12.2: الأنسجة العصبية
- Page ID
- 203201
أهداف التعلم
- وصف البنية الأساسية للخلايا العصبية
- حدد الأنواع المختلفة من الخلايا العصبية على أساس القطبية
- ضع قائمة بالخلايا الدبقية في الجهاز العصبي المركزي ووصف وظيفتها
- ضع قائمة بالخلايا الدبقية لـ PNS ووصف وظيفتها
يتكون النسيج العصبي من نوعين من الخلايا، الخلايا العصبية والخلايا الدبقية. الخلايا العصبية هي النوع الأساسي من الخلايا التي يربطها معظم أي شخص بالجهاز العصبي. إنهم مسؤولون عن الحساب والتواصل الذي يوفره الجهاز العصبي. وهي نشطة كهربائيًا وتطلق إشارات كيميائية للخلايا المستهدفة. من المعروف أن الخلايا الدبقية، أو الدبقية، تلعب دورًا داعمًا للأنسجة العصبية. يسعى البحث المستمر إلى دور موسع قد تلعبه الخلايا الدبقية في إرسال الإشارات، لكن الخلايا العصبية لا تزال تعتبر أساس هذه الوظيفة. الخلايا العصبية مهمة، ولكن بدون الدعم الدبقي لن تكون قادرة على أداء وظيفتها.
الخلايا العصبية
الخلايا العصبية هي الخلايا التي تعتبر أساس الأنسجة العصبية. إنها مسؤولة عن الإشارات الكهربائية التي تنقل المعلومات حول الأحاسيس، والتي تنتج حركات استجابة لتلك المحفزات، إلى جانب تحفيز عمليات التفكير داخل الدماغ. جزء مهم من وظيفة الخلايا العصبية هو هيكلها أو شكلها. إن الشكل ثلاثي الأبعاد لهذه الخلايا يجعل الأعداد الهائلة من الاتصالات داخل الجهاز العصبي ممكنة.
أجزاء من خلية عصبية
كما تعلمت في القسم الأول، فإن الجزء الرئيسي من الخلايا العصبية هو جسم الخلية، والذي يُعرف أيضًا باسم سوما (soma = «body»). يحتوي جسم الخلية على النواة ومعظم العضيات الرئيسية. ولكن ما يجعل الخلايا العصبية مميزة هو أنها تحتوي على العديد من امتدادات أغشية الخلايا، والتي يشار إليها عمومًا باسم العمليات. عادةً ما توصف الخلايا العصبية بأنها تحتوي على محور عصبي واحد فقط - وهو ألياف تخرج من جسم الخلية وتنتشر لاستهداف الخلايا. يمكن أن يتفرع هذا المحور الأحادي بشكل متكرر للتواصل مع العديد من الخلايا المستهدفة. إنه المحور العصبي الذي ينشر النبض العصبي الذي يتم توصيله إلى خلية واحدة أو أكثر. العمليات الأخرى للخلايا العصبية هي التشعبات، التي تتلقى المعلومات من الخلايا العصبية الأخرى في مناطق اتصال متخصصة تسمى نقاط الاشتباك العصبي. عادة ما تكون التشعبات عمليات متفرعة للغاية، مما يوفر مواقع للخلايا العصبية الأخرى للتواصل مع جسم الخلية. تتدفق المعلومات عبر الخلايا العصبية من التشعبات، عبر جسم الخلية، وصولاً إلى المحور العصبي. وهذا يعطي الخلايا العصبية قطبًا - مما يعني أن المعلومات تتدفق في هذا الاتجاه الواحد. \(\PageIndex{1}\)يوضح الشكل علاقة هذه الأجزاء ببعضها البعض.
عندما يخرج المحور العصبي من جسم الخلية، هناك منطقة خاصة يشار إليها باسم تلة المحور. هذا هو انحدار جسم الخلية باتجاه ألياف المحور العصبي. داخل تلة المحور، يتحول السيتوبلازم إلى محلول من مكونات محدودة تسمى الأكسوبلازم. نظرًا لأن كتلة المحور تمثل بداية المحور، يُشار إليها أيضًا باسم الجزء الأولي.
