Dendryty neuronu – co musisz o nich wiedzieć?

Miło mi Cię powitać na początku dzisiejszego artykułu, którego tematem są dendryty. W zeszłym tygodniu opisywałam budowę (ale też jednocześnie funkcje) ciała neuronu, więc jeśli interesuje Cię ten temat, to koniecznie tam zajrzyj. Dziś przyszedł czas na kolejną część komórki nerwowej. Jeśli jesteś ciekaw źródeł, na których się opieram, to w kwestiach tematów podstawowych bardzo ufam podręcznikowi Marka F. Beara o tytule „Neuroscience”. Wspierałam się też artykułami zebranymi w temacie dendrytów na ScienceDirect. Jedziemy!

Dendryty: budowa i funkcja

Jeśli chcielibyśmy wyobrazić sobie przestrzennie, jak mogą wyglądać dendryty, to warto sobie wyobrazić ciało neuronu, od którego odchodzi kilka wypustek, których długość mierzymy w mikrometrach. Niektóre źródła podają, że są to 2 mikrometry, a niektóre (np. to i to), że kilkaset, a nawet kilka tysięcy. Nie wiem zatem czemu, po wpisaniu w Google zapytania o długość dendrytów, wyświetla się jasno jedna wartość: 2 mikrometry. Wróćmy jednak do tematu. Każdy pojedynczy dendryt ulega silnemu rozgałęzieniu. Stąd właśnie wzięła się nazwa dendryt – jest to pochodna greckiego słowa déndron, które oznacza drzewo. Całość rozgałęzień wszystkich dendrytów komórki nerwowej nazywamy drzewem dendrytycznym. Jego kształt i wielkość pozwala zaklasyfikować dendryty do różnych grup.

Pod kątem budowy dendrytycznej, strukturami wewnętrznymi odgrywającymi największą rolę są rybosomy, siateczka śródplazmatyczna, aparat Golgiego oraz struktury tworzące cytoszkielet (o nich wszystkich więcej przeczytasz w tym wpisie). To co jest najważniejsze to fakt, że organella te zaangażowane są w syntezę białek, która z kolei jest konieczna do przekazywania sygnału w synapsie.

Kolce dendrytyczne

Do zrozumienia funkcji neuronu musimy pojąć, czym są kolce dendrytyczne (ang. dendritic spines). Na ilustracji widzimy je jako takie punkty pokrywające dendryty. Otóż każdy taki kolec to struktura wytworzona przez funkcjonalnie zmienioną błonę komórkową. Co to oznacza? Ano w uproszczeniu oznacza to tyle, że w miejscu dendrytu, które ma potencjał zbudowania przydatnej synapsy wraz z pobliskim zakończeniem aksonalnym innego neuronu, tworzy się takie właśnie rosnące uwypuklenie.

Dzięki istnieniu kolców dendrytycznych możliwe jest tworzenie synapsy akso-dendrytycznej (numer 3 na grafice poniżej), czyli najczęstszego typu synapsy. Kolce te spełniają rolę części postsynaptycznej, w której znajduje się wiele białek, będących receptorami. Do nich z kolei przyłączają się neuroprzekaźniki, co wywołuje dalszą kaskadę reakcji. Więcej o synapsach dowiesz się w tym artykule, a tutaj zobacz, jak mogą wyglądać różne rodzaje synaps.

Poniżej umieściłam też ilustrację przedstawiającą mnogość kształtów, które mogą przybierać kolce dendrytyczne.

Plastyczność i uczenie się

Kolce dendrytyczne mają to do siebie, że są bardzo plastyczne. Oznacza to tyle, że ze stosunkowo dużą łatwością mogą się pojawiać, znikać, zmieniać kształt i wielkość. Jest to umożliwiane przez to, że są zbudowane głównie z włókien aktynowych, które dynamicznie mogą zmieniać swoją długość.

No dobrze, to zastanówmy się teraz, co się z tym wiąże. Wiemy już, że kolce dendrytyczne są jedną z dwóch głównych części, które budują synapsę. Wiemy też, że mogą się pojawiać i znikać. W takim razie – co warunkuje ich pozostanie w danym miejscu? Mówiąc kolokwialnie i bardzo ogólnie – jeśli synapsa nam się przydaje i z niej korzystamy, to nie będzie miała powodu, aby zniknąć. Czyli jeśli wykorzystujemy synaptyczne połączenie między dwoma neuronami, czyli jeśli impulsy są między nimi przekazywane, to synapsa, a przez to również kolec dendrytyczny, będą miały się dobrze.

Uczenie się i pamięć

Jak można się domyślić, uczenie się i zapamiętywanie są idealnym mechanizmem do zobrazowania tego zjawiska. Gdy uczymy się czegoś nowego, muszą się tworzyć nowe synapsy. W związku z tym, akson któregoś neuronu będzie musiał funkcjonalnie przyłączyć się do powierzchni dendrytu. Z kolei dendryt, kolokwialnie mówiąc, będzie chciał ułatwić zadanie stworzenia synapsy aksonowi i „wybrzuszy” część swojej błony komórkowej.

Przykładami mechanizmów, które prawdopodobnie gwarantują zapamiętywanie długotrwałe są tworzenie się dodatkowych połączeń synaptycznych, które będą wspomagać przekaźnictwo w pewnej drodze neuronalnej, albo powiększenie się już istniejących kolców. Warto jednak pamiętać, że pomimo tego, ile badań zostało wykonanych w ramach naukowego podekscytowania na punkcie ogromnego potencjału, jaki mogą mieć kolce dendrytyczne w procesach pamięciowych, zjawiska te dopiero poznajemy. Należy więc zachować ostrożność w wyciąganiu pochopnych lub daleko idących wniosków.

Duża liczba kolców dendrytycznych warunkuje dużą liczbę synaps, co jest pożądanym zjawiskiem. Ciekawe jest to, że białkiem, które silnie na te liczby wpływa jest BDNF (brain-derived neurotrophic factor, czyli neurotroficzny czynnik pochodzenia mózgowego). Spokojnie można powiedzieć, że BDNF działa na neurony i synapsy odżywczo. Skąd go zaczerpnąć więcej? Stymulująco działa aktywność fizyczna (bez szaleństw), niektóre produkty spożywcze (np. kurkuma) i redukowanie stresu w życiu codziennym. Wiadomo, że warto świadomie podchodzić do planowania swojego wolnego czasu w taki sposób, żeby znaleźć czas na relaks. Jeśli masz ochotę przeczytać więcej na temat wydzielania BDNF (oraz innych związków) podczas aktywności fizycznej, to zerknij na ten artykuł Asi Podgórskiej, która jest skuteczną promotorką nie tylko wiedzy o mózgu, ale przede wszystkim wprowadzania wiedzy w czyn.

Podsumowanie

Na dendrytach umieszczone są postsynaptyczne części synaps (tworzone przez kolce dendrytyczne), dzięki czemu dendryty możemy nazwać swoistymi „czujkami” neuronu. Dzięki nim informacje wysyłane z innych komórek mogą być odbierane. Mówi się, że odbiór informacji następuje dokomórkowo, gdyż impuls biegnie od dendrytów do somy. Z kolei jeśli neuron wysyła informację do innych komórek, to dzieje się to odkomórkowo, ponieważ impuls przesyłany jest od somy, poprzez akson, w stronę synaps. Za tydzień pogadamy o aksonach 🙂