Sind sensorische Rezeptoren Neuronen?

Hintergrund

Es gibt viele Rezeptortypen im Körper mit verschiedenen Funktionen und verschiedenen Übertragungsmechanismen. Rezeptorzellen gelten als Teil des peripheren Nervensystems , da sie der erste Schritt bei der Übermittlung von Informationen von der Peripherie zum Gehirn sind.

Viele Rezeptorzellen feuern keine Aktionspotentiale ab. Aktionspotentiale werden allgemein als eine Schlüsseleigenschaft von Neuronen angesehen . Stattdessen arbeiten Rezeptoren oft mit abgestuften Reaktionen. Zum Beispiel hyperpolarisieren Photorezeptoren bei Beleuchtung allmählich. Cochlea-Haarzellen depolarisieren allmählich, wenn die Stereozilien in eine Richtung gebogen werden, und hyperpolarisieren, wenn sie in die entgegengesetzte Richtung gehen. Daher sind viele Rezeptoren tatsächlich analoge Sensoren, während Spiking-Neuronen als im Binärmodus (Alles-oder-Nichts) arbeitend angesehen werden können.

Werden Rezeptorzellen aufgrund ihrer Ähnlichkeiten und Unterschiede als Neuronen klassifiziert?

Credits: Diese Frage wurde nach einer Diskussion mit @OneFace zur Frage „ Beziehung zwischen Nerven und Axonen “ formuliert.

Lol, ich hatte vor, das zu fragen! Gute Frage. Ich bin besonders daran interessiert zu wissen, ob Mechanorezeptoren als Neuronen betrachtet werden können.
Lol - Ich dachte, zu fragen und zu antworten. so erlaubt es hier mehr Eingaben. Es ist eine Frage, die mich seit Ewigkeiten beschäftigt.

Antworten (1)

Kurze Antwort

Rezeptorzellen sind spezialisierte Neuronen


Hintergrund

Es gibt global drei Arten von Neuronen ( Eckerts Tierphysiologie ):

  1. Sensorische Neuronen : Diese Zellen übertragen Informationen von externen Stimuli (z. B. Ton, Licht, Druck) oder von internen Stimuli (z. B. Blutsauerstoffgehalt oder Kopfausrichtung);
  2. Interneurone : Diese Zellen verbinden andere Neuronen innerhalb des Zentralnervensystems;
  3. Motorneuronen : Diese Neuronen übertragen Effektorsignale zu Effektororganen, was eine Kontraktion von Muskeln oder eine Sekretion durch Drüsenzellen verursacht.

Um diese Klassen von Neuronen zu veranschaulichen, betrachten wir das visuelle periphere System. Abb. 1 zeigt eine schematische Darstellung der retinalen Schaltkreise, die die Photorezeptoren mit den Ganglienzellen des Sehnervs (Interneuronen) verbinden:

Retina

Quelle: Instituto Balseiro

Die Reaktion des Photorezeptors ist abgestuft. Bemerkenswerterweise hat die bipolare Zelle , die ein Interneuron ist, auch eine abgestufte Reaktion . Die bipolaren Zellen leiten das Signal wiederum an die Ganglienzellen weiter, die die analogen, abgestuften Signale in einen binären, neuralen Spiking-Code übersetzen, der in den Sehnerv gelangt.

Rezeptorzellen gelten als Neuronen, sind aber hochspezialisiert . Obwohl Interneurone in verschiedenen Formen und Größen vorkommen können, sind sie nicht so spezialisiert wie Rezeptorzellen. Der Photorezeptor hat beispielsweise eine hochspezialisierte dendritische Region , die das lichtempfindliche Pigment und Membranstapel enthält, die Licht einfangen.

Ein weiterer Rezeptor ist das Pacini-Körperchen , ein vibrotaktiler Mechanorezeptor der Haut:

PC
Quelle: Pixgood

In diesem Fall ist die Rezeptorzelle tatsächlich ein myelinisiertes und stacheliges Neuron , das funktionell einem Interneuron sehr ähnlich ist. Genau wie der Photorezeptor verbindet sich der dendritische Teil nicht mit einem anderen Neuron, sondern ist eine hochspezialisierte Struktur, die darauf ausgelegt ist, einen physischen externen Reiz zu erfassen. Im Fall des Painian-Körperchens handelt es sich um eine zwiebelartige Struktur, die aus vielen Schichten besteht. Diese lamellaren Strukturen verändern die Reaktion des Rezeptors auf mechanische Reize erheblich. Insbesondere ermöglicht es dem Korpuskel, schnell auf Druckänderungen zu reagieren und Vibrationsreize getreu zu übertragen.


