12.2 : Tissu nerveux

Objectifs d'apprentissage

• Décrire la structure de base d'un neurone
• Identifier les différents types de neurones sur la base de la polarité
• Dressez la liste des cellules gliales du SNC et décrivez leur fonction
• Dressez la liste des cellules gliales du système nerveux central et décrivez leur fonction

Le tissu nerveux est composé de deux types de cellules, les neurones et les cellules gliales. Les neurones sont le principal type de cellule que la plupart des gens associent au système nerveux. Ils sont responsables du calcul et de la communication fournis par le système nerveux. Ils sont électriquement actifs et émettent des signaux chimiques vers les cellules cibles. Les cellules gliales, ou cellules gliales, sont connues pour jouer un rôle de soutien dans le tissu nerveux. Les recherches en cours visent à élargir le rôle que les cellules gliales peuvent jouer dans la signalisation, mais les neurones sont toujours considérés comme la base de cette fonction. Les neurones sont importants, mais sans soutien glial, ils ne seraient pas en mesure de remplir leur fonction.

Neurones

Les neurones sont les cellules considérées comme étant à la base du tissu nerveux. Ils sont responsables des signaux électriques qui communiquent des informations sur les sensations et qui produisent des mouvements en réponse à ces stimuli, tout en induisant des processus de pensée dans le cerveau. Une partie importante de la fonction des neurones réside dans leur structure ou leur forme. La forme tridimensionnelle de ces cellules rend possible l'immense nombre de connexions au sein du système nerveux.

Parties d'un neurone

Comme vous l'avez appris dans la première section, la partie principale d'un neurone est le corps cellulaire, également connu sous le nom de soma (soma = « corps »). Le corps cellulaire contient le noyau et la plupart des principaux organites. Mais ce qui rend les neurones spéciaux, c'est qu'ils possèdent de nombreuses extensions de leurs membranes cellulaires, généralement appelées processus. Les neurones sont généralement décrits comme ayant un, et un seul, axone, une fibre qui émerge du corps cellulaire et se projette vers les cellules cibles. Cet axone unique peut se ramifier à plusieurs reprises pour communiquer avec de nombreuses cellules cibles. C'est l'axone qui propage l'influx nerveux, qui est communiqué à une ou plusieurs cellules. Les autres processus du neurone sont les dendrites, qui reçoivent des informations d'autres neurones au niveau de zones de contact spécialisées appelées synapses. Les dendrites sont généralement des processus hautement ramifiés, fournissant des emplacements où d'autres neurones peuvent communiquer avec le corps cellulaire. L'information circule dans un neurone à partir des dendrites, à travers le corps cellulaire et le long de l'axone. Cela donne au neurone une polarité, ce qui signifie que l'information circule dans cette seule direction. La figure\(\PageIndex{1}\) montre la relation entre ces pièces.

Figure\(\PageIndex{1}\) : Parties d'un neurone. Les principales parties du neurone sont marquées sur un neurone multipolaire du SNC.

À l'endroit où l'axone émerge du corps cellulaire, se trouve une région spéciale appelée la butte axonale. Il s'agit d'un rétrécissement du corps cellulaire vers la fibre axonale. À l'intérieur de la butte axonale, le cytoplasme se transforme en une solution de composants limités appelée axoplasme. Comme la butte d'axone représente le début de l'axone, elle est également appelée segment initial.

De nombreux axones sont enveloppés par une substance isolante appelée myéline, qui est en fait fabriquée à partir de cellules gliales. La myéline agit comme isolant tout comme le plastique ou le caoutchouc utilisés pour isoler les fils électriques. L'une des principales différences entre la myéline et l'isolant d'un fil est qu'il y a des interstices dans le revêtement de myéline d'un axone. Chaque espace est appelé nœud de Ranvier et joue un rôle important dans la façon dont les signaux électriques se déplacent le long de l'axone. La longueur de l'axone entre chaque espace, qui est enveloppé de myéline, est appelée segment d'axone. À l'extrémité de l'axone se trouve l'extrémité de l'axone, où se trouvent généralement plusieurs branches qui s'étendent vers la cellule cible, chacune se terminant par un élargissement appelé bulbe terminal synaptique. Ce sont ces ampoules qui établissent la connexion avec la cellule cible au niveau de la synapse.

