Fejezetek az idegrendszerből dr. Dobszay Márton fr. Benedek ofm

1. Az idegszövet

Tartalomjegyzék 1.1. Az idegszövet alapelemei (áttekintés) Idegsejtek (neuronok) Támasztósejtek (gliasejtek, neuroglia) 1.2. Az idegsejtek felépítése (áttekintés) A sejttest (szóma, perikarion) Dendrit Axon (neurit, tengelyfonal) A velő(s)hüvelyes axon Az axon és a dendrit összehasonlítása 1.3. Az idegsejtek típusai (csoportosítási lehetőségek) Alapvető működés / reflexívben való elhelyezkedés szerint A nyúlványok (axon és dendritek együttes) száma szerint Alak szerint Kifejtett hatás szerint Elektrofiziológiai tulajdonsága (tüzelési mintázata) szerint Neurotranszmitter használat szerint 1.4. A gliasejtek típusai A központi idegrendszer gliasejtjei A környéki idegrendszer gliasejtjei

1.1. Az idegszövet alapelemei (áttekintés) a) Idegsejtek (neuronok) Az idegrendszer legkisebb egységei. Nyúlványos, ingerlékeny sejtek, amelyek bioelektromos tulajdonságaiknak köszönhetően ingerfelvételre és ingerületvezetésre specializálódtak. Feladatuk az információ feldolgozása, továbbítása, és megfelelő válaszreakciók létrehozása. b) Támasztósejtek (gliasejtek, neuroglia) Az idegrendszer zavartalan működését biztosító, közvetlen idegi folyamatokban részt nem vevő sejtek, melyek feladata az idegszövet táplálása, védelme, bizonyos anyagok lebontása, a szövetpótlás, a térkitöltés, az axon körüli velőshüvely kialakítása.

Nissl-szemcse/tigroid rög Ranvier-féle befűződés 1.2. Az idegsejtek felépítése (áttekintés) sejttest dendrit sejtmag axondomb axon kollaterális végfácska Nissl-szemcse/tigroid rög Schwann sejt axon mielinhüvely Ranvier-féle befűződés idegvégződés

1.2. Az idegsejtek felépítése a) A sejttest (szóma, perikarion) Átmérője 4-120 mm. Az idegsejt anyagszintézisének helye. Nagy mennyiségű endoplazmatikus membrán és riboszóma található benne – fehérje termelése jelentős. Ezüst-dikromáttal (ún. Golgi- festéssel) a kicsapódott belső membránok jól látható apró szemcséket alkotnak, ezeket nevezzük Nissl-szemcséknek, vagy tigroid rögöknek. Alsó ábra: N-sejtmag, Nuc-sejtmagvacska, Ns-Nissl-szemcse, Den-dendrit.

1.2. Az idegsejtek felépítése b) Dendrit A neuronok szómájának folytatásaként induló, általában rövidebb, elágazó idegnyúlványok, melyek elsődleges feladata, hogy a beérkező ingerületek számára felszínt biztosítsanak és azokat a sejttest felé vezessék. Belső terükben a szómához hasonló sejtalkotókat találunk (ld. a bal oldali alsó képet – sárga nyíl: egy dendrit eredése). Számuk egy vagy több lehet. Általában elágaznak, dendritfát alkotnak (ld. az alsó-középső képet – egy piramis sejt dendritfája). Felületükön gyakran kitüremkedések (tüskék) találhatók, melyek növelik felszínüket (ld. a jobb oldali alsó képet).

1.2. Az idegsejtek felépítése c) Axon (neurit, tengelyfonal) A neuron szómájából az ún. axondombon induló, általában egyetlen, hosszú, vékony idegnyúlvány, melynek feladata a neuron által adott válasz vezetése és átadása a sejttesttől a célsejtek felé (ld. „A” ábra: Hillock – axondomb, AIS – axon kezdeti része , „B” ábra: nyilak – egy piramissejt axonja). Belső terében riboszómák nincsenek, így az axonban nincs fehérjeszintézis. Jellemzőek rá a mikrotubulus kötegekből álló, párhuzamosan futó ún. neurofibrillumok, vagy neurofillamentumok (ld. pirossal a „C-D” képen) amelyek fő útvonalát képezik az axonon belüli membránhólyagokhoz (vezikulumok) kötődő anyagszállításnak. Ennek sebessége lehet kicsi (kb. 1 mm/nap) és nagy (kb. 200-400 mm/nap). Az axon száma általában sejtenként egy, ez azonban gyakran (közel az eredés helyéhez) elágazik és kollaterálisokat ad, amelyeken párhuzamosan futhat az adott információ. A B C D