يتم لف العديد من المحاور بواسطة مادة عازلة تسمى المايلين، وهي في الواقع مصنوعة من الخلايا الدبقية. يعمل الميالين كعزل يشبه إلى حد كبير البلاستيك أو المطاط المستخدم لعزل الأسلاك الكهربائية. يتمثل الاختلاف الرئيسي بين الميالين والعزل الموجود على السلك في وجود فجوات في غطاء الميالين للمحاور. تُسمى كل فجوة عقدة رانفير وهي مهمة للطريقة التي تنتقل بها الإشارات الكهربائية عبر المحور. يُشار إلى طول المحور بين كل فجوة، وهو ملفوف بالميالين، على أنه مقطع محور عصبي. في نهاية المحور العصبي يوجد طرف المحور، حيث توجد عادةً عدة فروع تمتد نحو الخلية المستهدفة، وينتهي كل منها بتكبير يسمى المصباح الطرفي المشبكي. هذه المصابيح هي التي تقوم بالاتصال بالخلية المستهدفة في المشبك.
قم بزيارة هذا الموقع للتعرف على كيفية تكوين الأنسجة العصبية من الخلايا العصبية والخلايا الدبقية. الخلايا العصبية هي خلايا ديناميكية لديها القدرة على إجراء عدد كبير من الاتصالات، والاستجابة بسرعة مذهلة للمنبهات، وبدء الحركات على أساس تلك المحفزات. إنها محور البحث المكثف لأن الفشل في علم وظائف الأعضاء يمكن أن يؤدي إلى أمراض مدمرة. لماذا توجد الخلايا العصبية فقط في الحيوانات؟ استنادًا إلى ما تقوله هذه المقالة عن وظيفة الخلايا العصبية، لماذا لا تكون مفيدة للنباتات أو الكائنات الحية الدقيقة؟
أنواع الخلايا العصبية
هناك العديد من الخلايا العصبية في الجهاز العصبي - رقم بالتريليونات. وهناك العديد من الأنواع المختلفة من الخلايا العصبية. يمكن تصنيفها من خلال العديد من المعايير المختلفة. الطريقة الأولى لتصنيفها هي من خلال عدد العمليات المرتبطة بجسم الخلية. باستخدام النموذج القياسي للخلايا العصبية، فإن إحدى هذه العمليات هي المحور، والباقي عبارة عن تشعبات. نظرًا لأن المعلومات تتدفق عبر الخلايا العصبية من التشعبات أو أجسام الخلايا نحو المحور، فإن هذه الأسماء تستند إلى قطبية الخلايا العصبية (الشكل\(\PageIndex{2}\)).
تحتوي الخلايا أحادية القطب على عملية واحدة فقط تخرج من الخلية. لا توجد الخلايا الحقيقية أحادية القطب إلا في الحيوانات اللافقارية، لذا فإن الخلايا أحادية القطب في البشر تسمى بشكل أكثر ملاءمة الخلايا «الزائفة أحادية القطب». لا تحتوي الخلايا اللافقارية أحادية القطب على تشعبات. تحتوي الخلايا البشرية أحادية القطب على محور عصبي يخرج من جسم الخلية، ولكنه ينقسم بحيث يمكن للمحاور أن يمتد لمسافة طويلة جدًا. في أحد طرفي المحور توجد تشعبات، وفي الطرف الآخر، يشكل المحور العصبي اتصالات متشابكة مع الهدف. الخلايا أحادية القطب هي خلايا عصبية حسية حصرية ولها خاصتان فريدتان. أولاً، تتلقى التشعبات معلومات حسية، وأحيانًا مباشرة من المنبهات نفسها. ثانيًا، توجد الأجسام الخلوية للخلايا العصبية أحادية القطب دائمًا في العقد. الاستقبال الحسي هو وظيفة محيطية (تلك التشعبات موجودة في المحيط، ربما في الجلد) لذلك يكون جسم الخلية في المحيط، على الرغم من أنه أقرب إلى الجهاز العصبي المركزي في العقدة. ينطلق المحور العصبي من النهايات التغصنية، متجاوزًا جسم الخلية في عقدة، إلى الجهاز العصبي المركزي.