Visitez ce site pour découvrir comment le tissu nerveux est composé de neurones et de cellules gliales. Les neurones sont des cellules dynamiques capables d'établir un grand nombre de connexions, de répondre incroyablement rapidement à des stimuli et d'initier des mouvements sur la base de ces stimuli. Ils font l'objet de recherches intensives, car les défaillances physiologiques peuvent entraîner des maladies dévastatrices. Pourquoi les neurones ne se trouvent-ils que chez les animaux ? Sur la base de ce que dit cet article sur la fonction des neurones, pourquoi ne seraient-ils pas utiles pour les plantes ou les microorganismes ?

Types de neurones

Il existe de nombreux neurones dans le système nerveux, un chiffre qui se chiffre à des milliards. Et il existe de nombreux types de neurones. Ils peuvent être classés selon de nombreux critères différents. La première façon de les classer est par le nombre de processus attachés au corps cellulaire. En utilisant le modèle standard des neurones, l'un de ces processus est l'axone et les autres sont des dendrites. Comme l'information circule à travers le neurone depuis les dendrites ou les corps cellulaires vers l'axone, ces noms sont basés sur la polarité du neurone (Figure\(\PageIndex{2}\)).

Figure\(\PageIndex{2}\) : Classification des neurones par forme. Les cellules unipolaires ont un processus qui inclut à la fois l'axone et la dendrite. Les cellules bipolaires ont deux processus : l'axone et la dendrite. Les cellules multipolaires ont plus de deux processus : l'axone et deux dendrites ou plus.

Les cellules unipolaires n'ont qu'un seul processus émergeant de la cellule. Les véritables cellules unipolaires ne se trouvent que chez les animaux invertébrés, de sorte que les cellules unipolaires chez l'homme sont appelées cellules « pseudo-unipolaires » de manière plus appropriée. Les cellules unipolaires invertébrées ne possèdent pas de dendrites. Les cellules unipolaires humaines ont un axone qui émerge du corps cellulaire, mais qui se divise de sorte que l'axone peut s'étendre sur une très grande distance. À une extrémité de l'axone se trouvent des dendrites, et à l'autre extrémité, l'axone forme des connexions synaptiques avec une cible. Les cellules unipolaires sont exclusivement des neurones sensoriels et possèdent deux caractéristiques uniques. Tout d'abord, leurs dendrites reçoivent des informations sensorielles, parfois directement du stimulus lui-même. Deuxièmement, les corps cellulaires des neurones unipolaires se trouvent toujours dans les ganglions. La réception sensorielle est une fonction périphérique (ces dendrites se trouvent à la périphérie, peut-être dans la peau), de sorte que le corps cellulaire se trouve à la périphérie, bien que plus près du SNC dans un ganglion. L'axone se projette à partir des terminaisons dendritiques, dépasse le corps cellulaire dans un ganglion et pénètre dans le système nerveux central.

Les cellules bipolaires ont deux processus qui s'étendent de chaque extrémité du corps cellulaire, l'un en face de l'autre. L'un est l'axone et l'autre la dendrite. Les cellules bipolaires ne sont pas très courantes. Ils se trouvent principalement dans l'épithélium olfactif (où les stimuli olfactifs sont détectés) et dans le cadre de la rétine.

Les neurones multipolaires sont tous les neurones qui ne sont ni unipolaires ni bipolaires. Ils ont un axone et deux dendrites ou plus (généralement beaucoup plus). À l'exception des cellules ganglionnaires sensorielles unipolaires et des deux cellules bipolaires spécifiques mentionnées ci-dessus, tous les autres neurones sont multipolaires. Certaines recherches de pointe suggèrent que certains neurones du SNC ne sont pas conformes au modèle standard d'un axone « un et un seul ». Certaines sources décrivent un quatrième type de neurone, appelé neurone anaxonique. Son nom suggère qu'il n'a pas d'axone (an- = « sans »), mais ce n'est pas exact. Les neurones anaxoniques sont très petits, et si vous examinez au microscope la résolution standard utilisée en histologie (grossissement total d'environ 400 à 1 000 fois), vous ne serez pas en mesure de distinguer un processus spécifique en tant qu'axone ou dendrite. N'importe lequel de ces processus peut fonctionner comme un axone en fonction des conditions à un moment donné. Néanmoins, même s'ils ne sont pas facilement visibles, et qu'un processus spécifique est définitivement l'axone, ces neurones ont de multiples processus et sont donc multipolaires.

