Vad är ett axonmembran?
Den typiska nervcellen, även kallad en neuron, har distinkta strukturella och funktionella delar. Dess huvudkropp, som kallas soma, genererar en elektrisk puls. Den signalen går genom en lång, tunn förlängning som kallas axon. Precis som en hushålls elektrisk ledning måste täckas av en yttre isoleringshylsa, fungerar axonmembranet som ett skyddande hölje för den bioelektriska transmissionen. Ett kemiskt exakt, friskt membran är nödvändigt för en fullt fungerande mänsklig hjärna och nervsystem.
En enda mikroskopisk axontråd i människokroppen kan vara kort, men den kan också vara 4,9 fot lång (1,5 meter) eller mer. Vid den andra terminaländen av en axon avges den elektriska signalen. Det kan frigöra energin för att väcka en annan nervcentral, att sammandraga en muskel eller för alla andra kroppsfunktioner, inklusive intelligent resonemang. Vid överföring av signalen till en annan neuron har den mottagande cellkroppen små och korta utsprång som kallas dendriter. Från axon till dendriter passerar signalen ett litet gap mellan dem som kallas en synapse.
Nervcellerna har bara en axon, och dess elektriska signal flyter i en enda riktning. Axon kan dock delas upp och grenas upprepade gånger i flera terminaländar. Detta är särskilt viktigt i hjärnan, där en enda elektrisk impuls kan stimulera flera andra neuroner. Den resulterande kaskaden av grenade terminaländar kan vara i tusentals. Ytterligare sammansättning av anslutningarna är "en passant" -synapser där dendritterna från andra nerver låser sig på axonstången själv, inte deras terminaländar.
Strukturen och kemiska egenskaperna hos axonmembranet är det som gör det möjligt för den att innehålla en elektrisk laddning, att tvinga dess flöde i en riktning och att överföra signalen till andra celler i kroppen. För det mesta, för de flesta typer av nervceller, är axon isolerat i ett skyddande mantel som kallas myelin. Detta lager av axonmembranet klemmas med regelbundna intervall som kallas "noder för Ranvier." Dessa luckor utan myelin förstärker effektivt den inkommande elektriska signalen och tvingar dess snabba envägsöverföring. Signalen är inte en enda oavbruten våg; det pulserar inom axon från nod till nod.
Axonmembranets integritet och hälsa är kända för att vara en av nycklarna till försvagande neurologiska sjukdomar, såsom multipel skleros (MS). MS orsakas av de-myelinering av neurala axoner. Andra störningar inkluderar tillfälligt trauma till myelinhöljet kallad neurapraxi som blockerar en nervs förmåga att leda elektricitet och resulterar vanligtvis i antingen förlust av sensorisk känsla eller muskelkontroll i det drabbade området.
Axonmembranet är nödvändigtvis utformat för att innehålla en elektrisk laddning för att förhindra dess utströmning. Ändå är detta vad som verkar hända vid terminalaxlarna på en axon. Forskare som studerar membranets molekylstruktur och synapernas kemiska sammansättning förstår nu att signalöverföringen faktiskt är en kemisk. Den elektriska energin bränslar förändringar i kemikalier, särskilt natrium och kalium, vilket gör att de kan korsa membranen genom specialiserade ihåliga proteiner som kallas jonkanaler.