Anatomi

Vad heter nervcellens olika delar?

Dendrit: Förgrenade utskott som tar emot signaler från andra nervceller och leder dem in mot cellkroppen.

Cellkropp: Innehåller cellkärnan och de organeller som krävs för cellens ämnesomsättning.

Axon: ett långt utskott som är specialiserat på att snabbt leda aktionspotentialer (nervimpulser). Längden varierar.

Myelinskida: Fettrik isolering runt axonet som ökar signalhastigheten genom att låta impulsen "hoppa" mellan så kallade Ranviers noder.

Synaps: Kontaktpunkterna mellan en nervcell och dess målceller. Dessa gör det möjligt för nervsystemet att bearbeta information. Även minnes- och inlärningsförmåga är beroende av synapser.

Målceller: de celler som en nervcell står i kontakt med, såsom en muskelcell, körtelcell eller annan nervcell.

Hur sker synapser?

När en impuls når nervändslutet kan den inte fortsätta direkt till nästa cell eftersom det finns ett litet mellanrum mellan cellerna. Detta mellanrum kallas synapsspalten. Här sker alltså ingen direkt elektrisk kontakt mellan cellerna, istället omvandlas signalen till en kemisk signal.

1. När den elektriska impulsen når nervändslutet får det små blåsor, synaps vesiklar, att släppa ut signalämnen (neurotransmittorer) i synapsspalten på det presynaptiska membranet. Dessa molekyler sprider sig över det lilla mellanrummet tills de når den målcellens postsynaptiska membran.

2. Där binder de till särskilda mottagarmolekyler, receptorer. Målcellens elektriska egenskaper påverkas, vilket i sin tur kan leda till att en ny elektrisk signal uppstår i den cellen. Förändringen av membranpotentialen kallas en synapspotential och kan antingen stimulera eller hämma den elektriska impulsen till målcellen.

Hur sker neuromuskulära synapser?

När en nervimpuls färdas längs en motorisk nervcell och når nervändslutet vid en muskelcell, sker en viktig förändring i hur signalen överförs. Fram till nervändslutet har signalen varit elektrisk, men här omvandlas den till en kemisk signal.

Nervändslutet innehåller vesikler som är fyllda med en signalmolekyl som heter acetylkolin. När nervimpulsen når fram till nervändslutet sker en förändring i membranets laddning (depolarisering), vilket leder till att spänningsstyrda kalciumkanaler öppnas. Kalciumjoner (Ca²⁺) strömmar in i nervändslutet, och detta är en avgörande signal som gör att vesiklerna kan smälta samman med cellmembranet och acetylkolinet släpps (exocytos) ut i synapsspalten — det lilla mellanrummet mellan nervcellen och muskelcellen.

På muskelcellens sida finns särskilda receptorer för acetylkolin. Dessa receptorer fungerar också som jonkanaler. När acetylkolin binder till dem öppnas kanalerna, vilket gör att natriumjoner (Na⁺) strömmar in i muskelcellen. Detta gör att membranet depolariseras, det vill säga att insidan blir mindre negativ.

Om denna depolarisering når tröskelnivå utlöses en aktionspotential i muskelcellen. Denna aktionspotential sprider sig längs muskelcellens membran och leder till en kedja av händelser inne i cellen som slutligen får muskeln att kontrahera.

Hur sker synapser mellan nervceller?

Nervceller i hjärnan har inte bara har en eller några få synapser — de kan ha tusentals synapser från många olika nervceller samtidigt. Det betyder att varje nervcell ständigt tar emot en stor mängd signaler från olika håll. Dessa signaler kan vara av två olika typer:

Excitatoriska synapser: innebär att de gör målcellens membran mer positivt (depolariserar den), oftast genom att natriumjoner (Na⁺) strömmar in. Detta gör att cellen kommer närmare den nivå som krävs för att en nervimpuls ska utlösas.

Inhibitoriska synapser: motverkar depolarisering och gör det svårare för cellen att nå tröskeln.

En enskild stimulerande synaps inte alltid räcker för att utlösa en nervimpuls i målcellens axon. Istället sker en summering av alla signaler som cellen tar emot. Nervcellen “räknar ihop” alla excitatoriska och inhibitoriska signaler den får. Om den sammanlagda effekten blir tillräckligt stark och når tröskeln, då uppstår en aktionspotential. Om inte, händer ingenting.

