzialni za kontrolę ruchu.

- Interneurony: działają jak most między dwoma neuronami. Mogą mieć dłuższe lub krótsze aksony, w zależności od tego, jak odległe są te neurony.

- Neurosecretory (Gould, 2009): uwalniają hormony i inne substancje, niektóre z tych neuronów znajdują się w podwzgórzu.

Pod twój adres

• Neurony Afferenta, zwane także komórkami receptorowymi, byłyby neuronami czuciowymi, które nazwaliśmy wcześniej. W tej klasyfikacji chcemy podkreślić, że neurony te otrzymują informacje z innych narządów i tkanek, aby przekazywały informacje z tych obszarów do centralnego układu nerwowego.
• Neurony eferentne: jest to inny sposób wywoływania neuronów ruchowych, wskazując, że kierunek przekazywania informacji jest przeciwny do kierunków aferentnych (wysyłają dane z układu nerwowego do komórek efektorowych).

Poprzez działanie na inne neurony

Jeden neuron wpływa na inne, uwalniając różne typy neuroprzekaźników, które wiążą się ze specjalistycznymi receptorami chemicznymi. Aby to było bardziej zrozumiałe, możemy powiedzieć, że neuroprzekaźnik działa tak, jakby był kluczem, a odbiornik byłby jak drzwi blokujące przejście.

Zastosowane w naszym przypadku jest coś bardziej złożonego, ponieważ ten sam typ „klucza” może otwierać wiele różnych typów „zamków” . Klasyfikacja ta opiera się na wpływie, jaki powodują na inne neurony:

• Ekscytujące neurony: to te, które uwalniają glutaminian. Są one tak nazywane, ponieważ gdy ta substancja jest wychwytywana przez receptory, zwiększa się szybkość zapłonu neuronu, który ją otrzymuje.
• Neurony hamujące lub GABAergiczne: te uwalniają GABA, rodzaj neuroprzekaźnika, który ma działanie hamujące. Dzieje się tak, ponieważ zmniejsza szybkość wystrzeliwania neuronu, który ją przechwytuje.
• Modulatory: nie mają bezpośredniego efektu, ale w dłuższej perspektywie zmieniają małe aspekty strukturalne komórek nerwowych.

Około 90% neuronów uwalnia glutaminian lub GABA, więc ta klasyfikacja obejmuje ogromną większość neuronów. Reszta ma określone funkcje zgodnie z przedstawionymi celami.

Na przykład niektóre neurony wydzielają glicynę wywierając efekt hamujący. Z kolei w rdzeniu kręgowym występują neurony ruchowe, które uwalniają acetylocholinę i zapewniają ekscytujący wynik.

W każdym razie należy zauważyć, że nie jest to takie proste. Oznacza to, że pojedynczy neuron, który uwalnia typ neuroprzekaźnika, może mieć zarówno działanie pobudzające, jak i hamujące, a nawet modulatory na innych neuronach. Wydaje się to zależeć raczej od rodzaju aktywowanych receptorów neuronów postsynaptycznych.

Ze względu na wzór rozładowania

Możemy szufladkować neurony za pomocą cech elektrofizjologicznych.

• Tonowanie lub regularne wybijanie : odnosi się do neuronów, które są stale aktywne.
• Fazowe lub „pękające” (pękanie w języku angielskim): są to te, które są aktywowane w seriach.
• Szybkie wybijanie : te neurony wyróżniają się wysoką szybkością wystrzeliwania, to znaczy wystrzeliwują bardzo często. Dobrymi przykładami byłyby jasne komórki balonowe, komórki zwojowe w siatkówce lub niektóre klasy interneuronów hamujących korę.

Do produkcji neuroprzekaźników

• Neurony cholinergiczne: ten typ neuronów uwalnia acetylocholinę w szczelinie synaptycznej.
• Neurony GABAergiczne: uwalniają GABA.
• Neurony glutaminergiczne: wydzielają glutaminian, który wraz z asparaginianem składa się z doskonałych neuroprzekaźników pobudzających. Gdy przepływ krwi do mózgu ulega zmniejszeniu, glutaminian może powodować ekscytotoksyczność, powodując nadmierną aktywację
• Neurony dopaminergiczne : uwalniają dopaminę, która jest związana z nastrojem i zachowaniem.
• Neurony serotoninergiczne: to te, które uwalniają serotoninę, które mogą działać zarówno przez ekscytujące, jak i hamujące. Jego brak jest tradycyjnie związany z depresją.

