Úvod

Základné dva typy buniek vyskytujúce sa v tkanive centrálnej nervovej sústavy sú neuróny a glia. Miesta kontaktov medzi neurónmi sa nazývajú synapsy.

Neurón

Neurón je základnou stavebnou a funkčnou jednotkou centrálneho nervového systému.

Pozostáva z:

• Tela bunky;
• Dendritov;
• Axónu (neuritu).

Vstupnou oblasťou neurónu sú dentrity, telo bunky je oblasťou integrácie signálu, axón tvorí výstupnú oblasť.

Axóny sú časťou nervovej bunky, ktoré transportujú chemické a elektrické signály. Ich cytoplazma obsahuje mnoho typov vlákien a filamentov, ale neobsahuje ribozómy a endoplazmatické retikulum. Teda, akýkoľvek proteín na ceste do axónu alebo axónových terminálov musí byť syntetizovaný na drsnom endoplazmatickom retikule v tele bunky. Proteíny sú posúvané do axónu procesom, známym ako axonálny transport (obr. 1).

Obr. 1. Druhy axonálneho transportu.

Synapsa

Synapsou sú označované všetky funkčné spojenia medzi mem-bránami dvoch buniek, z ktorých je aspoň jedna neurón. To znamená, že za synapsiu považujeme:

• Špecializované interneurónové spojenia v CNS;
• Spojenia medzi sekundárnou zmyslovou bunkou a neurónom pri vstupe informácie (neuroreceptorové spojenia);
• Spojenie medzi neurónom a efektorom pri výstupe informácie (neuroefektorové synapsy).

Poznáme:

• Axodendritické synapsy;
• Axosomatická synapsy;
• Synapsy na synapse
• Synapsy na iniciálnom segmente.

Podľa charakteru prenosu signálu rozlišujeme:

Elektrické synapsy

• Majú charakter štrbinového spojenia (gap junction)´;
• Vedú vzruch rýchlo a oboma smermi, s minimálnym synaptickým zdržaním;
• Vyskytujú sa hlavne v neurónoch CNS, boli zistené v gliových bunkách, v srdcovom a hladkom svalstve a v neexcitovateľných bunkách, ktoré používajú elektrické signály, ako napríklad beta bunky pankreasu.

Chemické synapsy

• Tvoria väčšinu synáps, ktoré používajú neurotransmitery na prenos vzruchu;
• Elektrický signál presynaptickej bunky je menený na chemický signál, ktorý prechádza synaptickou štrbinou a s kombináciou neurotransmiteru s receptorom na postsynaptickej bunke buď iniciuje elektrickú odpoveď alebo aktivuje cestu druhotného poslíčka.

Chemická synapsa pozostáva z presynaptického neurónu, synaptickej štrbiny a postsynaptického neurónu.

Čo sa deje pri prenose vzruchu synapsou?

1. Akčný potenciál depolarizuje terminál axónu;
2. Depolarizácia otvára voltáž vrátkovacie Ca²⁺ kanále a Ca²⁺ vstupuje do bunky;
3. Vstup vápnika spúšťa exocytózu obsahu synaptických vezikúl za pomoci kontraktilných bielkovín stenínu a neurínu;
4. Neurotransmiter difunduje do synaptickej štrbiny a viaže sa s receptorom na postsynaptickej membráne;
5. Naviazaný neurotransmiter iniciuje odpoveď na postsynaptickej bunke.

Poznáme následujúce receptory na membránach:

Receptory viazané s iónovými kanálmi – sprostredkúvajú rýchle efekty na postsynaptickej membráne. Po väzbe mediátora na receptor viazaný s iónovým kanálom sa otvárajú kanále:

• Pre katióny (Na^+, K⁺), vedú tak k miernej depolarizácii postsynaptickej membrány;
• Pre ióny Cl^-, prípadne K⁺, vedú tak k miernej hyperpolarizácii postsynaptickej membrány.

Receptory neviazané s iónovými kanálmi – po väzbe mediátora na receptor spúšťajú kaskádu enzýmových procesov. Najprv sa aktivuje G-proteín, ktorý priamo interaguje s iónovými kanálmi alebo reguluje tvorbu cAMP a uvolňovanie Ca2+. Zodpovedajú za pomalšie a dlhotrvajúce účinky a predpokladá sa, že majú vzťah k pamäti.

Podľa zmien membránového potenciálu na postsynaptickej bunke poznáme:

• Excitačné synapsy.
• Inhibičné synapsy.

Neurotransmitery

Sú to látky, ktoré sprostredkúvajú v synapsách chemický prenos nervových informácií. Výsledný efekt synaptického prenosu však nie je podmienený charakterom uvoľňovaného prenášača, ale typom postsynaptických receptorov a ich afinitou k príslušnému mediátoru.

Možno ich rozdeliť do týchto skupín:

• Acetylcholín.
• Amíny – katecholamíny (noradrenalín, adrenalín, dopamín), sérotonín, histamín;
• Aminokyseliny – excitačné (glutamát, kyselina asparágová), inhibičné (kyselina γ-aminomaslová, glycín);
• Polypeptidy – P-substancia, opioidné peptidy (endorfíny, enkefalíny) a podobne.
• Puríny – AMP a ATP.
• Prostaglandíny a ďalšie.
• Difundujúce nešpecifické – NO, CO, H₂S.

Inaktivácia neurotransmiterov

Niektoré neurotransmitery sa môžu vracať do terminálov axónu pre znovupoužitie, alebo sú transportované do gliových buniek. Iné neurotransmitery sú inaktivované enzýmami a iné môžu difundovať zo synaptickej štrbiny preč.

Gliové bunky

Gliové bunky sa priamo nezúčastňujú prenosu elektrického signálu, no poskytujú dôležitú fyzikálnu a biochemickú podporu neurónom. Gliové bunky komunikujú s neurónmi prostredníctvom chemických signálov.

Tabuľka 1. Druhy buniek v nervovom tkanive.

Spracoval: Doc. RNDr. Pavol Švorc, Ph.D., Katedra fyziologie a patofyziologie LF OU v Ostravě