Referenz

Eckert, Tierphysiologie :
- Kapitel 5 - Die physiologischen Grundlagen der neuronalen Funktion
- Kapitel 7 - Wahrnehmung der Umwelt

Ich denke, es gibt mehr Arten von Neuronen. Mehrere kortikale/hippocampale Neuronen können nicht als Interneuronen bezeichnet werden (ein Begriff, der allgemein für modulatorische Neuronen verwendet wird).
Ich stimme Ihnen zu, dass Interneuronen oft hemmend nachgesagt wird. Allerdings habe ich diese Informationen von Eckert extrahiert. Eine schnelle Google-Suche zeigt, dass es sich um einen mehrdeutigen Begriff handelt, aber Eckerts Definition ist ziemlich weit verbreitet.
Ich denke, Sie können eine Aussage hinzufügen, dass die Genexpressionsprofile dieser Zellen denen anderer Arten von Neuronen (im Vergleich zu anderen erregbaren Zellen) sehr ähnlich sind. Sie haben auch den gleichen Entwicklungsursprung und können daher als Neuronen klassifiziert werden. Zu Punkt 1: Ich hatte mir sowohl die Expressionsdaten der Netzhaut als auch des Gehirns angesehen; Ich erzähle nur eine Beobachtung aus dem Hinterkopf. Muss das verifizieren.
Weder Haarzellen (Abb. 1) im Innenohr noch Geschmacksrezeptorzellen sind Neuronen. Sie sind modifizierte Epithelzellen (dh sie stammen während der Entwicklung aus nicht neuralem Ektoderm). Darüber hinaus stammen auch Merkel-Zellen im somatosensorischen System (die möglicherweise die eigentliche Transduktion durchführen oder nicht) von der Haut ab .
@alexforrence - Sie sagen also, dass die embryonale Keimschicht definiert, was ein Neuron ist? Letztendlich stammt Nervengewebe aus dem Neuro-Ektoderm, das sich im Wesentlichen vom Ektoderm ableitet. Daher entstehen Neuronen aus dem Ektoderm.
Deshalb habe ich das nicht neurale Ektoderm betont. Es scheint ein ziemlich guter Ort zu sein, um eine Linie in den Sand zu ziehen. Ich glaube nicht, dass diese Antwort die Frage vollständig beantwortet; Ich werde versuchen, in den nächsten Tagen einen zu schreiben.
@alexforrence - Ich freue mich auf deine Antwort!
@alexforrence Die Frage ist, was die richtige Klassifizierungsmethode ist - Genexpressionsprofil oder Entwicklungsursprung. Ich glaube nicht, dass letzteres sinnvoll ist, wenn wir jetzt über iPSCs Bescheid wissen. Obwohl diese Zellen aus Epithelzellen stammen können, schätze ich , dass sie funktionell neuronal sind.
@WYSIWYG Ich denke, daher kommt ein Teil der Verwirrung. Nicht-neuronale Zellen dürfen viele Dinge tun, die Neuronen tun (Neurotransmitter freisetzen, de/hyperpolarisieren usw.). Entwicklungsursprung und Genexpression gehen Hand in Hand; die Signalisierung während der Entwicklung (basierend auf dem Ort der Zelle) kann die Expression antreiben oder unterdrücken.
@alexforrence - Einer der Hauptgründe, warum ich denke, dass Rezeptoren als Neuronen klassifiziert werden, ist, dass ihre verbindenden Afferenzen als sekundäre Neuronen bezeichnet werden : en.m.wikipedia.org/wiki/Spinal_cord , was bedeutet, dass Rezeptoren primäre Neuronen sind
Es ist nur verwirrende Semantik. Das bezieht sich nur auf das somatosensorische System, wo die primären sensorischen Neuronen im Hinterwurzelganglion sitzen. Eine pauschale Aussage über alle Sinnessysteme hinweg ist das Problem.
@alexforrence - es ist dasselbe in der Netzhaut (Fotorezeptoren verbinden sich mit sekundären Neuronen) und wahrscheinlich gilt dies auch für andere sensorische Systeme.
Ich bin zuversichtlich, dass Rezeptorzellen Neuronen sind. Unabhängig von ihren Genexpressionsprofilen oder ihrem Ursprung im embryonalen Gewebe.
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