Z powodu swojej polarności

Neurony można klasyfikować według liczby procesów, które łączą się z ciałem komórki lub soma, które mogą być (Sincero, 2013):

• Unipolarne lub pseudounipolarne: to te, które mają pojedynczy proces protoplazmatyczny (tylko przedłużenie lub projekcja pierwotna). Strukturalnie obserwuje się, że ciało komórki znajduje się po jednej stronie aksonu, przekazując impulsy bez sygnałów przechodzących przez soma. Są one typowe dla bezkręgowców, chociaż możemy je również znaleźć w siatkówce.
• Pseudounipolarny: odróżnia się je od unipolarnego tym, że akson jest podzielony na dwie gałęzie, zazwyczaj jedna przechodzi do struktury obwodowej, a druga do centralnego układu nerwowego. Są ważne w sensie dotyku. Właściwie można je uznać za wariant bipolarny.
• Dwubiegunowy: w przeciwieństwie do poprzedniego typu, neurony te mają dwa rozszerzenia, które zaczynają się od somy komórki. Są powszechne w ścieżkach sensorycznych wzroku, słuchu, zapachu i smaku, a także funkcji przedsionkowych.
• Wielobiegunowy: Większość neuronów należy do tego typu, który charakteryzuje się tylko jednym aksonem, zazwyczaj długim, i wieloma dendrytami. Mogą one pochodzić bezpośrednio od somy, zakładając ważną wymianę informacji z innymi neuronami. Można je podzielić na dwie klasy:

a) Golgi I: długie aksony, typowe dla komórek piramidalnych i komórek Purkinjego.

b) Golgi II : krótkie aksony, typowe dla komórek ziarnistych.

To rozróżnienie zostało ustalone przez Camillo Golgiego, laureata Nagrody Nobla w dziedzinie medycyny, podczas obserwacji przez neurony mikroskopowe zabarwione procedurą, którą sam wymyślił (plama Golgiego). Santiago Ramón y Cajal stwierdził, że neurony Golgiego II są obfite w zwierzęta, które są ewolucyjnie bardziej zaawansowane niż zwierzęta typu I.

• Anaxónicas: w tym typie nie można odróżnić dendrytów aksonów, będąc również bardzo małymi.

W zależności od odległości między aksonem a soma

• Zbieżne : w tych neuronach akson może być mniej lub bardziej rozgałęziony, jednak nie jest zbyt daleko od ciała neuronu (somy).
• Rozbieżne: pomimo liczby rozgałęzień, akson rozciąga się na dużą odległość i odsuwa się zwłaszcza od somatycznej neurony.

Zgodnie z morfologią dendrytów

• Idiodendrytyczne: ich dendryty zależą od typu neuronu (jeśli go sklasyfikujemy według jego lokalizacji w układzie nerwowym i jego charakterystycznej formy, patrz poniżej). Dobrym przykładem są komórki Purkinjego i komórki piramidalne.
• Izodendrytyczny: ten typ neuronu ma dendryty, które są podzielone tak, że gałęzie potomne przekraczają długość gałęzi macierzystych.
• Alodendrytyczne: mają cechy, które nie są typowe dla dendrytów, takie jak posiadanie bardzo niewielu kolców lub dendrytów bez rozgałęzień.

Według lokalizacji i formy

Istnieje wiele neuronów w naszym mózgu, które mają unikalną strukturę i nie jest łatwym zadaniem ich skatalogowanie za pomocą tego kryterium.

Zgodnie z formą (Paniagua i in., 2002) można rozważyć:

- Fusiformes

- Wielościenny

- Gwiaździsta

- Kulisty

- Piramida

Jeśli weźmiemy pod uwagę zarówno lokalizację, jak i kształt neuronów, możemy udoskonalić i uszczegółowić to rozróżnienie:

- Piramidy neuronalne : są tak nazywane, ponieważ soma mają trójkątny kształt piramidy i znajdują się w korze przedczołowej.

