TẾ BÀO THẦN KINH

Tế bào thần kinh là gì?

Tế bào thần kinh (neuron) là loại tế bào dài nhất cơ thể và được biệt hóa cao nên chúng không có khả năng phân chia nhưng chúng có khả năng tái sinh một phần của tế bào bị tổn thương. Tế bào thần kinh được xem là đơn vị cơ bản của hệ thống thần kinh, có chức năng dẫn truyền xung điện, chiếm khoảng mười phần trăm não bộ. Các tế bào thần kinh đệm và tế bào hình sao chiếm số phần trăm còn lại, giúp hỗ trợ và nuôi dưỡng tế bào thần kinh.

Có khoảng 86 tỷ neuron trong não nên ước tính một bào thai đang phát triển phải tạo ra khoảng 250.000 neuron mỗi phút mới có thể tạo ra được con số khủng này.

Một tế bào thần kinh được kết nối với 1.000 tế bào thần kinh khác, tạo ra một mạng lưới giao tiếp cực kỳ phức tạp. 

Cấu trúc của tế bào thần kinh 

Chúng ta chỉ có thể nhìn thấy được các tế bào thần kinh qua kính hiển vi, gồm 3 phần:

• Thân tế bào: gồm nhân tế bào, lưới nội sinh chất, ty thể, ribosom, lysosom, bộ máy Golgi, tơ thần kinh, ống siêu vi và các bào quan khác. Thân tế bào là chỗ phình to của neuron, cung cấp dinh dưỡng cho neuron, có thể phát sinh xung động thần kinh và có thể tiếp nhận xung động thần kinh từ nơi khác truyền tới neuron.

• Sợi nhánh (đuôi gai): Mỗi neuron đều có nhiều đuôi gai và ở mỗi đuôi gai được chia thành nhiều nhánh. Sợi nhánh là các tua ngắn mỏng manh mọc ra từ thân tế bào, có chức năng tiếp nhận các xung thần kinh từ tế bào khác, truyền chúng tới thân tế bào (tín hiệu hướng tâm), các xung này có thể tác động bằng cách kích thích hoặc ức chế.

• Sợi trục: là sợi đơn dài, các sợi trục có sự chênh lệch rất nhiều, một số sợi có thể rất ngắn hoặc có thể dài hơn 1 mét, đường kính các sợi trục khác nhau, dao động từ 0,5 μm – 22 μm. Sợi trục mang thông tin từ thân tế bào và chuyển đến các tế bào khác. Các sợi trục dài nhất là hạch rễ lưng, là một cụm các tế bào thần kinh mang thông tin từ da đến não. Đối với người có chiều cao cao, một số sợi trục trong hạch rễ lưng có thể dài tới 2 mét tính từ ngón chân đến thân não.

Cả sợi nhánh và sợi trục có thể được gọi chung là sợi thần kinh.

Phân loại các tế bào thần kinh 

Theo hướng truyền xung thần kinh (có thể phân chia theo các cách phân loại khác), các neuron được chia thành 3 loại sau: 

• Neuron hướng tâm (neuron cảm giác): truyền xung thần kinh từ cơ quan thụ cảm đến trung ương thần kinh.

• Neuron trung gian (neuron liên lạc): truyền xung thần kinh giữa các neuron.

• Neuron li tâm (Neuron vận động): truyền xung thần kinh từ trung ương tới cơ quan phản ứng.

Myelin là áo giáp bảo vệ các tế bào thần kinh của cơ thể

Các chức năng của tế bào thần kinh

Cảm ứng và dẫn truyền xung thần kinh là hai chức năng cơ bản của tế bào thần kinh.

Cảm ứng là khả năng tiếp nhận và phản ứng lại các kích thích bằng hình thức phát xung thần kinh. Dẫn truyền là khả năng tiếp nhận về thân nơron và truyền đi theo dọc sợi trục. 

Quá trình dẫn truyền tín hiệu thần kinh 

Một tế bào thần kinh sẽ nhận được tín hiệu từ các tế bào thần kinh khác cho đến khi neuron được kích hoạt (khi vượt quá ngưỡng), chúng gửi một xung điện dọc theo sợi trục của nó còn được gọi là quá trình điện thế hoạt động. Một điện thế hoạt động được tạo ra bởi sự chuyển động của các nguyên tử tích điện (ion) trên màng sợi trục.

Khi các tế bào thần kinh nghỉ ngơi, bên trong tích điện âm nhiều hơn bên ngoài màng tế bào, tạo nên điện thế màng, hoặc là điện thế nghỉ và thường có độ lớn khoảng -70 millivolts (mV).

Thân tế bào kích hoạt khi một dây thần kinh nhận đủ tín hiệu. Khi thân tế bào kích hoạt, một phần sợi trục gần thân tế bào sẽ khử cực dẫn đến sự tăng lên nhanh chóng điện thế màng và sau đó giảm xuống (trong khoảng 1.000 giây). Sự thay đổi điện thế này kích hoạt quá trình khử cực trong phần sợi trục bên cạnh và cứ thế tiếp tục, cho đến khi đã đi dọc theo toàn bộ chiều dài của sợi trục.

Sau khi mỗi phần được hoạt hóa, nó đi vào một trạng thái siêu phân cực ngắn (thời kì trơ) nên ít có khả năng được kích hoạt lại ngay lập tức.

Các ion kali (K +) và natri (Na +) di chuyển vào và ra khỏi các sợi trục thông qua kênh và bơm ion có điện thế, thường đóng vai trò chính tạo ra điện thế hoạt động. 

Nếu kích thích trên ngưỡng thì có hiện tượng khử cực và ngược lại. Độ lớn kích thích trên ngưỡng sẽ thể hiện qua tần số phát xung và tần số phát sinh xung điện lớn hơn khi kích thích mạnh mẽ hơn.

Tín hiệu thần kinh dẫn truyền qua các synapse 

Nhờ sự kết nối giữa các neuron và sự liên hệ với mô khác để có thể gửi các tín hiệu nhưng chúng không hề được kết nối qua tiếp xúc trực tiếp. Thay vào đó, kết nối luôn thông qua khớp nối giữa các tế bào, được gọi là synape.

Tín hiệu được truyền từ tế bào thần kinh tiền synapse (sợi thần kinh đầu tiên) đến tế bào sau synapse (tế bào thần kinh tiếp theo) và được truyền qua synapse bằng tín hiệu điện hoặc hóa học (synapse điện và synapse hóa học).