Neuronii, impreuna cu celulele gliale, alcatuiesc sistemele nervoase central si periferic ale animalelor . Prin aceste sisteme, fiintele vii pot comunica cu exteriorul, atat emitand semnale care ne modifica mediul inconjurator, cat si raspunzand la schimbarile de mediu intr-un mod pertinent. Pe langa aceasta, sistemul nervos ne avertizeaza si pe plan intern asupra situatiei fiziologice a propriului nostru organism.
Creierul unei persoane sanatoase are aproximativ o suta de miliarde de neuroni, care sunt conectati prin 43 de perechi de nervi care circula prin corpul nostru. Aceste celule nervoase lucreaza prin impulsuri nervoase, conductii electrice care ajung la 120 m/s, astfel incat sa putem raspunde cu cea mai mare viteza si pricepere la schimbarile din mediu si ale vointelor noastre.
Cu alte ocazii am disecat deja neuronul exact, dar exista o parte din el despre care de obicei nu se discuta pe larg: dendritele. In randurile urmatoare veti descoperi ca, fara dendritele neuronale, transmiterea impulsului nervos (si deci a intregului raspuns uman) ar fi o imposibilitate biologica . Nu rata.
Cum se formeaza un neuron?
Inainte de a ne concentra atentia asupra dendritelor in sine, trebuie sa circumscriem tipul de celula din care fac parte. Potrivit Institutului National al Cancerului (NIH), un neuron este definit ca „un tip de celula care primeste si trimite mesaje intre corp si creier. Mesajele sunt trimise prin intermediul unui curent electric slab .
Un neuron tipic este format din 4 segmente foarte distincte. Le rezumam mai jos:
- Nucleu : este situat in corpul celular si este vizibil, in special in neuronii mici. Iata activitatea transcriptionala care permite sinteza proteinelor neuronilor.
- Pericarion (soma) : corpul celular al neuronului. Nucleul si organele multiple sunt gazduite in citoplasma sa.
- Axon : o extensie subtire si lunga a somei neuronale, inconjurata de un strat izolator care promoveaza transmisia electrica (mielina). Axonul este responsabil pentru transportul semnalului electric prin corp.
- Dendritele : le vom vedea in detaliu mai jos, dar este suficient sa spunem ca sunt prelungiri protoplasmatice care iau nastere din soma.
Astfel, imaginea unui neuron este destul de clara: o „coada”/axon care poate fi enorm (pana la 1 metru in neuronii care leaga maduva spinarii cu piciorul), un corp celular/soma si niste prelungiri tentaculare care apar din aceasta, adica dendritele.
Caracteristicile dendritelor
Prima caracteristica de care trebuie sa tinem cont a dendritelor este ca acestea sunt principalul element de informare si receptie a semnalului neuronilor . Cuvantul insusi ne ofera indicii despre forma si functia sa, deoarece termenul dendrit provine din cuvantul grecesc dendron, care inseamna copac. Astfel, setul de ramuri protoplasmatice care pleaca de la soma neuronala este cunoscut ca arbore dendritic.
Majoritatea neuronilor primesc multe semnale de la ramurile lor dendritice. Prin urmare, un singur neuron poate avea multe grupuri dendritice si, la randul sau, poate procesa mii de semnale diferite. Numarul, aranjarea si functionalitatea arborelui dendritic depind foarte mult de tipul neuronal asupra caruia ne concentram atentia. Pentru a spune simplu, aranjarea acestor proeminente citoplasmatice reprezinta o „stampila de identitate neuronala”.
Dendritele au o serie de chemoreceptori specifici care reactioneaza cu neurotransmitatorii produsi de neuronii vecini , primind astfel semnalul ca este trimis un impuls nervos care trebuie comunicat. Vom vedea acest proces mai detaliat in randurile ulterioare.
