Tkanivá

Telo väčšiny mnohobunkových organizmov je tvorené zložitou sústavou buniek, ktorá vzniká postupným delením oplodneného vajíčka. Bunky určitých súborov sa chemicky, funkčne a tvarovo odlišujú od iných súborov, dochádza medzi nimi k deľbe práce vzhľadom k rôznym funkciám v organizme. Takéto diferencované súbory buniek nazývame tkanivá.

Ekvivalentom živočíšnych tkanív sú u rastlín pletivá.

Podmienkou existencie tkanív je vzájomná súdržnosť buniek a komunikácia medzi nimi prostredníctvom tkanivového moku. Tkanivový mok má veľmi podobné zloženie ako krvná plazma, ale neobsahuje bielkoviny. Cez tkanivový mok neprebieha len tok chemických molekúl zapojených do medzibunkovej komunikácie, ale aj tok výživných látok a plynov.

Tkanivo je spravidla tvorené 2 základnými zložkami:

  1. bunky - tvoria základ každého tkaniva
  2. medzibunková hmota (matrix) - produkujú ju samotné bunky tkaniva

Z hľadiska tvarových, fukčných a vývinových charakteristík rozdeľujeme tkanivá na 4 základné typy:

  1. epitelové tkanivo
  2. spojivové tkanivo
  3. svalové tkanivo
  4. nervové tkanivo

Epitelové tkanivo link

Bunky epitelového tkaniva ležia tesne vedľa seba, medzi nimi je len veľmi málo medzibunkovej hmoty. Toto tkanivo nemá vlastné krvné zásobenie, vyživované je z hlbšie uložených spojivových tkanív, od ktorých je bezprostredne oddelené tenkou vrstvou lamina basalis. Jej hlavnou zložkou je amorfný kolagén, laminín a fibronektín a slúži ako polopriepustný filter regulujúci výmenu makromolekúl medzi bunkami epitelu a väziva.

Hoci si väčšina z vás pod pojmom epitel predstaví pokožku, epitelové tkanivo sa nachádza aj vo vnútri organizmu. Tvorí totiž jednak povrchy a jednak vystiela dutiny. Epitelové tkanivo môže byť rôzneho pôvodu: ekto-, mezo- alebo endodermálneho.

Podľa počtu vrstiev a tvaru buniek sa rozdeľuje:

  1. jednovrstvový epitel - 1 vrstva buniek, z ktorých všetky nasadajú na lamina basalis
    • plochý (dlaždicový) epitel - vývody najmejších žliaz, tenké ramienko Henleho slučky v obličkách, časť bubienka, cievny endotel, povrch seróznych blán (mezotel)
    • kubický epitel - výstelka mnohých žliaz, distálny kanálik Henleho slučky, folikuly štítnej žľazy, povrch vaječníkov
    • cylindrický epitel - hlavná výstelka tráviacej trubice a veľkých žľazových vývodov, vajíčkovodov a maternice
    • viacradový cylindrický epitel - je špeciálnym typom riasinkového epitelu dýchacích ciest, ktorý je tvorený rôzne vysokými bunkami; na prvý pohľad pripomína viacvrstvový epitel, avšak každá jeho bunka nasadá na lamina basalis

  2. viacvrstvový epitel - viac vrstiev buniek, z ktorých na lamina basalis nasadá len najspodnejšia vrstva
    • plochý (dlaždicový) epitel -  rohovatejúci (vrchná vrstva pokožky) a nerohovatejúci (ústna dutina, pošva, pažerák) epitel s ochrannou funkciou
    • kubický epitel - ochranný epitel slinných a prsných žliaz
    • cylindrický epitel - menej častý epitel prechodných zón, kde jeden typ prechádza do druhého
    • prechodný epitel (urotel) - výstelka močových ciest prispôsobená veľkej roztažnosti

Podľa funkcie rozoznávame epitel:

  • krycí epitel - pokrýva vnútorný aj vonkajší povrch tela (napr. pokožka)
  • resorpčný epitel - je tvorený bunkami, ktoré majú schopnosť prijímať látky a odovzdávať ich do ďalších tkanív alebo orgánov (napr. vnútorný povrch čreva)
  • riasinkový epitel - tvoria ho bunky, ktoré majú značné množstvo riasiniek (vystieľa napr. steny dýchacích ciest)
  • zmyslový epitel - obsahuje bunky schopné reagovať na podnety a meniť ich na nervový vzruch (napr. sietnica oka)
  • žľazový epitel - tvoria ho bunky špecializované k sekrécii (je funkčným základom žliaz)