- Komórki Betza: są to duże neurony ruchowe o kształcie piramidalnym, które znajdują się w piątej warstwie istoty szarej w korze ruchowej pierwotnej.

- Komórki koszyczkowe lub koszyczkowe : neurony korowe zlokalizowane w korze mózgowej i móżdżku.

- Komórki Purkinjego: neurony w kształcie drzewa znalezione w móżdżku.

- Komórki ziarniste: reprezentują większość neuronów w ludzkim mózgu. Charakteryzują się bardzo małymi ciałkami komórkowymi (są to typ Golgiego II) i znajdują się między innymi w ziarnistej warstwie móżdżku, zakrętu zębatego hipokampa i opuszce węchowej.

- Komórki Lugaro: tak zwany przez ich odkrywcę, są wdechowymi interneuronami zlokalizowanymi w móżdżku (tuż poniżej warstwy komórek Purkinjego).

- Średnie neurony kolczaste: są uważane za specjalny rodzaj komórki GABAergicznej, która reprezentuje około 95% neuronów prążkowia u ludzi.

- Komórki Renshawa : neurony te są neuronami interneuronowymi hamującymi rdzeń kręgowy, które są połączone na swoich końcach z neuronami ruchowymi alfa, neuronami z obydwoma końcami połączonymi z neuronami ruchowymi alfa.

- Jednobiegunowe komórki pędzla : składają się z rodzaju neuronów interneuronowych glutaminergicznych, które znajdują się w warstwie ziarnistej kory móżdżku i jądrze ślimakowym. Jego nazwa wynika z faktu, że ma on pojedynczy dendryt, który kończy się w kształcie pędzla.

- Komórki rogu przedniego: są one określane w ten sposób do neuronów ruchowych znajdujących się w rdzeniu kręgowym.

- Neurony wrzecionowe: zwane także neuronami Von Economo, charakteryzują się tym, że są wrzecionowate, to znaczy ich kształt wydaje się wydłużoną rurką, która staje się wąska na końcach. Znajdują się one w bardzo ograniczonych obszarach: wyspie, przednim zakręcie obręczy i u ludzi, grzbietowo-bocznej korze przedczołowej.

Ale zadajemy sobie pytanie:

Czy te klasyfikacje obejmują wszystkie typy istniejących neuronów?

Możemy stwierdzić, że prawie wszystkie neurony układu nerwowego można sklasyfikować w kategoriach, które tutaj oferujemy, zwłaszcza te najszersze. Konieczne jest jednak zwrócenie uwagi na ogromną złożoność naszego układu nerwowego i wszystkie postępy, które pozostają do odkrycia w tej dziedzinie.

Nadal prowadzone są badania mające na celu odróżnienie najbardziej subtelnych różnic między neuronami, aby dowiedzieć się więcej o funkcjonowaniu mózgu i związanych z nim chorób.

Neurony różnią się od siebie aspektami strukturalnymi, genetycznymi i funkcjonalnymi, a także sposobem interakcji z innymi komórkami. Ważne jest nawet, aby wiedzieć, że naukowcy nie są zgodni przy określaniu dokładnej liczby typów neuronów, ale może to być więcej niż 200 typów.

Bardzo przydatnym źródłem wiedzy na temat typów komórek układu nerwowego jest Neuro Morpho, baza danych, w której różne neurony są cyfrowo odtwarzane i mogą być badane według gatunków, typów komórek, regionów mózgu itp. (Jabr, 2012)

Podsumowując, klasyfikacja neuronów w różnych klasach została omówiona znacznie od początku współczesnej neuronauki. To pytanie można jednak stopniowo rozwiązać, ponieważ postępy eksperymentalne przyspieszają tempo gromadzenia danych na temat mechanizmów neuronowych. Tak więc każdego dnia jesteśmy o krok bliżej poznania całości funkcjonowania mózgu.