Axoplazma - Axoplasm
Axoplazma | |
---|---|
Detale | |
Część | Aksonu z nerwu |
System | System nerwowy |
Identyfikatory | |
łacina | axoplasma |
TH | H2.00.06.1.00019 |
Terminologia anatomiczna |
Axoplasm jest cytoplazma w aksonu z neuronów (komórki nerwowe). W przypadku niektórych typów neuronów może to być więcej niż 99% całkowitej cytoplazmy.
Axoplazma ma inny skład organelli i innych materiałów niż ten, który znajduje się w ciele komórki neuronu ( soma ) lub w dendrytach. W transporcie aksonalnym (znanym również jako transport aksoplazmatyczny) materiały są przenoszone przez aksoplazmę do lub z somy.
Opór elektryczny z axoplasm, zwany axoplasmic odporność, jest jednym z aspektów właściwości kablowych neuronu, bo to wpływa na szybkość przemieszczania się potencjału czynnościowego w dół aksonu. Jeśli aksoplazma zawiera wiele cząsteczek , które nie są elektrycznie przewodzące , spowolni podróż potencjału, ponieważ spowoduje przepływ większej ilości jonów przez aksolemmę (błonę aksonu) niż przez aksoplazmę.
Struktura
Axoplazma składa się z różnych organelli i elementów cytoszkieletu. Axoplasm zawiera wysokie stężenie wydłużonych mitochondriów , mikrowłókien i mikrotubul . W aksoplazmie brakuje wielu mechanizmów komórkowych ( rybosomów i jądra ) potrzebnych do transkrypcji i translacji złożonych białek . W rezultacie większość enzymów i dużych białek jest transportowanych z somy przez aksoplazmę. Transport aksonalny odbywa się w drodze szybkiego lub wolnego transportu. Szybki transport polega na przemieszczaniu zawartości pęcherzykowej (takiej jak organelle) wzdłuż mikrotubul przez białka motoryczne z szybkością 50–400 mm dziennie. Powolny transport aksoplazmatyczny obejmuje ruch rozpuszczalnych białek cytozolowych i elementów cytoszkieletu ze znacznie wolniejszym tempem 0,02-0,1 mm / d. Dokładny mechanizm powolnego transportu aksonalnego pozostaje nieznany, ale ostatnie badania sugerują, że może on funkcjonować poprzez przejściowe powiązanie z szybkimi pęcherzykami transportu aksonalnego . Chociaż transport aksonalny jest odpowiedzialny za większość organelli i złożonych białek obecnych w aksoplazmie, ostatnie badania wykazały, że w aksoplazmie zachodzi pewna translacja. Ta translacja aksoplazmatyczna jest możliwa dzięki obecności zlokalizowanego translacyjnie niemego mRNA i kompleksów białek rybonuklearnych .
Funkcjonować
Przekazywanie sygnału
Aksoplazma jest integralną częścią ogólnej funkcji neuronów w propagowaniu potencjału czynnościowego przez akson. Ilość aksoplazmy w aksonie jest ważna dla właściwości aksonu podobnych do kabla w teorii kabla. W odniesieniu do teorii kabli , zawartość aksoplazmatyczna determinuje odporność aksonu na potencjalną zmianę. Składające się z cytoszkieletu elementy aksoplazmy, włókien nerwowych i mikrotubul zapewniają szkielet transportu aksonalnego, który umożliwia neuroprzekaźnikom dotarcie do synapsy . Ponadto aksoplazma zawiera pre-synaptyczne pęcherzyki neuroprzekaźnika, które ostatecznie są uwalniane do szczeliny synaptycznej .
Wykrywanie i regeneracja uszkodzeń
Axoplazm zawiera zarówno mRNA, jak i białko rybonuklearne wymagane do syntezy białek aksonów. Wykazano, że synteza białek aksonów jest integralną częścią zarówno regeneracji nerwów, jak i miejscowych odpowiedzi na uszkodzenie aksonów. Gdy akson jest uszkodzony, do propagowania sygnału do somy, że komórka jest uszkodzona, wymagane są zarówno translacja aksonalna, jak i wsteczny transport aksonalny.
Historia
Aksoplazma nie była głównym przedmiotem badań neurologicznych, aż do wielu lat uczenia się funkcji i właściwości aksonów olbrzymów kałamarnic . Ogólnie rzecz biorąc, aksony były bardzo trudne do zbadania ze względu na ich wąską strukturę i bliskość komórek glejowych . Aby rozwiązać ten problem, jako model zwierzęcy wykorzystano aksony kałamarnic ze względu na stosunkowo duże aksony w porównaniu z ludźmi lub innymi ssakami. Te aksony badano głównie w celu zrozumienia potencjału czynnościowego i wkrótce zrozumiano, że aksoplazma odgrywa ważną rolę w potencjale błonowym . Początkowo uważano, że aksoplazma jest bardzo podobna do cytoplazmy, ale aksoplazma odgrywa ważną rolę w przenoszeniu składników odżywczych i potencjale elektrycznym generowanym przez neurony.
W rzeczywistości izolacja aksonów od otaczającej je mieliny okazuje się dość trudna , więc akson olbrzymi kałamarnicy jest przedmiotem wielu badań dotyczących aksoplazmy. W miarę zdobywania większej wiedzy w wyniku badania sygnalizacji zachodzącej w neuronach, transfer składników odżywczych i materiałów stał się ważnym tematem do badań. Szybki system transportu aksonów wpłynął na mechanizmy proliferacji i trwałego potencjału elektrycznego. System szybkiego transportu aksonalnego wykorzystuje do ruchu aksoplazmę i zawiera wiele nieprzewodzących cząsteczek, które zmieniają szybkość tych potencjałów elektrycznych w całym aksonie, ale nie występuje odwrotny wpływ. Szybki system transportu aksonalnego może funkcjonować bez aksolemmy, co oznacza, że potencjał elektryczny nie wpływa na transport materiałów przez akson. To zrozumienie związku aksoplazmy z transportem i potencjałem elektrycznym ma kluczowe znaczenie dla zrozumienia ogólnych funkcji mózgu.
Dzięki tej wiedzy aksoplazma stała się modelem do badania różnych sygnałów i funkcji komórkowych w badaniach chorób neurologicznych, takich jak choroba Alzheimera i Huntingtona . Szybki transport aksonalny jest kluczowym mechanizmem podczas badania tych chorób i określania, w jaki sposób brak materiałów i składników odżywczych może wpływać na postęp zaburzeń neurologicznych.