تحتوي الخلايا ثنائية القطب على عمليتين تمتدان من كل طرف من طرفي جسم الخلية، مقابل بعضهما البعض. الأول هو المحور العصبي والآخر هو التغصينات. الخلايا ثنائية القطب ليست شائعة جدًا. توجد بشكل أساسي في الظهارة الشمية (حيث يتم استشعار محفزات الرائحة)، وكجزء من شبكية العين.
الخلايا العصبية متعددة الأقطاب هي جميع الخلايا العصبية التي ليست أحادية القطب أو ثنائية القطب. لديهم محور عصبي واحد واثنين أو أكثر من التشعبات (عادة ما تكون أكثر من ذلك بكثير). وباستثناء الخلايا العقدية الحسية أحادية القطب، والخليتين القطبيتين المحددتين المذكورتين أعلاه، فإن جميع الخلايا العصبية الأخرى متعددة الأقطاب. تشير بعض الأبحاث المتطورة إلى أن بعض الخلايا العصبية في الجهاز العصبي المركزي لا تتوافق مع النموذج القياسي لمحور «واحد فقط». تصف بعض المصادر نوعًا رابعًا من الخلايا العصبية، يسمى الخلايا العصبية الأناكسونية. يشير الاسم إلى أنه لا يحتوي على محور عصبي (an- = «بدون»)، ولكن هذا ليس دقيقًا. الخلايا العصبية الأناكسونية صغيرة جدًا، وإذا نظرت من خلال المجهر إلى الدقة القياسية المستخدمة في علم الأنسجة (تقريبًا 400X إلى 1000X إجمالي التكبير)، فلن تتمكن من تمييز أي عملية على وجه التحديد كمحور عصبي أو تشندريت. يمكن لأي من هذه العمليات أن تعمل كمحور عصبي اعتمادًا على الظروف في أي وقت. ومع ذلك، حتى لو لم يكن من الممكن رؤيتها بسهولة، وكانت إحدى العمليات المحددة هي بالتأكيد المحور العصبي، فإن هذه الخلايا العصبية لها عمليات متعددة وبالتالي فهي متعددة الأقطاب.
يمكن أيضًا تصنيف الخلايا العصبية على أساس مكان وجودها، ومن وجدها، وما تفعله، أو حتى المواد الكيميائية التي تستخدمها للتواصل مع بعضها البعض. تتم تسمية بعض الخلايا العصبية المشار إليها في هذا القسم عن الجهاز العصبي على أساس هذه الأنواع من التصنيفات (الشكل\(\PageIndex{3}\)). على سبيل المثال، تُعرف الخلية العصبية متعددة الأقطاب التي تلعب دورًا مهمًا جدًا في جزء من الدماغ يسمى المخيخ باسم خلية Purkinje (التي تُنطق بشكل شائع Per-kin-gee). تم تسميته على اسم عالم التشريح الذي اكتشفه (جان إيفانجيليستا بوركينجي، 1787—1869).
الخلايا الدبقية
الخلايا الدبقية، أو الخلايا العصبية أو ببساطة الدبقية، هي النوع الآخر من الخلايا الموجودة في الأنسجة العصبية. تعتبر خلايا داعمة، ويتم توجيه العديد من الوظائف لمساعدة الخلايا العصبية على إكمال وظيفتها في الاتصال. يأتي اسم glia من الكلمة اليونانية التي تعني «الغراء»، وقد صاغه عالم الأمراض الألماني رودولف فيرشو، الذي كتب في عام 1856: «هذه المادة الضامة، الموجودة في الدماغ والحبل الشوكي وأعصاب الحواس الخاصة، هي نوع من الصمغ (الخلايا العصبية) التي تُزرع فيها العناصر العصبية». اليوم، أظهرت الأبحاث في الأنسجة العصبية أن هناك العديد من الأدوار العميقة التي تلعبها هذه الخلايا. وقد تجد الأبحاث المزيد عنها في المستقبل.
