神经元
神经元,也称为神经细胞,是一种电兴奋细胞,通过电信号和化学信号处理并传递信息呢。化学信号是通过 突触 发生的,这是一种与其他细胞的特殊连接。神经元相互连接形成神经网络。神经元是神经系统的核心组成部分,神经系统包括大脑、脊髓和周围神经节哦。
存在许多特殊类型的神经元。感觉神经元对触觉、声音、光线以及其他影响感觉器官细胞的刺激做出反应,然后将信号发送到脊髓和大脑。运动神经元接收来自大脑和脊髓的信号,引起肌肉收缩,并影响腺体。中间神经元则连接大脑或脊髓同一区域内的神经元。
目录
结构
| 神经元的结构 |
一个典型的神经元拥有一个细胞体(通常称为胞体)、树突和一根轴突。树突是从细胞体发出的细长结构,通常延伸数百微米,多次分支并形成复杂的“树突树”。轴突是一种特殊的细胞延伸,从细胞体上一个称为轴丘的部位发出,并延伸一段距离。在大多数突触中,信号是从一个神经元的轴突发送到另一个神经元的树突的。不过嘛,这些规则也有很多例外哦。例如,有些神经元没有树突,有些没有轴突,有些突触连接一个轴突到另一个轴突,或者一个树突到另一个树突等等。
| 轴突膜的结构 |
动作电位的传播
所有的神经元都是电兴奋的,它们通过代谢驱动的离子泵,结合嵌入膜中的离子通道,在膜两侧维持电压梯度,从而产生钠、钾、氯和钙等离子的细胞内与细胞外的浓度差。跨膜电压的变化可以改变电压依赖性离子通道的功能。如果电压变化量足够大,就会产生一种称为动作电位的“全或无”电化学脉冲,它会沿着细胞的轴突迅速传播,并在到达时激活与其他细胞的突触连接呢。
神经冲动是一种沿着轴突膜表面传播的自我传播的电干扰波。这种电干扰由电位差(不是电流哦)的暂时逆转组成。轴突内部通常相对于外部带负电;这被称为静息电位,其值通常约为 -65mV。当收到刺激时,会引起电位差的逆转,这就是所谓的动作电位(通常约为 +40mV)。
动作电位的传播机制
轴突内部相对于外部带负电。触发动作电位所需的电位差变化是由钠离子和钾离子(离子是带正电或负电的分子)进出轴突的运动控制的。这种运动通过离子泵和通道的作用发生。离子不能不受控制地扩散进出轴突;这种扩散被轴突周围的膜阻止了。沿着膜周期性分布着作为离子通道的蛋白质。钠门控通道和钾门控通道只在特定时间打开和关闭,允许离子通过。钠钾泵将 Na+ 和 K+ 输送进出轴突。
轴突内部开始时比外部低约 -65mV。当轴突比外部高 +40mV 时,就达到了动作电位。这个 +40mV 的值是通过钠离子和钾离子进出轴突的运动达到的。钠钾泵每将 3 个 Na+ 运出轴突,就将 2 个 K+ 运入轴突。然而,从轴突移除的钠比带入的钾多。这意味着轴突内的整体电负性在降低,轴突越来越接近达到 +40mV 的电位差。然后钠离子开始自然地扩散回轴突,钾离子扩散出去。然而在这个阶段,钾门控通道是打开的,而钠门控通道是关闭的。这意味着 K+ 扩散出去的速度比 Na+ 扩散回轴突的速度快。这进一步增加了轴突内部和外部之间的电位差。
一旦建立了动作电位,它就会在神经元的轴突中“移动”。动作电位并不是在物理意义上移动;电荷的逆转是在轴突的不同点以“人浪(Mexican wave)”效应复制的。轴突中的一点会去极化(去极化是细胞膜电位的变化,使其变得更正或更少负),这种去极化是轴突下一个区域去极化的刺激。当下一个区域去极化时,前一个区域恢复正常并复极化。 最终,动作电位将到达轴突的末端,称为突触小体。
当动作电位通过后,细胞通过两种跨膜蛋白恢复 -65mV 的静息电位:电压门控钾通道和 Na+/K+ ATP酶(钠/钾泵)。钾通道是电压敏感的,当动作电位发生并达到峰值时打开,它们打开的同时钠通道在峰值电压下变得不活跃。这将驱动细胞回到静息电位,并确保每个动作电位后都有一个不应期,因为钠通道必须从关闭(高电压)构象变为不活跃(低电压),才能再次通过适当的去极化打开。钠钾泵利用能量主动地、持续地将钠泵出细胞,将钾泵入细胞——右边的图片思路是对的,但是方向反了哦。[如果有能力的小伙伴请编辑并修复这张图片吧]
对其他神经元的作用
神经元通过释放 神经递质 结合到化学 受体 上来影响其他神经元。对突触后神经元的影响不是由突触前神经元或神经递质决定的,而是由被激活的受体类型决定的哦。受体可以大致分为 兴奋性(导致发放率增加)、抑制性(导致发放率降低)或调节性(导致与发放率不直接相关的长期影响)。兴奋性和抑制性神经递质之间的区别不是绝对的呢。相反,它取决于突触后神经元上存在的化学受体的类别。原则上,释放单一神经递质的单一神经元可以对某些目标产生兴奋作用,对其他目标产生抑制作用,并对另外一些目标产生调节作用。