Naslovna Bolesti Medicinski pojmovi Stanična biologija neurona

Stanična biologija neurona

Ljudski mozak se sastoji od više od 1011neurona povezanih s više od 1012glija stanica. Neuron je električno ekscitabilna stanica koja obrađuje i prenosi informacije putem električnih i kemijskih signala. Svaki morfološki dio neurona ima zasebnu signalnu funkciju ( zasebne biokemijske reakcije ) i ektodermalnog su podrijetla, kao i epitelne stanice. Na neuroni razlikujemo slijedeće funkcionalne strukture:

  • Dendriti i akson su ulazni ili receptivni dio koji prevode signale u unutarstanične biokemijske signale (membrana odgovara bazolateralnoj membrani epitelnih stanica ).
  • Zona okidanje živčanog impulsa je aksonski brežuljak u kojemu se integriraju svi primljeni escitacijski impulsi i dalje prevode duž aksona.
  • kondukcijski dio neurona je akson koji vodi impuls do slijedećeg neurona tj. do sinapse
  • presinaptički element je presinaptički dio neurona ( membrana odgovara apikalnoj membrani epitelnih stanica ), gdje se pomoću neurotransmitera signal u obliku signalnih molekula prenosi jednosmjerno do postsinaptičkog dijela drugog neurona, koji su povezani sinapsom ( sinapsa je asimetrična ili polarizirana, što dovodi do jednosmjernog prijenosa ).

Neuroni su terminalno diferencirani jer se nakon nastanka više ne dijele. Jezgra neurona je blijeda jer kromosomi nisu kompaktni i vidi se jezgrica.
Neuroni sintetiziraju tri velike skupine proteina:

  1. Citosolne proteine za citoskelet i brojne enzime karakteristične za određene neurone ( acetilkolinski neuroni sadrže kolin-acetiltransferaza, chAT )
  2. Proteine nastale u citosolu koje se dalje raspoređuju u jezgru, mitohondrije i peroksisome
  3. Proteini u funkciji stanične membrane:
a)
periferni
– transmembranski, usidreni
b)
proteini u lumeni GA-a ili ER-a
i nisu vezani uz membranu
c)
Proteini sintetizirani u membrani
, koji se dalje prenose do drugih organela ili stanične površine (sekretorni ili sinaptički mjehurići )

Molekula mRNA

Molekula mRNA, koja upravlja sintezom skupine proteina 1 i 2, vezana je uz poliribosome, dok se mRNA treće skupine nalazi u membrani rER-a. Svi proteini ( osim mitohondrijskih ) nastaju na ribosomima u citosolu, te ovisno o tome da li imaju aminokiselinski signalni slijed, ostaju u citosolu ili se dalje razvrstavaju u jezgru kroz jezgrine pore, kroz membranu pomoću nosača u lumen organela ili vezikularnim transportom. Neuron može izbacivati sadržaj u svoju okolinu procesom egzocitoze, a procesom endocitoze unijeti sadržaj i pomoću endosoma i lizosoma dalje raspoređivati ( put biosinteze i sekrecije ). ER i GA tvore sustav cisterni i šupljina, a ponekad se uz rub citoplazme uočava skup spljoštenih i jako perforiranih cisterni à hipolemalna cisterna ( vjerojatno ju imaju svi neuroni, no dobro je uočljiva u purkinjeovim vlaknima ). Također se mogu uočiti i cisterne uz sam rub membrane, koje, ako se nađu ispod sinaptičke membrane, nazivamo subsinaptičkim cisternama. ER je srediste sinteze proteina i većine lipida, te sadrži kalciosome sa spremanje Ca iona. Kovalentno dodavanje šećera ( unaprijed pripremljen N-vezani oligosaharid sa dolikola se prenosi na NH2- skupinu asparagina pomoću oligosaharil transferaze ) na proteine jedna je od glavnih biosintetskih funkcija ER.

Golgijev aparat 

Golgijev aparat je glavno mjesto sinteze ugljikohidrata i razvrstavanje sadržaja primljenog iz ER-a,a sastoji se od cis mreže ( gleda prema jezgri, jače prošupljena ), Golgijevog stoga ( cis i trans pododjeljak ) i trans ( gleda prema st. membrani ) mreže. U GA-u se dalje dorađuju proteini, a na glikoproteinima možemo naći dvije velike skupine N-vezanih oligosaharida:

  1. Kompleksne oligosaharide, što sadrže više od dvije početne molekule N-acetilglukozamina (dobivene u ER) te raznolik broj ostataka galaktoze, galaktoze i sijalinske kiseline ( ima negativni naboj ).
  2. Oligosaharide s visokim sadržajem manoze, što sadrže tek dvije izvorne molekule N-acetilglukozamina i brojne ostatke manoze.