De förändringar som sker i målcellens membran kallas synapspotentialer. Dessa är graderade, vilket betyder att de kan vara olika starka beroende på hur många signaler som tas emot och hur starka de är. Det skiljer sig från aktionspotentialer, som alltid är likadana i styrka och form (allt-eller-inget). Synapspotentialer kan alltså variera både i storlek och hur länge de varar.

Hur sker hämmande synapser?

När en nervimpuls når ett nervändslut i en hämmande synaps sker i början samma sak som i andra synapser: en transmittorsubstans frisätts och diffunderar över synapsspalten till den mottagande cellen. Det är först när denna signal binder till receptorer på målcellens membran som skillnaden uppstår.

I en hämmande synaps leder bindningen till att särskilda jonkanaler öppnas, men här handlar det oftast om kanaler för antingen kloridjoner (Cl⁻) eller kaliumjoner (K⁺). När dessa kanaler öppnas sker en rörelse av joner som påverkar cellens elektriska laddning på ett sätt som gör den mindre benägen att aktiveras.

Om kloridjoner strömmar in i cellen tillförs negativa laddningar, och om kaliumjoner strömmar ut från cellen försvinner positiva laddningar. I båda fallen blir insidan av cellen mer negativ än den var tidigare. Denna förändring kallas hyperpolarisering.

Hyperpolariseringen gör att cellens membranpotential hamnar längre ifrån tröskeln som krävs för att en nervimpuls ska uppstå. Det betyder att det blir svårare för cellen att nå den nivå där en aktionspotential utlöses. Resultatet blir alltså att cellen “bromsas” eller hämmas. Styrkan på signalen kan variera beroende på hur mycket transmittorsubstans som frisätts och hur många synapser som är aktiva samtidigt.

Vilken roll spelar axonhalsen?

Om det samlade resultatet av alla synapspotentialer blir tillräckligt starkt för att depolarisera axonhalsen till tröskelnivån, då utlöses en aktionspotential. Om de hämmande signalerna dominerar, eller om de stimulerande inte räcker till, når cellen inte tröskeln och ingen nervimpuls skickas vidare.

Om depolariseringen i axonhalsen dessutom kvarstår över tid kan nervcellen börja skicka ut flera aktionspotentialer efter varandra. Ju starkare och mer ihållande depolariseringen är, desto tätare blir nervimpulserna.

Alla synapser påverkar inte nervcellen lika mycket. Synapser som sitter nära axonhalsen har större påverkan än de som sitter längre bort på dendriterna. Detta beror på att signalerna försvagas ju längre de färdas genom cellen innan de når axonhalsen.

Vilka typer av transmittorsubstanser finns det?

När nervceller kommunicerar med varandra i synapser sker det genom kemiska signalämnen som kallas transmittorsubstanser. Många av dessa är ganska små molekyler.

När transmittorn binder till receptorer öppnas eller stängs dessa jonkanaler direkt, vilket snabbt påverkar cellens elektriska egenskaper. I andra fall är receptorn inte direkt kopplad till en jonkanal, utan istället påverkas cellen indirekt genom så kallade sekundära budbärare inne i cellen. Det innebär en långsammare men mer långvarig och komplex signal.

De flesta av de små transmittorsubstanserna är aminosyror eller derivat av aminosyror.

GABA och Glutamat: fungerar ofta som stimulerande respektive hämmande signaler i hjärnan.

Dopamin, noradrenalin och serotonin: spelar stora roller i centrala nervsystemet, till exempel för motivation, vakenhet, stämningsläge och belöningssystem.

Acetylkolin och noradrenalin: dominerar i det perifera nervsystemet, särskilt i de autonoma nervsystemets olika delar.

Det finns också en annan grupp av transmittorsubstanser som kallas neuropeptider. Dessa är större molekyler som bildas genom proteinsyntes. En viktig sak med neuropeptider är att de ibland också kan fungera som hormoner. Det betyder att de kan frisättas direkt ut i blodet av särskilda celler och påverka hela kroppen, inte bara lokala synapser. Exempel på sådana ämnen är TRH och CCK.

Endorfiner och Enkefaliner: har en hämmande effekt på smärtupplevelse och samtidigt kan ge en känsla av välbefinnande. De fungerar alltså som kroppens egna “smärtstillande system”

Det finns också ämnen som kan påverka receptorer på olika sätt.

Agonist: ett ämne som binder till en receptor och aktiverar den på samma sätt som den naturliga transmittorsubstansen.

Antagonist: binder till receptorn och blockerar den, så att den riktiga transmittorsubstansen inte kan binda och därför inte får någon effekt.