Spojivové tkanivo link

Spojivové tkanivá vznikajú embryonálne z riedkeho tkaniva - mezenchýmu. Sú to tkanivá, ktoré tvoria najmä u stavovcov veľmi rôznorodú a rozsiahlu skupinu so širokou paletou funkcií: vyplňujú priestory medzi orgánmi, slúžia ako mechanická opora, obaľujú orgány, sprostredkúvajú odovzdávanie metabolických produktov, sú zásobárňou energetických rezerv, nositeľmi obranných rekcií organizmu.

Spojivá majú veľké medzibunkové priestory tvorené medzibunkovou hmotou produkovanou spojivovými bunkami. Matrix sa skladá z beztvarej (amorfnej) zložky, tvorenej bielkovinami a sacharidmi bez zjavnej štruktúry, a z vláknitej (fibrilárnej) zložky. Vláknitú zložku tvorí najmä bielkovina kolagén, tvoriaci vlákna odolné na ťah, pričom sa len nepatrne natiahnu. Molekuly elastínu tvoria špirálovito zatočené vlákna, ktoré sa naopak môžu natiahnuť až o polovicu svojej dĺžky a zabezpečujú tkanivu pružnosť.

Spojivové tkanivá rozdeľujeme podľa charakteru a konzistencie tkaniva na 3 skupiny.

  1. väzivo
  2. chrupka
  3. kosť
Pre svoj pôvod sem zaraďujeme niekedy aj telové tekutiny (krv a pod.), ktoré tvoria tzv. spojivové tkanivá vyživovacie (trofické).

Väzivo link

Väzivové tkanivo je všeobecne zložené z veľkého množstva medzibunkovej hmoty rôsolovitej konzistencie, v ktorej je spravidla fibrilárna zložka (kolagén, elastín) bohato zastúpená. Bunky väziva vznikajú, tak ako všetky bunky spojivového tkaniva, z mezenchýmovej bunky, ktorá sa môže rôzne diferencovať.

Poznáme viacero typov väzivových buniek. Fibroblasty sú tzv. pravé väzivové bunky, ktoré produkujú medzibunkovú hmotu a vlákna. Sú schopné sa diferencovať na iné bunky, napr. aj na chondroblasty, ktoré tvoria základ chrupkového tkaniva. Tukové bunky (tvoriace tukové väzivo) sú taktiež pôvodom z mezenchýmovej bunky. Ich vnútro je vyplnené tukom, ktorý sa v prípade nedostatku energie v organizme môže použiť.

Tam, kde je väzivo vystavené tlaku, produkuje sa väčšie množstvo fibrilárnej zložky, ktorá vytvorí tzv. husté väzivo. Takýto typ väziva plní potom v organizme ochrannú a podpornú funkciu pre mäkkšie tkanivá a orgány. K upevneniu svalov ku kosti alebo chrupke slúžia šľachy. Je to husté väzivo tvorené rovnobežne prebiehajúcimi kolagénnymi vláknami, medzi ktorými sa nachádzajú fibroblasty. Väzy sú typické tým, že vo väčšine z nich prevláda elastická zložka. Patria sem napr. hlasivkové väzy alebo väzy krčnej chrbtice. Husté väzivo sa taktiež nachádza v spodných vrstvách kože, pokrýva povrch svalových snopcov a tvorí púzdra vnútorných orgánov (pečeň, srdce, obličky).

Chrupka link

Chrupka, hovorovo chrupavka, je bezcievne oporné spojivo so silne vyvinutou medzibunkovou hmotou spĺňajúcou určité mechanické nároky na pevnosť a pružnosť. U stavovcov tvorí predovšetkým embryonálny skelet, ktorý je neskôr nahrádzaný kostným tkanivom. Nižšie stavovce majú chrupkovitú kostru aj v dospelosti. Diferenciácia chrupky prebieha zo zárodočného mezenchýmu, kedy sa z mezenchýmových buniek vyvinú nezrelé chondroblasty, ktoré sa následne menia na zrelé chondrocyty. Chondrocyty sú uložené v malých dutinkách - lakúny.