1.2. Az idegsejtek felépítése c) Axon (neurit, tengelyfonal) Az axon hossza változatos, elérheti akár a méteres nagyságrendet is. Vastagsága befolyásolja az ingerületvezetés sebességét. Az axon erősen elágazó végfácskában, annak ágai ún. végbunkókban végződnek (ld. a közép-ső képet, mely egy ideg és izom találkozásánál mutatja az axon – nerve fiber – elágazásait). Az axon végbunkóiban (ld. az alsó ábrát) található vezikulumok (membránhólyagok – ld. a piros nyilat) ingerületátvivő anyagot (neurotranszmittert) tartalmaznak (ld. később). Az axont gyakran gliasejtekből álló mielin- vagy velőshüvely borítja. Ennek szerepe az ingerületvezetés felgyorsítása (ld. később).

1.2. Az idegsejtek felépítése d) A velő(s)hüvelyes axon A központi idegrendszerben az oligodendrociták, a környéki idegrendszerben a Schwann-sejtek alakítják ki. Kialakulása: az oligondendrociták esetében a sejtek membránnyúlványai tekerednek az axonra (ld. balra lent – egy sejt több axont is beburkol); a Schwann-sejtek esetében inkább az axonok nyomulnak be, majd csavarják sokszorosan magukra a sejteket (ld. jobbra lent – egy sejt egy axonnal lép kapcsolatba). Az így kialakult képződményt mielinhüvelynek, illetve mielinizált axonnak hívjuk.

1.2. Az idegsejtek felépítése d) A velő(s)hüvelyes axon A mielinizáció eredményeként az axonra sokszorosan feltekeredő membrán, az adott szakaszon szigeteli az idegnyúlványt (ld. balra lent). A mielinizált szakaszok között kevesebb mint 2 mm-es területen az axon csupasz, szigetelés nélküli. Ezt Ranvier-féle befűződésnek, vagy csomónak nevezzük (ld. jobbra lent a lila nyílnál). A befűződések kb. 150 mm-enként követik egymást. A velőshüvelyes axon képezi az alapját a gyors, ún. szaltatórikus ingerületvezetésnek (ld. később).

1.2. Az idegsejtek felépítése e) Az axon és a dendrit összehasonlítása Összehasonlítási szempontok Axon Dendrit átlagos hossza hosszabb (akár méteres) rövidebb (10-400 mm) keresztmetszete többnyire kerek, ovális lapított, szabálytalan vastagsága (az eredésnél) vastagabb vékonyabb plazmaállománya a sejttestétől különböző a sejttestével azonos riboszóma általában nincs benne nagy mennyiségben van benne szinaptikus vezikula lehet nincs száma egy (néha kettő, vagy egy sem) ha van, akkor általában sok elágazásai általában tompaszögű általában hegyesszögű elágazások után a nyúlványok átmérője hasonló kisebb velőshülvely az ingerületvezetés iránya leggyakrabban a sejttest felől leggyakrabban a sejttest felé összfelszíne általában kisebb általában jóval nagyobb megjelenése a sejt fejlődése során előbb később

(csoportosítási lehetőségek) 1.3. Az idegsejtek típusai (csoportosítási lehetőségek) a) Alapvető működés / reflexívben való elhelyezkedés szerint érző neuron (szenzoros neuron) Feladata: az inger felvétele és továbbítása az információ feldolgozásának helye felé. interneuron, közbeiktatott, köztes, vagy asszociációs idegsejt Feladata: az információ feldolgozása, megfelelő válasz kidolgozása. mozgató neuron, végrehajtó idegsejt (motoneuron) Feladata: a megfelelő idegi válasz eljuttatása a célszervhez, a válasz végrehajtása. Az ábrán egy interneuron (piros) és egy végrehajtó idegsejt (piramissejt – zöld) látható.