هناك ستة أنواع من الخلايا الدبقية. تم العثور على أربعة منها في CNS واثنتان في PNS. \(\PageIndex{1}\)يوضح الجدول بعض الخصائص والوظائف المشتركة.
| دبقية الجهاز العصبي المركزي | الخلايا الدبقية | وظيفة أساسية |
|---|---|---|
| خلية نجمية | خلية فضائية | دعم |
| أوليغوديندروسيت | خلية شوان | العزل، الميالين |
| الخلايا الدبقية الصغيرة | - | المراقبة المناعية والبلعمة |
| خلية بطانة الرحم | - | إنشاء CSF |
الخلايا الدبقية في الجهاز العصبي المركزي
إحدى الخلايا التي توفر الدعم للخلايا العصبية في الجهاز العصبي المركزي هي الخلية النجمية، والتي سميت بهذا الاسم لأنها تبدو على شكل نجمة تحت المجهر (astro- = «star»). تمتلك الخلايا النجمية العديد من العمليات التي تمتد من جسمها الخلوي الرئيسي (وليس المحاور أو التشعبات مثل الخلايا العصبية، فقط امتدادات الخلايا). تمتد هذه العمليات للتفاعل مع الخلايا العصبية أو الأوعية الدموية أو الأنسجة الضامة التي تغطي الجهاز العصبي المركزي والتي تسمى بيا ماتر (الشكل\(\PageIndex{4}\)). بشكل عام، فهي تدعم الخلايا العصبية في الجهاز العصبي المركزي. بعض الطرق التي تدعم بها الخلايا العصبية في الجهاز العصبي المركزي هي الحفاظ على تركيز المواد الكيميائية في الفضاء خارج الخلية، وإزالة جزيئات الإشارة الزائدة، والتفاعل مع تلف الأنسجة، والمساهمة في الحاجز الدموي الدماغي (BBB). الحاجز الدموي الدماغي هو حاجز فسيولوجي يمنع العديد من المواد التي تدور في بقية الجسم من الدخول إلى الجهاز العصبي المركزي، مما يقيد ما يمكن أن ينتقل من الدورة الدموية إلى الجهاز العصبي المركزي. يمكن لجزيئات المغذيات، مثل الجلوكوز أو الأحماض الأمينية، أن تمر عبر BBB، لكن الجزيئات الأخرى لا تستطيع ذلك. هذا في الواقع يسبب مشاكل في توصيل الدواء إلى الجهاز العصبي المركزي. تواجه شركات الأدوية تحديًا لتصميم أدوية يمكنها عبور BBB وكذلك التأثير على الجهاز العصبي.
مثل أجزاء قليلة أخرى من الجسم، يتمتع الدماغ بإمدادات دم مميزة. يمكن أن يمر القليل جدًا عن طريق الانتشار. يجب على معظم المواد التي تعبر جدار الأوعية الدموية إلى الجهاز العصبي المركزي القيام بذلك من خلال عملية نقل نشطة. لهذا السبب، يمكن فقط لأنواع معينة من الجزيئات دخول الجهاز العصبي المركزي. يُسمح بالجلوكوز - مصدر الطاقة الأساسي - وكذلك الأحماض الأمينية. يمكن أن يدخل الماء وبعض الجسيمات الصغيرة الأخرى، مثل الغازات والأيونات. لكن معظم الأشياء الأخرى لا تستطيع ذلك، بما في ذلك خلايا الدم البيضاء، التي تعد أحد خطوط الدفاع الرئيسية للجسم. في حين أن هذا الحاجز يحمي الجهاز العصبي المركزي من التعرض للمواد السامة أو المسببة للأمراض، فإنه يمنع أيضًا الخلايا التي يمكن أن تحمي الدماغ والحبل الشوكي من الأمراض والأضرار. كما يجعل BBB من الصعب تطوير الأدوية التي يمكن أن تؤثر على الجهاز العصبي. بصرف النظر عن العثور على مواد فعالة، فإن وسائل التسليم مهمة أيضًا.