Les neurones peuvent également être classés en fonction de l'endroit où ils se trouvent, de la personne qui les a découverts, de ce qu'ils font ou même des produits chimiques qu'ils utilisent pour communiquer entre eux. Certains neurones mentionnés dans cette section sur le système nerveux sont nommés sur la base de ce type de classification (Figure\(\PageIndex{3}\)). Par exemple, un neurone multipolaire qui joue un rôle très important dans une partie du cerveau appelée cervelet est connu sous le nom de cellule de Purkinje (communément prononcé Per-kin-gee). Il doit son nom à l'anatomiste qui l'a découvert (Jan Evangilista Purkinje, 1787-1869).

Figure\(\PageIndex{3}\) : Autres classifications des neurones. Trois exemples de neurones classés sur la base d'autres critères. (a) La cellule pyramidale est une cellule multipolaire dont le corps a la forme d'une pyramide. (b) La cellule de Purkinje du cervelet a été nommée d'après le scientifique qui l'a décrite à l'origine. (c) Les neurones olfactifs sont nommés d'après le groupe fonctionnel auquel ils appartiennent.

Cellules gliales

Les cellules gliales, ou neuroglies ou simplement les cellules gliales, sont l'autre type de cellules présentes dans le tissu nerveux. Elles sont considérées comme des cellules de soutien et de nombreuses fonctions visent à aider les neurones à remplir leur fonction de communication. Le nom glie vient du mot grec qui signifie « colle » et a été inventé par le pathologiste allemand Rudolph Virchow, qui écrivait en 1856 : « Cette substance conjonctive, qui se trouve dans le cerveau, la moelle épinière et les nerfs sensoriels spéciaux, est une sorte de colle (neuroglie) dans laquelle sont plantés les éléments nerveux ». Aujourd'hui, des recherches sur les tissus nerveux ont montré que ces cellules jouent de nombreux rôles plus profonds. Et les recherches pourraient en découvrir beaucoup plus à leur sujet à l'avenir.

Il existe six types de cellules gliales. Quatre d'entre eux se trouvent dans le système nerveux central et deux dans le système nerveux central. Le tableau\(\PageIndex{1}\) décrit certaines caractéristiques et fonctions communes.

Tableau\(\PageIndex{1}\) : Types de cellules gliales par localisation et fonction de base

SNC gliale	PNS glia	Fonction de base
Astrocyte	Cellule satellite	Assistance
Oligodendrocyte	Cellule de Schwann	Isolation, myélinisation
Microglie	-	Surveillance immunitaire et phagocytose
Cellule épendymateuse	-	Création de CSF

Cellules gliales du SNC

L'une des cellules qui soutient les neurones du SNC est l'astrocyte, ainsi nommé parce qu'il semble avoir la forme d'une étoile au microscope (astro- = « étoile »). Les astrocytes ont de nombreux processus qui s'étendent à partir de leur corps cellulaire principal (pas des axones ou des dendrites comme les neurones, mais simplement des extensions cellulaires). Ces processus s'étendent jusqu'à interagir avec les neurones, les vaisseaux sanguins ou le tissu conjonctif recouvrant le SNC, appelé pia mater (Figure\(\PageIndex{4}\)). En général, ce sont des cellules de soutien pour les neurones du système nerveux central. Ils soutiennent les neurones du système nerveux central notamment en maintenant la concentration de substances chimiques dans l'espace extracellulaire, en éliminant les molécules de signalisation en excès, en réagissant aux lésions tissulaires et en contribuant à la formation de la barrière hémato-encéphalique (BBB). La barrière hémato-encéphalique est une barrière physiologique qui empêche de nombreuses substances circulant dans le reste du corps de pénétrer dans le système nerveux central, limitant ainsi ce qui peut passer du sang en circulation au SNC. Les molécules nutritives, telles que le glucose ou les acides aminés, peuvent traverser le BBB, mais pas les autres molécules. Cela pose en fait des problèmes d'administration du médicament au SNC. Les sociétés pharmaceutiques sont confrontées au défi de concevoir des médicaments capables de traverser le BBB et d'avoir un effet sur le système nerveux.