1.3. Az idegsejtek típusai (csoportosítási lehetőségek) b) A nyúlványok (axon és dendritek együttes) száma szerint egynyúlványú – unipoláris neuron kétnyúlványú – bipoláris neuron ál-egynyúlványú – pszeudo-unipoláris neuron soknyúlványú – multipoláris neuron pl. Purkinje sejt pl. motor neuron pl. piramissejt

1.3. Az idegsejtek típusai (csoportosítási lehetőségek) c) Alak szerint (kiegészítő anyag) Az idegsejtek alak szerint nagyon sokfélék lehetnek. Elnevezésük sokszor önkényes, ötletszerű. Mind a sejttest alakja, mind a teljes nyúlványrendszer formája alapján lehetséges elnevezéseket adni. Az alábbi ábrákon néhány példát láthatunk. példák teljes sejt alakzatokra csillársejt Purkinje sejt kosársejt különböző sejttest alakzatok kettős csokor sejt

1.3. Az idegsejtek típusai (csoportosítási lehetőségek) d) Kifejtett hatás szerint serkentő gátló e) Elektrofiziológiai tulajdonsága (tüzelési mintázata) szerint (kiegészítő anyag) A neuronokat ingerelve azok eltérő elektromos aktivitást, ún. tüzelési mintázatot mutatnak (ld. később). Az idegtudósok egyik nagy próbálkozása, hogy az idegsejteket ez alapján csoportosítsák. Alábbiakban néhány sejt tipikus tüzelési mintázatát látjuk. gyorstüzelő interneuron szabályosan tüzelő interneuron piramissejt

1.3. Az idegsejtek típusai (csoportosítási lehetőségek) f) Neurotranszmitter használat szerint Az idegsejtek kommunikációjuk során eltérő jelátvivő anyagokat, ún. neurotranszmittereket használnak (ld. később). Ez alapján számos idegsejt-csoportot lehet elkülöníteni. Aminosav neurotranszmittert használó sejtek Neurotranszmitter Hatása A sejt megnevezése Példa az előfordulására glutamát főleg serkentő glutamáterg neuron agy (piramissejtek) g-aminovajsav (GABA) főleg gátló GABAerg neuron agy (agykérgi interneuronok) glicin glicinerg neuron gerincvelő Aminosav-származékokat használó sejtek Neurotranszmitter Hatása A sejt megnevezése Példa az előfordulására acetilkolin serkentő, vagy gátló kolinerg neuron agy, ideg-izom kapcsolat, paraszimpatikus véglemez szerotonin főleg gátló szerotonerg neuron agy noradrenalin noradrenerg agy, szimpatikus véglemez dopamin dopaminerg agy, extrapiramidális rendszer A fentieken kívül még számos más jelátviteli anyag (és így neuron-típus) ismert, mint pl. a peptid típusú szomatosztatin, vagy endorfin.

1.4. A gliasejtek típusai a) A központi idegrendszer gliasejtjei (kiegészítő anyag) Oligodendrociták – Feladatuk a velőshüvely létrehozása a központi idegrendszerben (ld. felső kép). Asztrociták – Neuronokhoz hasonló alakú soknyúlványos sejtek. Feladatuk az agyon belüli szövetnedv összetételének szabályozása. Emellett helykitöltő szerepük is van (ld. középső kép). Mikroglia sejtek – Mezoderma eredetű apró gliasejtek, melyek rendkívül gyorsan osztódnak. Szerepük a központi idegrendszerbe bekerülő kórokozók, illetve a pusztuló, degenerálódó idegsejtek törmelékeinek eltakarítása fagocitózissal. Ependymasejtek – Az agykamrák és a gerincvelő központi csatornájának felszínét borító hámszerű sejtek. Feladatuk az agy-gerincvelői folyadék (liquor cerebrospinalis) összetételének szabályozása és áramoltatása (ld. alsó kép – csillós ependymasejtek a gerincvelő központi csatornájában; a nyilak a csillókat mutatják).  

1.4. A gliasejtek típusai b) A környéki idegrendszer gliasejtjei (kiegészítő anyag) Schwann-féle sejtek – Feladatuk a velőshüvely kialakítása a környéki idegrendszerben (felső kép). Szatellita-sejtek – Feladatuk a perifériás dúcokban biztosítani a megfelelő környezetet (ld. zöld nyilakkal jelzett sejtek az alsó képen – neuronok mellett elhelyezkedő szatellita-sejtek).