Importanta coloanelor dendritice
Unul dintre lucrurile pe care nu multe mass-media le subliniaza este ca anumiti neuroni au dendrite cu spini dendritici, mici modificari ale membranei celulare , bogate in actina, a carei morfologie este modificata si poate sugera prezenta unor modificari in comunicarea neuronala. Densitatea spinoasa (SD) a unui neuron variaza in functie de tipul acestuia, de exemplu, intr-un corp neuronal piramidal al hipocampului, se calculeaza 2 pana la 4 spini per micrometru dendritic matur.
Structura spinilor dendritici tipici consta dintr-un „cap” conectat la axa dendritica cu un gat ingust, care este sustinut de prezenta fibrelor de actina ramificate. Aceste formatiuni maresc considerabil suprafata utila a neuronului, deoarece ofera o suprafata de contact mai mare cu alte corpuri celulare, fara a fi nevoie sa-i creasca drastic volumul. Dincolo de aceasta, coloanele sunt de un interes medical impresionant, deoarece se crede ca formeaza baza pentru stocarea memoriei.
Aceasta nu presupune doar cunostinte esentiale in domeniul biologic, ci si in clinica. De exemplu, s-a observat ca densitatea si dimensiunea coloanelor dendritice pot varia in cortexul prefrontal la anumiti pacienti cu schizofrenie sau tulburare bipolara si in cortexul motor al copiilor cu sindrom Down. Alterarea morfologiei acestor coloane a fost asociata si cu multe patologii la pacientii cu diversitate functionala .
Rolul dendritelor in transmiterea nervoasa
Dupa cum am comentat anterior, dendritele sunt elementul principal al receptiei neuronale. Aceasta inseamna ca, in timpul sinapselor, ei sunt responsabili pentru colectarea neurotransmitatorilor si translatarea lor intr-un impuls nervos . Sa mergem pe parti.
Sinapsele neuronale pot fi definite ca o abordare functionala in neuroni, prin care aceste corpuri celulare comunica direct (sinapsele electrice) sau prin crearea de punte a spatiului fizic prin utilizarea neurotransmitatorilor (sinapsele chimice). In ultima categorie ne vom concentra atentia, deoarece sinapsele chimice sunt cele mai frecvente la fiintele vii avansate din punct de vedere nervos.
Cand un neuron presinaptic este stimulat, acesta transmite un semnal nervos de-a lungul axonului sau pana cand ajunge la butonul terminal. In ea, veziculele sinaptice se gasesc in cantitati variabile, continand neurotransmitatori (de ordinul a 10.000 pana la 50.000 pe vezicula), care vor fi eliberati in spatiul sinaptic dintre ambii neuroni.
Astfel, dendritele neuronului postsinaptic vor prezenta o serie de receptori membranari , care vor interactiona cu neurotransmitatorii eliberati de corpul celular presinaptic. Odata ce apare aceasta comunicare chimica, se deschid o serie de canale ionice care permit intrarea sau iesirea masiva a ionilor, modificand potentialul local al membranei. Semnalul poate fi excitator sau inhibitor, dar putem rezuma acest conglomerat terminologic prin aceea ca unirea neurotransmitatorilor cu receptorii dendritelor se transforma intr-un semnal nervos.
Dendrite si sanatate
Am explorat deja pe scurt importanta medicala a morfologiei neuronale, dar nu numai coloanele dendritice sunt cheie pentru intelegerea anumitor patologii. De exemplu, diverse studii au asociat un numar mai mic de dendrite in anumiti neuroni cu probabilitati mai mari de aparitie a bolilor psihiatrice. Cercetarile au asociat prezenta dendritica redusa cu mutatii intr-o gena cheie pentru dezvoltarea creierului: gena Dixdc1.
Combinand analiza genetica a peste 9.000 de pacienti psihiatrici cu tehnici imagistice care permit cuantificarea starii lor neuronale, s-a sugerat ca mutatia genei Dixdc1 (care se traduce printr-o prezenta mai scazuta a dendritelor) este un factor de risc pentru aparitia anumite patologii psihiatrice. Intelegerea acestor procese cheie in dezvoltarea creierului este esentiala la nivel medical , deoarece ne aduce cu un pas mai aproape de posibilele solutii pentru boli care au fost considerate initial incurabile.