ktsimage/iStock/GettyImages

Het menselijke centrale zenuwstelsel (CZS) bestaat uit de hersenen en het ruggenmerg, die samen ongeveer 100 miljard neuronen huisvesten. Elk neuron bevat een cellichaam dat zijn functie orkestreert, dendrieten die signalen van andere neuronen ontvangen, en een lange axon die elektrische impulsen transporteert.

TL;DR

Elektrische signalen, zenuwimpulsen genaamd, reizen langs axonen en maken snelle communicatie binnen het zenuwstelsel mogelijk.

Neurotransmissie

Neurotransmissie is het doorgeven van signalen van het ene neuron naar het andere. Wanneer het axon van een neuron vuurt, bereikt de resulterende zenuwimpuls de dendrieten van het volgende neuron. De impuls initieert vervolgens een nieuw actiepotentiaal, waardoor de boodschap verder in de keten wordt verspreid. De snelheid van deze transmissie hangt grotendeels af van de aanwezigheid van myeline, een isolerend omhulsel geproduceerd door Schwann-cellen in het perifere zenuwstelsel (PNS) en oligodendrocyten in het CZS. Myeline wikkelt zich rond het axon en laat gaten achter die bekend staan ​​als knooppunten van Ranvier. Deze configuratie maakt het mogelijk dat impulsen tussen knooppunten kunnen springen (een proces dat saltatorische geleiding wordt genoemd), waardoor de snelheid wordt verhoogd tot ongeveer 400 kilometer per uur.

Rust- en actiepotentialen

Alle cellen behouden een membraanpotentiaal, het spanningsverschil over hun membraan. In rust heeft een neuron een negatieve interne lading, grotendeels als gevolg van een hogere concentratie kaliumionen (K⁺) in de cel en natrium- (Na⁺) en chloride-ionen (Cl⁻) daarbuiten. Wanneer een stimulus arriveert, gaan de spanningsafhankelijke Na⁺-kanalen open, waardoor Na⁺ naar binnen stroomt en het membraan depolariseert. Deze depolarisatie vormt het actiepotentiaal en duurt slechts 1 à 2 milliseconden. Kort daarna gaan de spanningsafhankelijke K⁺-kanalen weer open, waardoor de negatieve lading wordt hersteld (repolarisatie). Deze snelle cyclus van depolarisatie en repolarisatie voert de elektrische impuls langs het axon.

Neurotransmitters

Op de axonterminal wordt het elektrische signaal omgezet in een chemisch signaal. Neurotransmitters worden vrijgegeven in de synaptische spleet – de nauwe ruimte tussen neuronen – en diffunderen naar de overkant om receptoren op de dendriet van het postsynaptische neuron te binden. Binding opent ionkanalen, verandert het membraanpotentieel van de postsynaptische cel en bepaalt of deze gestimuleerd of geremd wordt. Daarna worden neurotransmitters enzymatisch afgebroken of opnieuw geabsorbeerd (heropname) voor hergebruik. Deze chemische signalering reikt verder dan de neuronen, waardoor het zenuwstelsel spieren, klieren en andere organen kan coördineren.