Chrupka je na povrchu obalená hustým kolagénnym väzivom - ochrupkovica (perichondrium). V samotnej chrupke sa nenachádzajú cievy, výživa chrupky prebieha difúziou cez cievy a nervy prebiehajúce v ochrupkovici. Rast chrupky je zabezpečený najmä mitotickým delením chondroblastov, menej už delením samotných chondrocytov. Ak sa chondrocyty rozdelia, vytvárajú dvojice buniek, príp. menšie zhluky - izogenetické skupiny.

Podľa stavby a množstva základnej hmoty a charakteru vláken, rozdeľujeme chrupku na 3 základné typy:

  1. hyalínna chrupka - kolagén typu II
  2. elastická chrupka - elastín
  3. väzivová chrupka - kolagén typu I

Hyalínna chrupka je najrozšírenejším typom chrupkového tkaniva. Je sklovitá, s jemne namodralým farebným nádychom. Tvorí chrupkový skelet stavovcov, koncové pružné časti rebier, kĺbové plochy, skelet priedušnice, priedušiek a najväčšiu časť skeletu nosa. U bezstavovcov tvorí napr. radulu mäkkýšov a "lebku" hlavonožcov.

Kĺbová chrupka je výnimočná spomedzi hyalínnych chrupiek v tom, že neobsahuje perichondrium, a tým pádom má obmedzenú schopnosť regenerácie. V kĺbe je vyživovaná prostredníctvom synoviálnej tekutiny.

Elastická chrupka je v organizme menej zastúpená. Okrem kolagénnych vláken má aj veľké množstvo vláken elastických. Je to ohybná, pružná chrupka. Nachádza sa v ušnom boltci cicavcov, Eustachovej trubici, v priedušničkách a v stenách veľkých ciev.

Väzivová chrupka je najmenej zastúpená. Od predchádzajúcich typov chrupiek sa odlišuje paralelným priebehom kolagénnych vláken, v dôsledku čoho je odolnejšia na tlak i ťah. Tvorí podstatnú zložku medzistavcových platničiek.

Kosť link

Kostné tkanivo je pevnou formou spojivového tkaniva, ktoré tvorí kostru stavovcov počínajúc kostnatými rybami. U nižších stavovcov je kostra počas celého života chrupkovitá, u ostatných je chrupkovitá len počas embryonálneho vývinu.

Kosť sa od väziva a chrupky odlišuje tým, že jej základná hmota je mineralizovaná (hlavne fosforečnan vápenatý, tvorí 85% celej anorganickej zložky), obsahuje preto oveľa menej vody. Napriek tomu je tvorená aj organickou zložkou, predovšetkým kolagénom typu I. a glykoproteínmi viažúcimi vápnik. Na rozdiel od chrupky obsahuje aj cievy.

Kostné tkanivo tvoria 3 typy buniek:

  1. osteoblasty - metabolicky vysoko aktívne bunky, ktoré vytvárajú kostnú hmotu; novosyntetizovaná kostná hmota, ktorá ešte nemineralizovala, sa nazýva osteoid
  2. osteocyty - pravé kostné bunky so zníženou metabolickou aktivitou, vznikajú z osteoblastov
  3. osteoklasty - zabezpečujú remodeláciu kostného tkaniva, pochádzajú z bunkovej línie monocytov

Vlastné kostné tkanivo sa podľa stavby a štruktúry delí na 2 hlavné typy:

  1. plsťovitá (pleximorfná) kosť - hrubo vláknitá s nepravidelnou štruktúrou (napr. v zubnom cemente)
  2. lamelárna kosť - jemne vláknitá
    • kompaktná kosť 
    • hubovitá (špongiózna) kosť

Kompaktná kosť je tvorená jednoliatou kostnou hmotou koncentricky usporiadanou okolo Haversových kanálov. Takéto lamely kostnej hmoty s centrálnym Haversovým kanálom vytvárajú základnú štrukturálnu jednotku kompaktnej kosti - Haversov osteón. Haversovým kanálom prechádzajú nervy a cievy. Medzi lamelami sa nachádzajú dutinky - lakúny, v ktorých sú zaliate kostné bunky (osteocyty). Jednotlivé lakúny komunikujú medzi sebou prostredníctvom cytoplazmatických mikrokanálikov - canaliculi. Osteóny nie sú statické štruktúry, podľa potreby sa môžu remodelovať.