Lizosomi

Lizosomi služe unutarstaničnom probavljanju makromolekula, pH im je oko 5, sadrži preko 40 hidrolitičkih enzima, H-crpke ubacuju protone u citosol lizosoma. Makromolekule dospjevaju u njih preko autofagosoma, fagosoma ili endosoma. Endocitozom se sadržaj izvana invaginacijom membrane unose u stanicu, a pri tome razlikujemo pinocitozu (u unos manjeg tekućeg ili otopljenog sadržaja ) i fagocitozu ( unos većih molekula). Neuroni koriste pinocitozu gdje najprije nastaju klatrinom obložene vezikule, koje se spajaju sa ranim endosomima i nastaje kasni endosom koji se spaja s lizosom. Neuroni često imaju receptore ( transmembranske proteine ) na koje se vežu molekule, te ulaze kao kompleks receptor – makromolekula. Neke molekule ostaju vezane na receptorima od kojih mogu procesom recikliranja biti izbačeni van ili mogu ići do lizosoma ili do nove stanične membrane i sudjelovati u procesu transcitoze. Neuroni procesom nadzirane egzocitoze ( nadzirani sekrecijski put) pohranjuju molekule dospjele iz GA u obliku klatrinom obloženih vezikula ( protein ili manje molekule ) u sekretnim i sinaptičkim mjehurićima, koje se izlučuju kao odgovora na neki vanjski specifični signal (konstitucijska egzocitoza – rabe sve stanice ).

Neuron može djelovati kao endokrina stanica ili kao neuron jer može izlučiti npr. oksitocin ili vazopresin u krvotok ( hormon ) ili na završetku aksona u sinapsu( neurotranmsiter ). Ta pojava se naziva neurosekrecija/ neurosekretorna stanica/ neurosekretnorna zrnca ili mjehurići. Većina proteina se najprije sintetiziraju kao inaktivni prekursori, koji se naknadno proteolitički obrađuju ( cijepaju u biološki aktivne peptide ) tokom putovanja kroz trans golgijevu mrežu, sekretorne vezikule i u izvanstaničnoj tekućini ( pre-pro-protein se cijepa u ER-u i nastaje pro-protein , koji se ponovno cijepa prije egzocitoze u sekretni polipeptid ).Sekretne vezikule prenose sadržaj iz ER-a i GA-a do presinaptičkog dijela aksona gdje se pohranjuju, a zatim prazni mjehurići putuju nazad da bi se ponovno punili ( aksonsko prenošenje ). Sinaptički mjehurići nastaju gdje i sekretorni, ali oni se ponovno pune i lokalno tj. na samom završetku aksona.

Prema vrsti ogrtača vezikule, razlikujemo dvije vrste vezikula:

  1. Klatrinom obložene vezikule – odabirno prenošenje transmembranskih receptora. Klatrin ( 3 velike i tri male podjedinice ) oblikuje košaricu triskelion, a oni se udružuju u košarastu mrežicu. Klatrin daje potrebnu mehaničku silu za odvajanje vezikule, te osigurava da sadržaj ostane u zasebnom odjeljku tj. vezikuli. U procesu stapanja vezikule s membranom i stabiliziranju receptor-ligand kompleks sudjeluje adaptin, a ˝razdvajajuća˝ ATPaza u odvajanju ogrtača od vezikule.
  2. Koatrinom obložene vezikule – neselektivno prenošenje između ER-a i GA-a

Prenošenje vezikula je pod nadzorom proteina što vežu GTP, a mogu biti monomorne GTPaze ili polimerne GTPaze ( imaju više polipeptidnih lanaca ). Aktivni oblik ima na sebi vezan GTP, a inaktivni GDP.

Citoskelet 

Citoskelet omogućuje stanici migraciju, prijenos proteina ( izgrađuje ˝ceste˝ ), kretanje organela i daje oblik pojedinom neuronu. Sve te funkcije funkcioniraju sa pomoćnom proteinima. Citoskelet je izgrađen od tri vrste proteinskih filamenata:

