Кіріспе
Нейронның сомасының бөлігі, одан аксон пайда болады. Аксон дөңгелегі – аксонға қосылатын нейронның клеткалық денесінің (немесе соманың) ерекшеленген бөлігі. Оны жарық микроскопиясы арқылы сыртқы түрінен және нейрондағы орналасуынан, сондай-ақ Ниссл затының сирек таралуынан анықтауға болады. Аксон дөңгелегі – соманың аксонға жіберілгенге дейін синапстық кірістерден тараған мембраналық потенциалдардың жинақталынатын соңғы орны. Көп жылдар бойы аксон дөңгелегі – әрекет потенциалын бастаудың қалыпты орны, триггер аймағы деп есептелді. Қазіргі кезде әрекет потенциалын бастаудың ең алғашқы орны аксонның бастапқы сегментінде: аксон дөңгелегінің ең биік нүктесі мен аксонның бастапқы (миелинсіз) сегменті арасында деп саналады. Дегенмен, әрекет потенциалы басталатын нақты нүкте жасушалар арасында өзгеше болуы мүмкін. Ол нейронның гормоналды стимуляциясымен немесе нейротрансмиттерлердің екінші хабаршылардың әсері арқылы да өзгеруі мүмкін. Аксон дөңгелегі сонымен қатар жасуша денесі мен аксон арасындағы жеке мембраналық аймақтарды белгілейді. Бұл мембраналық ақуыздардың жасушаның аксоналдық немесе сомальдық жағына орналасуына мүмкіндік береді.
The axon hillock is a specialized part of the cell body (or soma) of a neuron that connects to the axon. It can be identified using light microscopy from its appearance and location in a neuron and from its sparse distribution of Nissl substance. The axon hillock is the last site in the soma where membrane potentials propagated from synaptic inputs are summated before being transmitted to the axon. For many years, it was believed that the axon hillock was the usual site of initiation of action potentials—the trigger zone. It is now thought that the earliest site of action potential initiation is at the axonal initial segment: just between the peak of the axon hillock and the initial (unmyelinated) segment of the axon. However, the positive point, at which the action potential starts, varies between cells. It can also be altered by hormonal stimulation of the neuron, or by second messenger effects of neurotransmitters. The axon hillock also delineates separate membrane domains between the cell body and axon. This allows for localization of membrane proteins to either the axonal or somal side of the cell.
Құрылымы
Аксон дөңгелегі мен бастапқы сегменті әрекет потенциалын тудыруға қабілетті ететін бірнеше арнайы қасиеттерге ие, оның ішінде аксонға жақын орналасуы және жасуша денесінің қалған бөлігімен салыстырғанда кернеуге сезімтал иондық арналардың жоғары тығыздығы бар. Дорсаль түбірлік ганглий жасушаларында жасуша денесінде шаршы микрометрге шамамен 1 кернеуге сезімтал натрий арнасы бар деп есептеледі, ал аксон дөңгелегі мен аксонның бастапқы сегментінде шаршы микрометрге шамамен ~100–200 кернеуге сезімтал натрий арнасы бар; салыстырарлық ететін болсақ, аксон бойындағы Ранвье түйіндерінде шаршы микрометрге ~1000–2000 осындай арна бар деп есептеледі. Кернеуге сезімтал иондық арналардың осы шоғырлануы плазмалық мембрана және цитоскелетпен байланысатын анкирин сияқты ақуыздардың нәтижесі болып табылады. Электрофизиологиялық модельдерде аксон дөңгелегі аксонның бастапқы сегментімен бірге қарастырылады, онда синапстық кірістерден дендриттерге немесе жасуша денесіне тараған мембраналық потенциалдар қосылады.
Функция
Ингибиторлық постсинаптикалық потенциалдар (IPSP) және қоздырғыштық постсинаптикалық потенциалдар (EPSP) аксон дөңгелегінде жинақталады, ал іске қосу шегінен асып кеткен кезде, әрекет потенциалы аксонның қалған бөлігі бойымен таралады (және нейрондық кері таралу кезінде байқалатындай, «артқа қарай» дендриттерге қарай). Осы процеске аксон дөңгелегінде (және Ранвье түйіндерінде) орналасқан, бірақ сомада жоқ, жоғары концентрацияланған вольтажға сезімтал натрий каналдары арасындағы оң кері байланыс жауапты. Тыныш күйде нейрон поляризацияланған, оның ішкі беті қоршаған ортаға қатысты шамамен -70 мВ тең. Пресинаптикалық нейроннан қоздырғыш нейротрансмиттер бөлініп, постсинаптикалық дендриттік тіректерге байланысқанда, лигандқа сезімтал иондық каналдар ашылады, нәтижесінде натрий иондары жасушаға еніп, постсинаптикалық мембрананың деполяризациясына (терістік белгісінің азаюына) әкелуі мүмкін. Бұл деполяризация аксон дөңгелегіне қарай жүреді, уақыт және қашықтыққа байланысты экспоненциалды түрде азаяды. Егер осындай бірнеше оқиға қысқа мерзім ішінде орын алса, аксон дөңгелегі вольтажға сезімтал натрий каналдарын ашу үшін жеткілікті деполяризациялануы мүмкін. Бұл аксон бойымен таралатын әрекет потенциалын тудырады. Натрий жасушаға енгенде, жасуша мембранасының потенциалы оңға қарай өзгереді, бұл мембранадағы тағы көбірек натрий каналдарын белсендіреді. Натрийдің кіруі ақырында калийдің шығуынан (екі порлы доменді калий каналдары немесе «ағып кету» каналдары арқылы) озады, оң кері байланыс циклын бастайды (өсу фазасы). Шамамен +40 мВ деңгейінде вольтажға сезімтал натрий каналдары жабыла бастайды (жоғары нүкте фазасы), ал вольтажға сезімтал калий каналдары ашыла бастайды, калийді электрохимиялық градиенті бойынша жасушадан шығарады (түсу фазасы). Калий каналдары мембрананың реполяризациясына кешіккен реакция көрсетеді, және тынығу потенциалына жеткеннен кейін де калийдің бір бөлігі шығуын жалғастырады, нәтижесінде жасушаішілік сұйықтық тынығу потенциалынан теріс болады, және осы кезеңде ешқандай әрекет потенциалы бастала алмайды (төмендеу фазасы/рефрактерлік кезең). Бұл төмендеу фазасы әрекет потенциалының аксоннан төмен қарай ғана таралуын қамтамасыз етеді. Осы бастапқы әрекет потенциалы аксон дөңгелегінде басталып, аксонның бойымен таралады. Қалыпты жағдайда, жасуша мембранасының кезеңділігіне байланысты әрекет потенциалының күші тез азайды. Әрекет потенциалдарының жылдам және тиімді таралуын қамтамасыз ету үшін аксон миелинмен қапталған. Миелин, холестериннің туындысы, оқшаулағыш қабық ретінде әрекет етеді және сигналдың иондық немесе «ағып кету» каналдары арқылы шығуына жол бермейді. Дегенмен, оқшаулауда (Ранвье түйіндері) сигналдың күшін күшейтуге мүмкіндік беретін саңылаулар бар. Әрекет потенциалы Ранвье түйініне жеткенде, жасуша мембранасын деполяризациялайды. Жасуша мембранасы деполяризацияланғанда, вольтажға сезімтал натрий каналдары ашылады, натрий жасушаға ағып кіріп, жаңа әрекет потенциалын тудырады.