Hubovitá kosť je tvorená zo siete trámčekov (trabekúl), ktoré sú v najviac namáhaných miestach kostí usporiadané tak, aby čo najviac kompenzovali tlak v určitom smere. Nachádza sa vo vnútri kostí alebo tvorí nákončia dlhých kostí. Trabekuly nie sú v porovnaní s kompaktnou kosťou také pravidelné a husto usporiadané a v medzerách sú popretkávané kostnou dreňou.

Kosť je na povrchu obalená hustým väzivom - okostica (periosteum), ktorá chýba len na povrchu kĺbov a v mieste svalových úponov. Dreňové dutiny dlhých kostí a drobné priestory medzi trámcami hubovitej kosti vypĺňa kostná dreň (medulla ossium). Je tvorená zo siete väzivových vláken a rozvetvenej siete ciev. V mladosti má červenú farbu a má funkciu krvotvorby.

Rast kostí link

Rast kosti je dlhodobá záležitosť. Proces vzniku kostného tkaniva sa nazýva kostnatenie (osifikácia).

Poznáme 2 typy osifikácie:

  1. väzivová (dezmogénna) osifikácia
  2. chrupková (chondrogénna) osifikácia

Rast kosti do hrúbky sa deje pomocou väzivového obalu - okostice - a modelom dezmogénnej osifikácie. Krátke kosti nemajú epifýzy ani diafýzu, osifikácia prebieha naraz z ich vnútra k povrchu kosti modelom chondrogénnej osifikácie.

Dezmogénna osifikácia link

Pri dezmogénnej osifikácii vzniká kostné tkanivo z nediferencovaného spojivového tkaniva (mezenchýmu), v ktorom sa diferencujú osteoblasty produkujúce kostnú hmotu s prvými kostnými ostrovčekmi. Tie predstavujú osifikačné centrá, ktoré sa spájajú do trabekúl a zväčšujú až k obvodu budúcej kosti, až sa nahradí pôvodné väzivo. Povrchové väzivo neosifikuje, ale tvorí základ okostice. Týmto spôsobom osifikujú napr. ploché kosti lebky a kľúčna kosť.

Chondrogénna osifikácia link

Chondrogénna osifikácia prebieha na už vytvorenom chrupkovom modeli, ktorý je na konci osifikácie kompletne nahradený kostným tkanivom.

Nie je to tak, že osteoblasty by vznikali premenou z chondrocytov alebo chondroblastov. Chrupkové bunky najprv odumrú apoptózou a ich miesta následne zaujmú kostné bunky.

U dlhých kostí prebieha osifikácia z viacerých osifikačných centier, ktoré sa nachádzajú v stredovej časti - diafýze (primárne osifikačné centrum) a v nákončiach - epifýzach (sekundárne osifikačné centrá). V týchto častiach najprv osifikuje perichondrium (dezmogénnou osifikáciou) a chondrocyty, ktoré sú vo vnútri, reagujú na nedostatok živín paradoxne najprv proliferáciou a hypertrofiou, hmota okolo nich kalcifikuje až napokon odumierajú apoptózou. Vzniká po nich relatívne veľká primárna dreňová dutina, kam migrujú osteoblasty, a týmto spôsobom sa osifikácia šíri všetkými smermi. Medzi telom kosti a kĺbovými koncami sa zachováva neosifikovaná chrupkovitá rastová platnička. Tá zabezpečuje rast kosti do dĺžky. Jej činnosť je ovplyvňovaná rastovým hormónom. Rast kostry je väčšinou ukončený medzi 18. až 20. rokom života. Vtedy osifikuje aj rastová platnička a rast kostí do dĺžky sa zastavuje.

Svalové tkanivo link

Svalové tkanivo zabezpečuje pohyb organizmu a jeho častí v prostredí a pohyblivosť orgánov v organizme. Okrem svalových buniek je tu prítomné aj väzivo zabezpečujúce látkovú výmenu a prísun živín. Cytoplazma svalových buniek obsahuje jemné bielkovinové vlákna myofibrily, ktoré svalovému tkanivu dodávajú schopnosť kontrakcie. Svalová sústava je mezodermálneho pôvodu.

Podľa štruktúry a funkcie rozlišujeme 3 hlavné skupiny svalov:

  1. hladké svaly
  2. priečne pruhované (kostrové) svaly
  3. srdcový sval

Charakteristickou jednotkou hladkej svaloviny sú bunky vretenovitého tvaru - myocyty. Práca hladkého svalu nie je riadená centrálnou nervovou sústavou, je typická rytmickou kontrakciou a relaxáciou (uvoľnením). Podnetom pre kontrakciu nebýva len nervové ale aj hormonálne podráždenie. Hladká svalovina zabezpečuje u bezstavovcov pohyb organizmu, u stavovcov zabezpečuje napr. peristaltické pohyby tráviacej sústavy, ktoré posúvajú potravu ďalej.

