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.

Bibliografia