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18.5:

神经元结构

JoVE 核
生物学
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JoVE 核 生物学
Neuron Structure

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神经元是传递电信号的 神经系统细胞。 它们有各种形状和尺寸, 但通常具有一些共同特征。 所有神经元都有一个包含 细胞核的细胞体,也称为体细胞。 大多数神经元也具有树突 和从细胞体延伸的轴突。 树突通常是高度分枝的, 它们在称为突触的交界处接收 来自其他神经元的信号。 另一方面,轴突将信号传递给 神经元和其他细胞。 轴突小丘,细胞体与轴突相遇, 产生动作电位, 即神经系统中电信号的 主要形式。 轴突通常包裹在脂肪髓鞘中, 由称为胶质细胞的支持细胞制成,使其隔离, 有助于在传播时 保持电信号。 髓鞘的间隙,髓鞘中的间隙, 是动作电位沿轴突 反复再生的区域。 轴突末端是末端, 含有充满神经递质分子的 突触小泡。 当动作电位到达终端时, 神经递质被释放到突触间隙中, 突触间隙是突触间细胞之间的空间区域。 根据通道的类型, 神经递质可以帮助将信号 传输到下一个细胞。

18.5:

神经元结构

概观

““ 神经元是神经系统中产生和传递电化学信号的主要细胞类型。它们主要通过在特定的突触连接处使用神经递质相互交流。神经元的形状多种多样,往往与其功能有关,但大多数都有三种主要结构:轴突和从细胞体伸出的树突。””

神经元的结构与功能

神经元细胞体(soma)容纳对细胞功能至关重要的细胞核和细胞器。从细胞体延伸出来的是专门用于接收和发送信号的薄结构。树突通常接收信号,而轴突将信号传递给其它细胞,如其它神经元或肌肉细胞。神经元与另一个细胞连接的点叫做突触。

神经元主要在突触后终末接收输入,这些终末通常位于树突突起的小突起上。这些特殊结构包含神经递质和其他化学信号的受体。树突通常是高度分枝的,允许一些神经元接受成千上万的输入。神经元通常在树突处接收信号,但也可以在其它区域(如细胞体)有突触。

突触接收到的信号沿着树突传递到胞体,在胞体中细胞可以对其进行处理,并决定是否应该将信息转发。动作电位是神经元产生的主要电信号。它将信息传送到下一个单元格。它首先在轴突丘处产生,轴突丘是胞体和轴突之间的连接处。

轴突的长度不同,但可以很长。例如,有些从脊髓一直延伸到脚较长的轴突通常包裹在脂肪髓鞘中,髓鞘将轴突隔离,有助于维持电信号。髓鞘是由神经系统中的另一种神经胶质细胞产生的。在有髓轴突中,动作电位在髓鞘的Ranvier重复间隙的每个节点处再生,直到到达轴突末端或突触前末端。

突触前终末有含有神经递质的小泡。动作电位通过与细胞膜融合并向突触间隙释放神经递质,触发囊泡发生胞吐。不同的神经递质对突触后细胞有不同的影响。兴奋性突触增加了突触后细胞启动动作电位的机会,而抑制性突触减少了动作电位的机会。

神经元形态学

神经元的整体形状,其形态,可以有很大的变化,而且往往与其功能有关。有些神经元有很少的树突突起和一个单一的轴突,另一些神经元有非常复杂的树突树突,而另一些神经元的轴突可以跨越生物体的长度。不同的形态常常被用来定义神经元的类型。突触连接的数量可以影响细胞对信号的反应。因此,树突的形态及其包含的突触数量是决定神经元类型的重要特征。在外周神经系统中,树突还可以定义细胞的感受野,即它们对身体上的物理空间敏感。

神经元结构的可视化艺术

西班牙解剖学家 Santiago Ramon y Cajal工作于19世纪末20世纪初,他开创了追踪单个神经元的先河,并从根本上洞察了神经元的本质。他对细胞进行了惊人的描绘,但还是提供了相当多的细节。使用以意大利生物学家Camillo Golgi的名字命名的染色技术,他能够追踪大脑中多种不同细胞的结构。他还描绘了神经元电路的一些基本连接,这些神经元网络被激活在一起以处理特定信息。

Suggested Reading

Vasile, Flora, Elena Dossi, and Nathalie Rouach. “Human Astrocytes: Structure and Functions in the Healthy Brain.” Brain Structure & Function 222, no. 5 (2017): 2017–29. [Source]