Organizacija nervnog sistema i glija

Nervni sistem prima informacije o tijelu i okolini, obrađuje ih i usmjerava odgovore preko mišića, žlijezda i drugih kontrolnih sistema. Njegova funkcija ne nastaje iz jednog univerzalnog centra koji samostalno donosi sve odluke. Specijalizovani regioni sarađuju kroz lokalne i duge veze, a njihovo djelovanje zavisi od neurona, glijalnih ćelija i održavanja odgovarajuće ćelijske sredine.

Centralna, periferna i funkcionalna podjela

Centralni nervni sistem, CNS, čine mozak i kičmena moždina. Periferni nervni sistem povezuje te strukture sa receptorima i efektorima preko nerava i ganglija. Aferentni putevi prenose informacije prema centralnim strukturama, a eferentni vode izlazne signale prema ciljnim tkivima. Nazivi opisuju pravac u odnosu na centar, a ne nužno da je jedna ćelija samo „senzorna” u svakom mogućem kontekstu.

Somatski motorni sistem upravlja skeletnim mišićima. Autonomna kontrola obuhvata srce, glatke mišiće i žlijezde, uz povezanost sa centralnim regulatornim strukturama. Ova podjela pomaže praćenju puteva, ali ne znači da somatski i autonomni odgovori moraju nastupati potpuno nezavisno pri istom događaju.

Kičmena moždina sadrži integracione i refleksne mreže. Moždano stablo i subkortikalne strukture doprinose održavanju osnovnih funkcija, dok kora učestvuje u složenoj senzornoj obradi, planiranju i povezivanju sa prethodnim iskustvom. Ni kora ni niži centri ne djeluju kao potpuno izdvojen aparat: silazne i uzlazne veze stalno mijenjaju stanje mreže.

Neuron prima, integriše i prenosi

Dendriti i tijelo neurona primaju brojne sinaptičke ulaze. Njihove lokalne promjene membranskog potencijala utiču na vjerovatnoću nastanka akcijskih potencijala. Akson prenosi izlaz prema drugim neuronima ili efektorima i može imati više završnih grana. Tipični raspored ulaza i izlaza koristan je okvir, uz različite morfološke i funkcijske osobine pojedinih neurona.

Na hemijskoj sinapsi presinaptički završetak oslobađa transmiter, a postsinaptički receptor određuje odgovor. Signal se zato ne prenosi kao jednostavna kopija prethodnog impulsa. Ekscitatorni i inhibitorni ulazi, njihov raspored i vrijeme mijenjaju dalji izlaz. Električne sinapse koriste neposrednu ćelijsku komunikaciju preko kanala i mogu doprinijeti sinhronizaciji aktivnosti.

Neuronski procesi takođe moraju dobijati ćelijski materijal i održavati vezu sa tijelom ćelije. Brzi anterogradni transport koristi mikrotubule i kinezinske motore, dok retrogradni transport prema tijelu ćelije uključuje dinein. Oba zavise od energetskog snabdijevanja. Akson nije samo električni vod: njegove udaljene membrane i završeci dio su žive ćelije koja stalno održava svoju strukturu.

Astrociti održavaju funkcionalnu sredinu

Astrociti svojim nastavcima prilaze neuronima, sinapsama i krvnim sudovima. Učestvuju u regulaciji vanćelijskog kalijuma, koji se mijenja tokom neuronske aktivnosti. Prekomjerno lokalno nakupljanje K+ može promijeniti membranske potencijale i pobuđivanje, pa njegova kontrola doprinosi stabilnosti mreže.

Astrociti učestvuju i u preuzimanju i preradi transmitera. Pretvaranje glutamata u glutamin i njegovo vraćanje neuronskim putevima povezuje uklanjanje iz vanćelijskog prostora sa obnovom presinaptičke zalihe. Ne radi se samo o mehaničkom „čišćenju”, već o funkcionalnom kruženju materijala između ćelija.

Glijalna metabolička podrška uključuje glikogen i mogućnost dostave laktata neuronima. Ipak, značaj pojedinih metaboličkih puteva u svim normalnim uslovima nije potpuno razjašnjen. Ovaj primjer pokazuje zašto treba razlikovati dokumentovanu sposobnost ćelije od tvrdnje da isti put uvijek objašnjava svu neuronsku ishranu.

Mijelin, imunološka uloga i regionalna organizacija

Oligodendrociti stvaraju i održavaju mijelin u CNS, a Schwannove ćelije imaju odgovarajuću ulogu u perifernim nervima. Mijelin mijenja električne osobine aksona i omogućava efikasno saltatorno provođenje preko područja čvorova. Gubitak mijelina zato može poremetiti brzinu, pouzdanost ili mogućnost prenosa, iako sam akson nije nužno odmah izgubljen.

Mikroglijalne ćelije učestvuju u odgovoru na povredu i uklanjanju ćelijskog materijala. Glija obuhvata više specijalizovanih populacija, uključujući ependimalne ćelije uz ventrikularne prostore i periferne satelitske ćelije u ganglijama. Njihovo grupisanje pod jedan naziv ne znači da imaju istu fiziologiju.

Zapamti

• CNS i periferija povezani su aferentnim i eferentnim putevima.
• Sinapse integrišu i usmjeravaju signale, uz saradnju više nivoa CNS.
• Glija podržava jone, transmitere, metabolizam, mijelin i odgovor na povredu.
• Neuronska funkcija zavisi od mreže i očuvane mikrookoline.