Hjärnan och ryggmärgen är väldigt känsliga organ, så kroppen har byggt upp ett flerskiktat skyddssystem runt dem. Det består av tre hinnor som tillsammans kallas meninger (hjärn- och ryggmärgshinnor). Dessa hinnor ligger utanpå nervsystemet, inte inuti det. Vilka är dessa hinnor?

Dura mater: Starkt och tjockt yttersta hinna. Den fungerar som ett skyddande “skal” och sitter fast mot insidan av skallbenet. Den går också in i hjärnan och bildar veck mellan olika delar, till exempel mellan hjärnhalvorna. Det gör att hjärnan hålls på plats och inte rör sig runt. När dura mater bildar dessa veck uppstår också hålrum som kallas sinus. De fungerar som stora blodkanaler där det venösa blodet från hjärnan samlas upp och leds tillbaka till hjärtat. Så dura mater är både ett skydd och en del av blodcirkulationen. Runt ryggmärgen finns dessutom ett utrymme utanför dura mater som kallas epiduralrummet. Det innehåller fett och fungerar som extra stötdämpning.

Araknoidea (spindelvävshinnan): Finns innanför dura mater, är tunnare och mer som ett nät än en fast hinna.

Pia mater: den innersta hinnan som ligger direkt mot hjärnans och ryggmärgens yta. Den följer alla veck och fåror mycket noggrant, nästan som att den sitter fastklistrad på nervvävnaden.

Vad är cerebrospinalvätska (CSV) och vad är dess funktion?

Mellan araknoidea och pia mater finns ett viktigt utrymme, subaraknoidalrummet, detta är fyllt med cerebrospinalvätska (CSV) som fungerar som både skydd och stabil miljö för nervcellerna. Den bildas inne i hjärnan i strukturer som kallas plexus choroideus, som finns i hjärnans hålrum, ventriklarna.

Bildningen sker genom att blodet filtreras genom kapillärer. Kroppen reglerar noggrant vilka ämnen som får komma in i cerebrospinalvätskan, bland annat genom aktiv transport. Resultatet blir en vätska som är mycket ren jämfört med blodet. Dess sammansättning är också stabil, till exempel hålls koncentrationen av kaliumjoner låg och konstant, vilket är avgörande för att nervceller ska fungera normalt.

När det är färdigbildat cirkulerar det först i sidoventriklarna, som ligger i storhjärnan, och rinner sedan vidare till tredje ventrikeln, vidare genom en smal kanal (akvedukten) till fjärde ventrikeln. Därifrån lämnar den själva ventrikelsystemet och rinner ut i subaraknoidalrummet, alltså utrymmet runt hjärnan och ryggmärgen.

Vätskan förnyas hela tiden. Eftersom hjärnan ligger instängd i ett hårt kranium är det väldigt viktigt att det råder balans mellan produktion och dränage. Om det blir för mycket vätska kan trycket i hjärnan öka, vilket är farligt.

• Den fungerar som en stötdämpare

• Den gör att hjärnan “flyter”, vilket minskar tryck och belastning

• Den skyddar mot skador vid rörelser och stötar

Om hjärnan svullnar (t.ex. vid skada) kan kroppen minska mängden cerebrospinalvätska för att motverka tryckökning.

Vad gör Blod-hjärnbarriären?

Blod-hjärnbarriären är ett skyddssystem i hjärnan som sitter i blodkärlens väggar. Till skillnad från resten av kroppen är blodkärlen i hjärnan mycket tätare byggda. Cellerna i kapillärväggarna sitter så tätt ihop att många ämnen inte kan ta sig igenom. Det gör att hjärnan skyddas från skadliga ämnen som kan finnas i blodet, men också från stora variationer i blodets sammansättning.

Detta är viktigt eftersom nervceller är mycket känsliga. De behöver en stabil kemisk miljö för att fungera korrekt. Om till exempel koncentrationen av joner eller andra ämnen skulle förändras för mycket, kan nervceller börja skicka fel signaler eller sluta fungera helt. Blod-hjärnbarriären ser därför till att bara vissa ämnen, som syre och glukos, släpps in i hjärnan, medan andra stoppas eller regleras noggrant.

Blod-hjärnbarriären är en del av ett större skyddssystem för hjärnan. Man kan säga att medan hjärnhinnorna skyddar mot yttre skador och cerebrospinalvätskan dämpar stötar, så skyddar blod-hjärnbarriären mot kemiska störningar från blodet. Men det har också en nackdel: många läkemedel har svårt att ta sig in i hjärnan just på grund av blod-hjärnbarriären.

117