توجد أيضًا في أنسجة الجهاز العصبي المركزي الخلايا قليلة التغصن، والتي تسمى أحيانًا فقط «أوليجو»، وهي نوع الخلايا الدبقية التي تعزل المحاور العصبية في الجهاز العصبي المركزي. الاسم يعني «خلية من بضعة فروع» (oligo- = «قليل»؛ dendro- = «الفروع»؛ -cyte = «الخلية»). هناك بعض العمليات التي تمتد من جسم الخلية. كل واحد يمد يده ويحيط بمحور عصبي لعزله في المايلين. ستقوم إحدى الخلايا قليلة التغصن بتزويد المايلين لأجزاء متعددة من المحاور العصبية، إما لنفس المحور أو للمحاور العصبية المنفصلة. ستتم مناقشة وظيفة المايلين أدناه.
الخلايا الدبقية الصغيرة، كما يوحي الاسم، أصغر من معظم الخلايا الدبقية الأخرى. تشير الأبحاث الجارية في هذه الخلايا، على الرغم من أنها ليست قاطعة تمامًا، إلى أنها قد تنشأ كخلايا دم بيضاء، تسمى البلاعم، والتي تصبح جزءًا من الجهاز العصبي المركزي أثناء التطور المبكر. في حين أن أصلها لم يتم تحديده بشكل قاطع، إلا أن وظيفتها مرتبطة بما تفعله البلاعم في بقية الجسم. عندما تواجه البلاعم خلايا مريضة أو تالفة في بقية الجسم، فإنها تبتلع وتهضم تلك الخلايا أو مسببات الأمراض التي تسبب المرض. الخلايا الدبقية الصغيرة هي الخلايا الموجودة في الجهاز العصبي المركزي التي يمكنها القيام بذلك في الأنسجة الطبيعية والصحية، وبالتالي يشار إليها أيضًا باسم البلاعم الموجودة في CNS.
الخلية البطانية هي خلية دبقية تقوم بتصفية الدم لإنتاج السائل النخاعي (CSF)، وهو السائل الذي يدور عبر الجهاز العصبي المركزي. بسبب إمدادات الدم المميزة المتأصلة في BBB، فإن الفضاء خارج الخلية في الأنسجة العصبية لا يتبادل المكونات بسهولة مع الدم. تبطن الخلايا البطانية كل البطين، وهي واحدة من التجاويف المركزية الأربعة التي تشكل بقايا المركز المجوف للأنبوب العصبي المتكون أثناء التطور الجنيني للدماغ. الضفيرة المشيمية عبارة عن هيكل متخصص في البطينين حيث تتلامس الخلايا البطانية مع الأوعية الدموية وتقوم بتصفية وامتصاص مكونات الدم لإنتاج السائل النخاعي. لهذا السبب، يمكن اعتبار الخلايا البطانية أحد مكونات BBB، أو مكانًا يتحلل فيه BBB. تبدو هذه الخلايا الدبقية مشابهة للخلايا الظهارية، وتشكل طبقة واحدة من الخلايا ذات مساحة صغيرة داخل الخلايا ووصلات ضيقة بين الخلايا المجاورة. لديهم أيضًا أهداب على سطحها القمي للمساعدة في تحريك CSF عبر الفضاء البطيني. تظهر علاقة هذه الخلايا الدبقية ببنية الجهاز العصبي المركزي في الشكل\(\PageIndex{4}\).
الخلايا الدبقية لـ PNS
واحدة من نوعي الخلايا الدبقية الموجودة في PNS هي خلية الأقمار الصناعية. توجد الخلايا الساتلية في العقد الحسية والمستقلة، حيث تحيط بالأجسام الخلوية للخلايا العصبية. هذا يفسر الاسم، بناءً على مظهره تحت المجهر. إنها توفر الدعم وتؤدي وظائف مماثلة في المحيط كما تفعل الخلايا النجمية في CNS - باستثناء، بالطبع، إنشاء BBB.