Figure\(\PageIndex{4}\) : Cellules gliales du SNC. Le SNC contient des astrocytes, des oligodendrocytes, des microglies et des cellules épendymaires qui soutiennent les neurones du SNC de plusieurs manières.

Comme quelques autres parties du corps, le cerveau dispose d'un apport sanguin privilégié. Très peu de choses peuvent passer par diffusion. La plupart des substances qui traversent la paroi d'un vaisseau sanguin pour pénétrer dans le SNC doivent le faire par le biais d'un processus de transport actif. De ce fait, seuls des types spécifiques de molécules peuvent pénétrer dans le SNC. Le glucose, la principale source d'énergie, est autorisé, tout comme les acides aminés. De l'eau et d'autres petites particules, comme les gaz et les ions, peuvent pénétrer. Mais presque tout le reste ne le peut pas, y compris les globules blancs, qui constituent l'une des principales lignes de défense de l'organisme. Bien que cette barrière protège le SNC de l'exposition à des substances toxiques ou pathogènes, elle empêche également l'entrée des cellules qui pourraient protéger le cerveau et la moelle épinière contre les maladies et les dommages. Le BBB rend également plus difficile la mise au point de produits pharmaceutiques susceptibles d'affecter le système nerveux. Outre la recherche de substances efficaces, le mode de délivrance est également crucial.

L'oligodendrocyte, parfois appelé simplement « oligo », est également présent dans les tissus du SNC. Il s'agit du type de cellule gliale qui isole les axones du SNC. Le nom signifie « cellule à quelques branches » (oligo- = « peu » ; dendro- = « branches » ; -cyte = « cellule »). Quelques processus s'étendent à partir du corps cellulaire. Chacun tend la main et entoure un axone pour l'isoler de la myéline. Un oligodendrocyte fournira la myéline pour plusieurs segments axonaux, soit pour le même axone, soit pour des axones distincts. La fonction de la myéline sera discutée ci-dessous.

Les microglies sont, comme leur nom l'indique, plus petites que la plupart des autres cellules gliales. Les recherches en cours sur ces cellules, même si elles ne sont pas entièrement concluantes, suggèrent qu'elles pourraient provenir de globules blancs, appelés macrophages, qui entrent dans le SNC au début de leur développement. Bien que leur origine ne soit pas déterminée de manière concluante, leur fonction est liée à ce que font les macrophages dans le reste du corps. Lorsque les macrophages rencontrent des cellules malades ou endommagées dans le reste du corps, ils ingèrent et digèrent ces cellules ou les agents pathogènes responsables de la maladie. Les microglies sont les cellules du SNC qui peuvent le faire dans des tissus sains normaux. Elles sont donc également appelées macrophages résidents du SNC.

La cellule épendymateuse est une cellule gliale qui filtre le sang pour produire du liquide céphalorachidien (LCR), le liquide qui circule dans le SNC. En raison de l'apport sanguin privilégié inhérent à la BHE, l'espace extracellulaire du tissu nerveux n'échange pas facilement des composants avec le sang. Des cellules épendymateuses tapissent chaque ventricule, l'une des quatre cavités centrales qui sont des vestiges du centre creux du tube neural formé lors du développement embryonnaire du cerveau. Le plexus choroïde est une structure spécialisée située dans les ventricules où les cellules épendymateuses entrent en contact avec les vaisseaux sanguins et filtrent et absorbent les composants du sang pour produire du liquide céphalorachidien. De ce fait, les cellules épendymaires peuvent être considérées comme un composant du BBB, ou comme un endroit où le BBB se décompose. Ces cellules gliales ressemblent aux cellules épithéliales, formant une seule couche de cellules avec peu d'espace intracellulaire et des connexions étroites entre les cellules adjacentes. Ils ont également des cils sur leur surface apicale qui aident à déplacer le LCR dans l'espace ventriculaire. La relation entre ces cellules gliales et la structure du SNC est illustrée à la figure\(\PageIndex{4}\).

Cellules gliales du PNS

L'un des deux types de cellules gliales présentes dans le PNS est la cellule satellite. Les cellules satellites se trouvent dans les ganglions sensoriels et autonomes, où elles entourent les corps cellulaires des neurones. Cela explique le nom, en fonction de leur apparence au microscope. Ils fournissent un soutien et remplissent des fonctions similaires à celles des astrocytes dans le SNC, sauf, bien sûr, pour établir le BBB.