Priečne pruhované svalstvo sa od hladkého svalstva odlišuje štruktúrou aj funkciou. Kostrové svaly netvoria jednotlivé bunky, ale dlhé mnohojadrové svalové vlákna vzniknuté fúziou mnohých myoblastov počas embryonálneho vývinu. Ich plazmatická membrána sa nazýva sarkoléma, cytoplazma je sarkoplazma a špecializované hladké endoplazmatické retikulum je sarkoplazmatické retikulum. Najdôležitejšou zložkou sarkoplazmy sú bielkoviny aktín a myozín. Pohyb kostrového svalu je, na rozdiel od hladkého svalu, pod kontrolou vôle, preto spolu s kosťami tvorí pohybový aparát stavovcov.

Srdcová svalovina, charakteristická pre srdce stavovcov, pripomína do určitej miery priečne pruhovanú svalovinu, netvorí však mnohojadrový útvar, ale je zložená z buniek, ktoré majú v cytoplazme priečne pruhované myofibrily. Kotrakcie srdcovej svaloviny sú nezávislé na vôli, inerváciou vegetatívnym nervovým systémom sa len upravuje frekvencia kontrakcií. Svalové tkanivo prevodového systému je špeciálnym vodivým systémom, ktorý tvorbou impulzov zaisťuje koordinované kontrakcie jednotlivých oddielov srdca.

Mechanizmus kontrakcie kostrového svalu link

Základnou vlastnosťou svalu je schopnosť kontrahovať sa a konať prácu. Najmenšou funkčnou jednotkou svalového vlákna je sarkoméra. Obsahuje mikroskopicky menej a viac denzné oblasti (z toho názov "priečne pruhované" svalstvo). Na molekulárnej úrovni je sarkoméra zložená z paralelne usporiadaných striedajúcich sa aktínových a myozínových mikrofilamentov (nazývajú sa aj myofilamenty), ktoré sa pri kontrakcii navzájom do seba zasúvajú ako prsty dvoch rúk.

Ku kontrakcii je potrebná väzba aktínu a myozínu. Aktínové filamentum obsahuje regulačné proteíny troponín a tropomyozín, ktoré spočiatku zabraňujú väzbe aktínu s myozínom. Troponín zároveň obsahuje väzobné miesta pre Ca2+. Väzbou vápnika na troponín dochádza k vyviazaniu tropomyozínu z aktínu, čím sa odhalia väzobné miesta aktínu pre myozín. Z myozínu vychádzajú smerom k aktínu priečne myozínové mostíky. Myozínové mostíky sú zakončené hlavicami, na ktoré sa viaže ATP zabezpečujúce energiu pre svalovú prácu. Vznikne komplex aktinomyozín, hydrolýza ATP spôsobí konformačnú zmenu hlavice myozínu, a tým sa celé svalové vlákno skráti alebo napne. Chemická energia ATP sa premení na mechanickú a súčasne sa uvoľňuje teplo.

Primárnym podnetom pre svalovú kontrakciu je vzruch, ktorý sa vo forme nervového signálu šíri axónmi motorických neurónov z ústrednej nervovej sústavy (z mozgu a miechy) k jednotlivým svalovým vláknam. Miesto spojenia neurónu so svalovým vláknom sa nazýva nervovosvalová platnička. Jedno svalové vlákno je inervované vždy len jedným neurónom, ale neurón môže zároveň inervovať viac svalových vláken. Celý súbor funkčného spojenia motorického neurónu so svalom sa nazýva motorická jednotka. Celý sval tvorí veľký počet takýchto motorických jednotiek.

Prenos vzruchu v nervovosvalovej platničke je veľmi podobný synaptickému prenosu signálu medzi dvomi neurónmi. V tomto prípade je mediátorom acetylcholín, ktorý je vylúčený do synaptickej štrbiny z axónu motoneurónu a zachytený receptorom na povrchu sarkolémy. Sarkoléma je, podobne ako neurit, schopná generovať akčný potenciál postupne po celom povrchu svalového vlákna, pričom dochádza k vylúčeniu iónov Ca2+ zo sarkoplazmatického retikula a popísanej kontrakcii sarkoméry.