النوع الثاني من الخلايا الدبقية هو خلية شوان، التي تعزل المحاور بالميالين في المحيط. تختلف خلايا Schwann عن الخلايا قليلة التغصن، حيث تلتف خلية Schwann حول جزء من مقطع محور عصبي واحد فقط دون غيره. تحتوي الخلايا قليلة التغصن على عمليات تصل إلى مقاطع محاور متعددة، بينما تحيط خلية Schwann بأكملها بجزء محور عصبي واحد فقط. تقع النواة والسيتوبلازم في خلية شوان على حافة غلاف المايلين. يوضح الشكل العلاقة بين هذين النوعين من الخلايا الدبقية والعقد والأعصاب في PNS\(\PageIndex{5}\).
مايلين
يتم توفير العزل للمحاور العصبية في الجهاز العصبي من خلال الخلايا الدبقية والخلايا قليلة التغصن في الجهاز العصبي المركزي وخلايا Schwann في PNS. في حين أن الطريقة التي ترتبط بها أي من الخلايا بالمقطع المحوري، أو الأجزاء، التي تعزلها مختلفة، فإن وسائل وضع الميالين في مقطع محور عصبي هي نفسها في الغالب في الحالتين. الميالين عبارة عن غلاف غني بالدهون يحيط بالمحور العصبي ويخلق بذلك غمدًا من الميالين يسهل نقل الإشارات الكهربائية على طول المحور. الدهون هي في الأساس الفسفوليبيدات في غشاء الخلية الدبقية. لكن المايلين هو أكثر من مجرد غشاء الخلية الدبقية. كما أنه يتضمن بروتينات مهمة تعتبر جزءًا لا يتجزأ من هذا الغشاء. تساعد بعض البروتينات على تثبيت طبقات غشاء الخلية الدبقية معًا بشكل وثيق.
يمكن اعتبار مظهر غلاف المايلين مشابهًا للمعجنات الملفوفة حول هوت دوج لـ «خنازير في بطانية» أو طعام مشابه. يتم لف الخلية الدبقية حول المحور عدة مرات مع وجود القليل من السيتوبلازم أو انعدامه بين طبقات الخلايا الدبقية. بالنسبة للخلايا قليلة التغصن، تكون بقية الخلية منفصلة عن غلاف الميالين حيث تمتد عملية الخلية مرة أخرى نحو جسم الخلية. توفر بعض العمليات الأخرى نفس العزل لقطاعات المحاور الأخرى في المنطقة. بالنسبة لخلايا شوان، تحتوي الطبقة الخارجية من غشاء الخلية على السيتوبلازم ونواة الخلية على شكل انتفاخ على جانب واحد من غلاف المايلين. أثناء التطوير، يتم لف الخلية الدبقية بشكل فضفاض أو غير كامل حول المحور (الشكل\(\PageIndex{6}\) أ). تمتد حواف هذه الحاوية الفضفاضة نحو بعضها البعض، ويغلق أحد الطرفين تحت الطرف الآخر. تلتف الحافة الداخلية حول المحور، مما يؤدي إلى تكوين عدة طبقات، وتغلق الحافة الأخرى حول الخارج بحيث يكون المحور محاورًا تمامًا.
شاهد منظار الويب الخاص بجامعة ميشيغان على VirtualSlides.med.umich.edu/h... ml؟ listview=1& لرؤية صورة مجهرية إلكترونية لمقطع عرضي لألياف عصبية ميالين. يحتوي المحور العصبي على أنابيب دقيقة وخيوط عصبية يحدها غشاء بلازمي يعرف باسم الورم المحوري. يوجد خارج الغشاء البلازمي للمحور العصبي غلاف المايلين، الذي يتكون من غشاء بلازما ملفوف بإحكام لخلية شوان. ما جوانب الخلايا في هذه الصورة التي تتفاعل مع البقعة لجعلها ذات لون أسود داكن وعميق، مثل الطبقات المتعددة التي تشكل غلاف المايلين؟
يمكن أن تمتد أغلفة الميالين لواحد أو مليمترين، اعتمادًا على قطر المحور. يمكن أن تكون أقطار المحاور صغيرة من 1 إلى 20 ميكرومتر. نظرًا لأن الميكرومتر يساوي 1/1000 من المليمتر، فإن هذا يعني أن طول غلاف المايلين يمكن أن يكون 100 إلى 1000 مرة من قطر المحور. الشكل\(\PageIndex{1}\), Figure \(\PageIndex{4}\), and Figure \(\PageIndex{5}\) show the myelin sheath surrounding an axon segment, but are not to scale. If the myelin sheath were drawn to scale, the neuron would have to be immense—possibly covering an entire wall of the room in which you are sitting.