  • aktinski ili mikrofilamenti su izgrađeni od aktina, čine polarne kuglaste polimere i bitni su za kretanje stanice. Funkcioniraju kao mreže ili snopovi. Čine staničnu koru i posebno su izraženi u sponovima dendrita. Aktini omogućuju njihovu interakciju sa izvanstaničnim matriksom.
  • mikrotubuli ( neurotubuli ) izgrađeni su od tubulina ( polimerizacija ) i čine okosnicu citoskeleta. Svaki monomer veže 2 molekule GTP-a ili jednu GTP i jednu GDP molekulu, koji se vežu na β-podjedinicu tubulina ( hidroliza GTP-a dovodi do depolimerizacija ). Mikrotubuli rastu procesom jezgrenja ( sporiji ) ili procesom produljivanja. Na njima se razlikuje plus ( brzo raste ) i minus ( sporo raste ) kraj, koji može biti stabiliziran centrosomom ( centriol okružen matriksom centrosoma ). Oni se nalaze u dinamičkoj nestabilnost jer stalno rastu i smanjuju se, a pojedine molekule tubulina, čiji je vijek trajanja oko 20 sati, sudjeluju u izgradnji više mirkotubua. MAP-proteini sudjeluju u stabilizaciji neurotubula i u diferencijaciji fetalnog neurona. MAP-1 je prisutan u aksnonu, a MAP-2 u somi i dendritima.
  • Intermedijarni filamenti su nepolarni polimeri izgrađeni od vimentina ili lamina ( izduljene vlaknaste molekule sa glavom – amino kraj i repom –karboksi krajem i sa dredišnjim dijelom, koji povezuje glavu i rep) i daju mehaničku otpornost stanice, a dijelimo ih u tri skupine:
  1. Keratinski filamenti – epitelne stanice, nokti i kosa
  2. Vimentinski filamenti – vimentina, desmina ( mišići ) i kiselih vlaknastih proteina glije – GFAP (astrociti i schwannove stanice ).
  3. Neurofilamenti – podjedinice su NF-L ( niske težine ), NF-M i NF-H ( srednje i visoke težine, prisutni u aksonima i oblikuju neprekinute ˝uže˝ duljine i do 1m ). Boje se metodama srebrne impregnacije.

Motorički proteini

Motorički proteini omogućuju kretanje organela konstantom hidrolizom ATP-a i povlačenjem organela po neurotubulima ili aktinskim filamentima ( kinezini – idu prema + kraju, citoplazmatski i cilijarni dineini – idu perma – kraju ). Sastoje se od dva teška ( ATPaze ) i više lakih lanaca na koji vežu svoj teret. Proteini i organele se duž aksona prenose u oba smjera:

  1. Brzo anterogradno prenošenje novosintetiziranih memrbanskih materijali ER-a i stanične membrane, sinaptičke komponente i mjehurići – od some do presinaptičkog dijela aksona.
  • I.vrsta – 100-400 mm/dan
  • II. vrsta – 20 – 70 mm/dan
  • III. vrsta – 3 – 20 mm/dan
  1. Sporo anterogradno prenošenje komponenata ( 0,1 – 4 mm/dan ) citoskeleta i pridruženih proteina, citosolni enzimi intermedijarnih filamenata. Služi za nadomještanje istrošenih strukturnih proteina. Brzinom od 0,2 – 2,5 mm/dan se prenose podjedinice neurofilamenata i neurotubula, a brzinom od 3-4 mm/dan molekule citoskeleta i pridruženih molekula, te neki enzimi.
  2. Retrogradno prenošenje odvija se brzinom 300 mm/dan, prenosi se sadržaj u somu tj. u lizosome i sadržaj za ponovnu metaboličku uporabu. Ovim putem dospijeva NGF ( neurotrofni činitelj rasta ), enzim HRP i neurotropni virusi ( herpes simplex, rabies i polio virus ).
Miko Lamberto
Eistria je vaš informativni portal za sve što vas intersuje o zdravlju i zdravstveni pogodnostima raznih preparata, voća, povrća i drugih prirodnih jedinjenja...

POSTAVI ODGOVOR

Please enter your comment!
Upišite vaše ime ovde

Obavezno pročitajte

HPV virus lečenje

HPV virus i njegovo uspešno lečenje

0
U poslednje vreme imamo jako puno poziva od strane osoba koje imaju problem sa HPV virusom. Ovim putem bih želeo da naglasim da je...

Forum

Ekcem

0
Strucnjaci su jednoglasni  najbolji nacin da se nosite sa svrbecim oblastima ekcema na kozi jeste da je odrzavate dovoljno vlaznom. To znaci da se klonite vode koliko...

Oboljenja organa za disanje

0
Organi za disanje mogu da obole i tada se mora sprovesti lečenje. U velikom delu pluća može se javiti zapaljenje pri kome se u...

Lekovito bilje korisni saveti

0
Za ishranu i lečenje Od davnih vremena naši preci su zavisili od biljaka, koje su ih hranile i održavale ih zdravim. Onda su pre stotinak...

Anis Pimpinella anisum lekovita svojstva

0
Pimpinella anisum L. – gajena vrsta Anis je jednogodišnja zeljasta biljka, visine 20-60cm, sa tankim korenom i valjkastom stabljikom, šupljom u sredini, malo dlakavom i...

Kancer prirodno lečenje i prevencija

0
Da biste smanjili rizik od obolevanja od malignih oboljenja, dovoljno je da pogledate u svoj frižider. Dr Ričard Beliveu sa Univerziteta Kvebek u Monteralu, koji je...
Mi koristimo kolačiće na našem sajtu da bi Vam omogućili najbolje iskustvo. Da bi ste nastavili da koristite sajt, složite se da koristite kolačiće.
Prihvati
Privacy Policy