Nervové tkanivo link

Nervové tkanivo štrukturálne pozostáva z dvoch základných zložiek: nervových buniek - neurónov, a podporných buniek nervového systému - neuroglií. Okrem toho je súčasťou nervového tkaniva aj väzivo a krvné vlásočnice a vzdušnice u hmyzu. Základnou vlastnosťou neurónov je schopnosť vytvoriť nervový vzruch a preniesť ho do ďalšej nervovej bunky. Všeobecne je nervová sústava ektodermálneho pôvodu, u nižších bezstavovcov je endodermálneho.

Štruktúra neurónu link

Anatomickou a funkčnou jednotkou nervovej sústavy je nervová bunka - neurón. Nervová bunka sa skladá z tela bunky (neurocyt) a jej výbežkov.

Neuróny sú proteosynteticky veľmi aktívne. V telách neurónov sú viditeľné zhluky drsného endoplazmatického retikula - Nisslova substancia. Cytoskelet neurónov je tvorený mikrotubulami a intermediárnymi filamentami označovanými ako neurotubuly a neurofilamenty, a spoločne tvoria tzv. neurofibrily. Dlhožijúce neuróny obsahujú pigmentové granuly lipofuscínu.

U stavovcov zabezpečujú príjem vzruchov dostredivé výbežky - dendrity. Odstredivé vlákno - axón (neurit) - vedie vzruch z bunky ďalej. Axón, na rozdiel od tela a dendritov, neobsahuje ribozómy. Neurofibrily tu zabezpečujú axonálny transport vezikúl (takto sa napr. pomocou dyneínu a kinezínu prenášajú vezikuly s neurotransmiterom k synapsiám - anterográdny transport, alebo vírus besnoty do CNS - retrográdny transport).

Axón sa na konci vetví a k dendritu ďalšieho neurónu sa pripája gombíkovitými spojmi - synapsiami. V týchto miestach sprostredkúvajú prenos vzruchu mediátory (neurotransmitery) (napr. acetylcholín, noradrenalín).

Axón je väčšinou chránený obalom, myelínovou pošvou, ktorá je, na rozdiel od sivého tela bunky, biela. Na myelínovej pošve sa nachádzajú Ranvierove zárezy, ktoré majú význam pre zefektívnenie a zrýchlenie prenosu nervového vzruchu. Myelínovú pošvu tvoria neuroglie - oligodendrocyty v CNS a Schwannove bunky v PNS.

Astrocyty sú neuroglie, ktoré plnia v CNS homeostatickú funkciu v tom zmysle, že zabezpečujú látkovú výmenu medzi krvnými kapilárami a samotnými neurónmi.

Prenos nervového vzruchu link

Prejavom činnosti nervovej bunky je vzruch. Neuróny s výbežkami a ich vzájomné spojenie synapsiami tvoria štruktúru, na ktorej sa uskutočňuje funkcia nervovej sústavy. Každý neurón môže byť synapsiami spojený aj s niekoľko tisícmi ďalších neurónov. Nervová bunka prijíma podráždenie od zmyslovej alebo od inej nervovej bunky a odovzdáva ho ďalej nervovej, prípadne svalovej alebo žľazovej bunke. Celý tento princíp sa deje na princípe reflexného oblúka:

  1. podráždenie zmyslových buniek - receptora - sa v podobe vzruchu
  2. prenáša dostredivými nervovými vláknami do ústredia nervovej sústavy (miechy, mozgu),
  3. tam vznikne odpoveď,
  4. ktorú odstredivé nervové vlákna prenesú na výkonný orgán - efektor (svalové alebo žľazové bunky)

Z funkčného hľadiska má neurón 3 úseky:

  1. oblasť dendritov a tela bunky prijíma informácie v podobe vzruchov - vstupný úsek
  2. neurit ich prenáša niekedy aj na veľkú vzdialenosť - vodivý úsek
  3. k nervovým zakončeniam - výstupný úsek

Základom šírenia vzruchu po nervovom vlákne je rýchly pohyb iónov K+ a Na+ cez polopriepustnú nervovú membránu prostredníctvom sodíkovo-draslíkovej pumpy. Povrch biomembrány je v pokoji elektropozitívny, vnútro elektronegatívne. Rozdiel obidvoch potenciálov - pokojový potenciál - má vtedy hodnotu asi -70 mV a je výsledkom rozdielnej koncentrácie iónov na oboch stranách membrány.