DISORDERS OF THE...
Nervous Tissue
Several diseases can result from the demyelination of axons. The causes of these diseases are not the same; some have genetic causes, some are caused by pathogens, and others are the result of autoimmune disorders. Though the causes are varied, the results are largely similar. The myelin insulation of axons is compromised, making electrical signaling slower.
Multiple sclerosis (MS) is one such disease. It is an example of an autoimmune disease. The antibodies produced by lymphocytes (a type of white blood cell) mark myelin as something that should not be in the body. This causes inflammation and the destruction of the myelin in the central nervous system. As the insulation around the axons is destroyed by the disease, scarring becomes obvious. This is where the name of the disease comes from; sclerosis means hardening of tissue, which is what a scar is. Multiple scars are found in the white matter of the brain and spinal cord. The symptoms of MS include both somatic and autonomic deficits. Control of the musculature is compromised, as is control of organs such as the bladder.
Guillain-Barré (pronounced gee-YAN bah-RAY) syndrome is an example of a demyelinating disease of the peripheral nervous system. It is also the result of an autoimmune reaction, but the inflammation is in peripheral nerves. Sensory symptoms or motor deficits are common, and autonomic failures can lead to changes in the heart rhythm or a drop in blood pressure, especially when standing, which causes dizziness.
Chapter Review
Nervous tissue contains two major cell types, neurons and glial cells. Neurons are the cells responsible for communication through electrical signals. Glial cells are supporting cells, maintaining the environment around the neurons.
Neurons are polarized cells, based on the flow of electrical signals along their membrane. Signals are received at the dendrites, are passed along the cell body, and propagate along the axon towards the target, which may be another neuron, muscle tissue, or a gland. Many axons are insulated by a lipid-rich substance called myelin. Specific types of glial cells provide this insulation.
Several types of glial cells are found in the nervous system, and they can be categorized by the anatomical division in which they are found. In the CNS, astrocytes, oligodendrocytes, microglia, and ependymal cells are found. Astrocytes are important for maintaining the chemical environment around the neuron and are crucial for regulating the blood-brain barrier. Oligodendrocytes are the myelinating glia in the CNS. Microglia act as phagocytes and play a role in immune surveillance. Ependymal cells are responsible for filtering the blood to produce cerebrospinal fluid, which is a circulatory fluid that performs some of the functions of blood in the brain and spinal cord because of the BBB. In the PNS, satellite cells are supporting cells for the neurons, and Schwann cells insulate peripheral axons.
Interactive Link Questions
Visit this site to learn about how nervous tissue is composed of neurons and glial cells. The neurons are dynamic cells with the ability to make a vast number of connections and to respond incredibly quickly to stimuli and to initiate movements based on those stimuli. They are the focus of intense research as failures in physiology can lead to devastating illnesses. Why are neurons only found in animals? Based on what this article says about neuron function, why wouldn’t they be helpful for plants or microorganisms?
Answer: Neurons enable thought, perception, and movement. Plants do not move, so they do not need this type of tissue. Microorganisms are too small to have a nervous system. Many are single-celled, and therefore have organelles for perception and movement.
View the University of Michigan WebScope at virtualslides.med.umich.edu/H...ml?listview=1& to see an electron micrograph of a cross-section of a myelinated nerve fiber. The axon contains microtubules and neurofilaments, bounded by a plasma membrane known as the axolemma. Outside the plasma membrane of the axon is the myelin sheath, which is composed of the tightly wrapped plasma membrane of a Schwann cell. What aspects of the cells in this image react with the stain that makes them the deep, dark, black color, such as the multiple layers that are the myelin sheath?
