Dendrity — definícia, funkcia a úloha v prenose neurónových signálov

Dendrity: čo sú, ako fungujú a akú majú úlohu pri prenose neurónových signálov — jasné vysvetlenie synapsie, neurotransmiterov a akčných potenciálov pre lepšie pochopenie nervovej komunikácie.

Dendrity sú vetvy neurónov, ktoré prijímajú signály z iných neurónov. Signály prechádzajú do bunkového tela (alebo soma).

Bunka môže mať stovky dendritov, ale len jeden axón. Dendrity prenášajú signály z iných neurónov do soma a axón prenáša jediný signál zo soma do ďalšieho neurónu alebo do svalového vlákna.

Dendrit z jedného neurónu a axón z iného neurónu sa stretávajú v synapsii, čo je veľmi úzka štrbina medzi dvoma bunkami. Keď elektrické impulzy dosiahnu koniec axónu, spustia uvoľňovanie chemických látok nazývaných neurotransmitery. Tieto chemické látky prechádzajú cez synapsu do dendritu, kde spúšťajú tok iónov do bunky alebo z bunky.

Pohyb nabitých iónov v dendrite spôsobuje elektrický prúd, ktorý sa nakrátko šíri do soma, než sa obnoví do normálu.

Ak dendrity dostanú veľa signálov z axónov, spustí sa reťazová reakcia. Reťazová reakcia je silný elektrický prúd nazývaný akčný potenciál, ktorý tečie po axóne k ďalšej synapsii.

Plne diferencované neuróny sa nedelia. Kmeňové bunky v dospelom mozgu však môžu regenerovať funkčné neuróny počas celého života organizmu. Vo všeobecnosti sa neuróny po narodení nedelia. Mnohé z nich prežijú celý život živočícha.

Struktúra dendritov

Dendrity majú rozvetvenú, kmienikovitú štruktúru, nazývanú dendritický strom alebo arbor. Na povrchu dendritov sa často nachádzajú drobné výbežky nazývané dendritické kolíky (spines), ktoré zvyšujú plochu pre synaptické spojenia. Tvar a hustota týchto výbežkov sa líši medzi typmi neurónov a mení sa s aktivitou bunky — to je dôležité pre synaptickú plastickosť.

Funkcia a spracovanie signálov

Dendrity primárne prijímajú synaptické vstupy. Tieto vstupy obvykle vyvolávajú lokálne zmeny membránového potenciálu (tzv. postsynaptické potenciály), ktoré sú väčšinou gradované (nie všetko alebo nič). Dôležité mechanizmy:

• Excitačné a inhibičné synapsy: Excitačné synapsy zvyčajne otvárajú kanály, ktoré vedú Na+ alebo Ca2+ dovnútra a spôsobujú depolarizáciu; inhibičné synapsy často otvárajú kanály pre Cl− alebo K+ a spôsobujú hyperpolarizáciu.
• Prostorové a časové sčítanie: Signály z rôznych synapsí sa sčítavajú priestorovo; opakované rýchle vstupy sa sčítavajú časovo. Ak výsledné depolarizačné súčty presiahnu prah v oblasti aksonového hrčku (axon hillock / axonálny počiatočný segment), môže vzniknúť akčný potenciál.
• Aktívne prvky: Okrem pasívneho šírenia majú mnohé dendrity napäťovo riadené iónové kanály (Na+, Ca2+, K+), ktoré môžu posilniť alebo modulovať signál, umožniť lokálne dendritické akčné potenciály či spätné šírenie akčných potenciálov z axónu do dendritov.

Synaptický prenos a úloha dendritov

V synapsii sú neurotransmitery uvoľnené z presynaptického zakončenia axónu do medzery synaptickej štrbiny, kde sa viažu na receptory na postsynaptickej membráne (často na dendrite). Receptory môžu byť ionotropné (rýchle, otvoria iónové kanály) alebo metabotropné (pôsobia cez G-proteíny a druhé posly, pomalšie, modulujúci účinok). Receptory a lokalizácia synapsí (na telo bunky vs. na dendrity/blízko k axonálnemu počiatočnému segmentu) ovplyvňujú, ako silne vstup vplýva na iniciáciu akčného potenciálu.

Plastickosť dendritov a učenie

Dendrity a dendritické kolíky sú kľúčové pre synaptickú plastickosť — dlhodobé posilnenie alebo oslabovanie synapsí (LTP, LTD). Aktivita, ktorá súčasne depolarizuje presynaptickú aj postsynaptickú stranu, môže viesť k trvalým zmenám v počte alebo sile synaptických spojení. Tieto zmeny sa považujú za bunkový mechanizmus učenia a pamäte.

Regenerácia a delenie neurónov

Väčšina diferenciovaných neurónov v centrálnom nervovom systéme sa po svojom vytvorení nedelí. Existujú však výnimky a schopnosť regenerácie závisí od typu nervového systému a druhu organizmu. V periférnom nervovom systéme je regenerácia axónov často lepšia (podpora Schwannových buniek). V mozgu dospelých jedincov prebieha obmedzená neurogenéza v špecifických oblastiach, ako je hipokampus a subventrikulárna zóna — proces, ktorý je sprostredkovaný kmeňovými bunkami. Tieto nové neuróny môžu čiastočne nahradiť poškodené bunky a zapájať sa do lokálnych obvodov.

Záver

Dendrity nie sú len pasívnymi prijímačmi signálov — sú aktívnymi spracovateľmi informácií. Ich geometria, distribúcia synapsií, prítomnosť iónových kanálov a schopnosť plastickosti určujú, ako neurón integruje vstupy a rozhoduje o vygenerovaní akčného potenciálu. Porozumenie dendritickej funkcie je kľúčové pre pochopenie fungovania nervových sietí, učenia a neurologických ochorení.

Otázky a odpovede

Otázka: Čo sú to dendrity?

Otázka: Kam idú signály po vstupe do dendritov?

Otázka: Koľko axónov môže mať jedna bunka?

Otázka: Čo prenášajú dendrity z iných neurónov do sómy?

Otázka: Čo je to synapsa?

Otázka: Čo spúšťa uvoľňovanie neurotransmiterov?

Otázka: Čo sa stane, ak dendrity dostanú veľa signálov z axónov?

Hľadajte podľa písmena