V okamihu prechodu vzruchu po nervovom vlákne sa priepustnosť membrány pre ióny Na+ otvorením sodíkovo-draslíkovej pumpy zmení, nastane ich rýchly pohyb dovnútra bunky a dôjde k lokálnej depolarizácii membrány, ktorá sa prejaví veľmi krátkou elektrickou aktivitou - akčným potenciálom (+30 mV). Následne sa cez membránu v opačnom smere von z bunky vylúčia ióny K+, čím nastane repolarizácia membrány a návrat k pokojovému potenciálu (kým dôjde k uzavretiu toku iónov K+, dochádza na veľmi krátky čas dokonca k hyperpolarizácii membrány). Počas repolarizácie nie je možná opätovná depolarizácia, preto sa vzruch šíri len jedným smerom. Celý proces trvá asi 2 milisekundy.

Depolarizácia membrány, ktorej výsledkom je akčný potenciál, nenastáva za každých okolností, ale iba vtedy, ak je prvotný signál dostatočne silný, že prekoná určitý prah, čo je asi -55 mV. Práve vtedy totiž dôjde k aktivácii Na+/K+ púmp citlivých na zmenu v elektrickom napätí (tzv. napäťovo-závislé kanály) a výsledný efekt depolarizácie sa znásobí až vznikom akčného potenciálu. Ak je potenciál medzi -70 mV až -55 mV, vzruch sa nemôže šíriť ďalej. Ak je však aj slabších stimulov za určitú jednotku času viac, ich efekt sa sčítava a prah -55 mV môže byť prekonaný.

Týmto spôsobom je vedený vzruch pozdĺž membrány nervového vlákna, a v prípade elektrickej synapsie dokonca priamo do ďalšej bunky (cez bunkové spojenie typu nexus).

U cicavcov však väčšinou v tomto procese zohrávajú úlohu chemické molekuly - neurotransmitery - a vtedy hovoríme o typických chemických synapsiách. Takéto synapsie sa skladajú zo synaptickej štrbiny, čo je mimobunkový priestor, ktorý oddeľuje presynaptickú membránu axónu od postsynaptickej membrány cieľovej bunky. Činnosťou neurotransmiterov sa teda premieňa mimobunkový chemický signál na signál elektrický. Po prenose signálu je neurotransmiter zo synaptickej štrbiny buď odstránený špecifickými enzýmami alebo spätne vychytaný do presynaptického zakončenia.

Prenos signálu je teda nasledovný: V zakončení axónu sa nachádzajú vezikuly naplnené neurotransmiterom. Na vonkajšej strane postsynaptickej membrány sú zase receptory citlivé na tento neurotransmiter. Ak vzruch dorazí k presynaptickej membráne, dôjde k otvoreniu napäťovo závislej vápnikovej pumpy a prechodu iónov Ca2+ dovnútra, čo spôsobí exocytózu vezikúl a vylúčenie neurotransmitera do synaptickej štrbiny (samotná vezikula však nefúzuje s membránou, ale vracia sa retrográdnym axonálnym transportom do neurocytu). Ten je následne rozpoznaný receptorom na postsynaptickej membráne, čo spôsobí vznik postsynaptického potenciálu.

Receptor je buď priamo ligandom ovládaný iónový kanál, kde nadviazanie neurotransmitera (ligandu) spôsobí jeho otvorenie a zmenu potenciálu, alebo sa iónové kanály otvárajú cez druhých poslov (receptor - adenylátcykláza - proteinkináza - iónový kanál).

Ďalšie články

Ontogenetický vývin

Ontogenetický vývin, skrátene ontogenéza, je obdobie života od oplodnenia až po smrť. Všetko však začína ešte predtým vznikom pohlavných buniek (spermií a vajíčok). Počatím dochádza k splynutiu týchto...

Krycia sústava

Pojem krycia sústava zahŕňa najväčší orgán ľudského tela - kožu. Koža nie je len "obal" tela, ale má množstvo funkcií, ako napr. termoregulácia, ochrana voči infekciám a UV žiareniu, zmyslové vnímanie...

Oporná sústava

Opornú sústavu človeka tvorí kostra, ktorá predstavuje pasívny pohybový aparát tela, poskytuje oporu mäkkým častiam tela a chráni dôležité telesné orgány. Kostra je súbor väzív, chrupiek, kostí a kost...

forward