Le deuxième type de cellules gliales est la cellule de Schwann, qui isole les axones avec de la myéline à la périphérie. Les cellules de Schwann sont différentes des oligodendrocytes, en ce sens qu'une cellule de Schwann entoure une partie d'un seul segment axonal et aucun autre. Les oligodendrocytes ont des processus qui atteignent plusieurs segments axonaux, alors que l'ensemble de la cellule de Schwann entoure un seul segment axonal. Le noyau et le cytoplasme de la cellule de Schwann se trouvent au bord de la gaine de myéline. La relation entre ces deux types de cellules gliales et les ganglions et les nerfs du PNS est illustrée à la figure\(\PageIndex{5}\).

Figure 12.2.5 : Cellules gliales du système nerveux central. Le PNS possède des cellules satellites et des cellules de Schwann.

Myéline

L'isolation des axones du système nerveux est assurée par les cellules gliales, les oligodendrocytes du SNC et les cellules de Schwann du SNC. Alors que la manière dont chaque cellule est associée au segment axonal, ou aux segments, qu'elle isole est différente, la méthode de myélinisation d'un segment axonal est essentiellement la même dans les deux situations. La myéline est une gaine riche en lipides qui entoure l'axone et crée ainsi une gaine de myéline qui facilite la transmission de signaux électriques le long de l'axone. Les lipides sont essentiellement les phospholipides de la membrane des cellules gliales. La myéline, cependant, est bien plus que la membrane de la cellule gliale. Il contient également des protéines importantes qui font partie intégrante de cette membrane. Certaines protéines aident à maintenir étroitement les couches de la membrane des cellules gliales.

L'apparence de la gaine de myéline ressemble à celle de la pâte enroulée autour d'un hot dog pour « cochons dans une couverture » ou d'un aliment similaire. La cellule gliale est enroulée plusieurs fois autour de l'axone avec peu ou pas de cytoplasme entre les couches de cellules gliales. Dans le cas des oligodendrocytes, le reste de la cellule est séparé de la gaine de myéline lorsqu'un processus cellulaire remonte vers le corps cellulaire. Quelques autres procédés fournissent la même isolation pour les autres segments axonaux de la zone. Pour les cellules de Schwann, la couche la plus externe de la membrane cellulaire contient le cytoplasme et le noyau de la cellule sous forme de renflement sur un côté de la gaine de myéline. Au cours du développement, la cellule gliale est enroulée de manière lâche ou incomplète autour de l'axone (Figure\(\PageIndex{6}\) .a). Les bords de cette enceinte amovible s'étendent l'un vers l'autre, et une extrémité se replie sous l'autre. Le bord intérieur s'enroule autour de l'axone, créant plusieurs couches, tandis que l'autre bord se ferme autour de l'extérieur de sorte que l'axone est complètement enfermé.

Consultez le WebScope de l'Université du Michigan à l'adresse virtualslides.med.umich.edu/h... ml ? listview=1& pour voir une micrographie électronique d'une coupe transversale d'une fibre nerveuse myélinisée. L'axone contient des microtubules et des neurofilaments qui sont délimités par une membrane plasmique appelée axolemme. À l'extérieur de la membrane plasmique de l'axone se trouve la gaine de myéline, qui est composée de la membrane plasmique étroitement enveloppée d'une cellule de Schwann. Quels aspects des cellules de cette image réagissent à la tache pour leur donner une couleur noire foncée et profonde, comme les multiples couches que constitue la gaine de myéline ?

Les gaines de myéline peuvent s'étendre sur un ou deux millimètres, selon le diamètre de l'axone. Les diamètres des axones peuvent être aussi petits que 1 à 20 micromètres. Comme un micromètre est égal à 1/1000 de millimètre, cela signifie que la longueur d'une gaine de myéline peut être de 100 à 1 000 fois le diamètre de l'axone. Figurine\(\PageIndex{1}\), 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.

Figure \(\PageIndex{6}\): The Process of Myelination. Myelinating glia wrap several layers of cell membrane around the cell membrane of an axon segment. A single Schwann cell insulates a segment of a peripheral nerve, whereas in the CNS, an oligodendrocyte may provide insulation for a few separate axon segments. EM × 1,460,000. (Micrograph provided by the Regents of University of Michigan Medical School © 2012)

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