Answer: Lipid membranes, such as the cell membrane and organelle membranes.
Review Questions
Q. What type of glial cell provides myelin for the axons in a tract?
A. oligodendrocyte
B. astrocyte
C. Schwann cell
D. satellite cell
Answer: A
Q. Which part of a neuron contains the nucleus?
A. dendrite
B. soma
C. axon
D. synaptic end bulb
Answer: B
Q. Which of the following substances is least able to cross the blood-brain barrier?
A. water
B. sodium ions
C. glucose
D. white blood cells
Answer: D
Q. What type of glial cell is the resident macrophage behind the blood-brain barrier?
A. microglia
B. astrocyte
C. Schwann cell
D. satellite cell
Answer: A
Q. What two types of macromolecules are the main components of myelin?
A. carbohydrates and lipids
B. proteins and nucleic acids
C. lipids and proteins
D. carbohydrates and nucleic acids
Answer: C
Critical Thinking Questions
Q. Multiple sclerosis is a demyelinating disease affecting the central nervous system. What type of cell would be the most likely target of this disease? Why?
A. The disease would target oligodendrocytes. In the CNS, oligodendrocytes provide the myelin for axons.
Q. Which type of neuron, based on its shape, is best suited for relaying information directly from one neuron to another? Explain why.
A. Bipolar cells, because they have one dendrite that receives input and one axon that provides output, would be a direct relay between two other cells.
Glossary
- astrocyte
- glial cell type of the CNS that provides support for neurons and maintains the blood-brain barrier
- axon hillock
- tapering of the neuron cell body that gives rise to the axon
- axon segment
- single stretch of the axon insulated by myelin and bounded by nodes of Ranvier at either end (except for the first, which is after the initial segment, and the last, which is followed by the axon terminal)
- axon terminal
- end of the axon, where there are usually several branches extending toward the target cell
- axoplasm
- cytoplasm of an axon, which is different in composition than the cytoplasm of the neuronal cell body
- bipolar
- shape of a neuron with two processes extending from the neuron cell body—the axon and one dendrite
- blood-brain barrier (BBB)
- physiological barrier between the circulatory system and the central nervous system that establishes a privileged blood supply, restricting the flow of substances into the CNS
- cerebrospinal fluid (CSF)
- circulatory medium within the CNS that is produced by ependymal cells in the choroid plexus filtering the blood
- choroid plexus
- specialized structure containing ependymal cells that line blood capillaries and filter blood to produce CSF in the four ventricles of the brain
- ependymal cell
- glial cell type in the CNS responsible for producing cerebrospinal fluid
- initial segment
- first part of the axon as it emerges from the axon hillock, where the electrical signals known as action potentials are generated
- microglia
- glial cell type in the CNS that serves as the resident component of the immune system
- multipolar
- shape of a neuron that has multiple processes—the axon and two or more dendrites
- myelin sheath
- lipid-rich layer of insulation that surrounds an axon, formed by oligodendrocytes in the CNS and Schwann cells in the PNS; facilitates the transmission of electrical signals
- node of Ranvier
- gap between two myelinated regions of an axon, allowing for strengthening of the electrical signal as it propagates down the axon
- oligodendrocyte
- glial cell type in the CNS that provides the myelin insulation for axons in tracts
- satellite cell
- glial cell type in the PNS that provides support for neurons in the ganglia
- Schwann cell
- glial cell type in the PNS that provides the myelin insulation for axons in nerves
- synapse
- narrow junction across which a chemical signal passes from neuron to the next, initiating a new electrical signal in the target cell
- synaptic end bulb
- swelling at the end of an axon where neurotransmitter molecules are released onto a target cell across a synapse
- unipolar
- shape of a neuron which has only one process that includes both the axon and dendrite
- ventricle
- central cavity within the brain where CSF is produced and circulates