Signalering mellan Nervceller

av Ulrika Kahl, PhD

Den mänskliga hjärnan är utan tvekan ett av naturens mest fulländade verk. Den är uppbyggd av över hundra miljarder celler, som tillsammans arbetar för att vi ska kunna klara av allt från att gå, stå, ligga, äta och utföra våra dagliga sysslor, till att tala, läsa, förstå, minnas och lösa komplicerade problem. Alla organ i kroppen är direkt eller indirekt styrda av hjärnan, och denna är också i de allra flesta fall målorgan för de läkemedel som finns.

Nervcellen

För att detta ska fungera krävs det att nervcellerna samarbetar med varandra, och för detta ändamål har nervcellerna utrustats med egenskaper som gör att de skiljer sig från kroppens övriga, "vanliga" celler. Nervceller klarar nämligen av att överföra signaler mellan varandra. Medan andra celler vanligen är runda eller ovala, och relativt symmetriska till formen, har typiska nervceller ett alldeles speciellt utseende (se schematisk bild av en typisk nervcell nedan).

Figur 1 Schematisk bild av en nervcell, med cellkroppen och dess dendriter, axonet, och cellterminalen (ej skalenlig). Förstorad bild

Cellkroppen

I cellkroppen, med sina karakteristiska så kallade utskott - dendriterna, finns cellens kärna och andra så kallade organeller. Organeller är för cellen nödvändiga, funktionella komponenter. Här utförs tillverkning av proteiner, kolhydrater, fibrer, fetter och andra så kallade makromolekyler som behövs för cellens uppbyggnad och funktion. Här sköts också cellens energiförsörjning och olika uppbyggnads- och nedbrytningsprocesser. I cellkroppens kärna finns nukleinsyror (DNA och RNA), det som i vardagstal brukar kallas för arvsmassa.

Terminalen

I nervcellens terminal å andra sidan sker tillverkning av en del mindre molekyler, vilka på ett eller annat sätt är inblandade i cellens signaleringsprocess. Terminalen är också den del som står i kontakt med andra nervceller. Vi återkommer till detta senare. Du kan också läsa mer om terminalen under "Vad Händer vid Postsynapsen?".

Axonet

Som en förbindelse mellan cellkroppen och terminalen finns sedan det så kallade axonet. Detta ser ut som en smal sträng och ger nervcellen dess karakteristiska form. Genom axonet transporteras molekyler vanligtvis från, men i vissa fall även till cellkroppen med hjälp av ett komplicerat maskineri av transportmolekyler.
Axonet är konstruerat så att det på ett optimalt sätt kan fungera som fortledare i signalöverföringsprocessen. I axonets ytskikt - eller cellmembran - finns nämligen olika former av kanaler som har till uppgift att släppa igenom laddade partiklar, så kallade joner. Dessa joner är antingen plus- eller minusladdade, och varje kanal är selektiv för just en eller ibland flera typer av joner. På det här viset fungerar axonet som en elektrisk krets. Den signal som transporteras längs axonet i och med att joner färdas fram och tillbaka över cellmembranet är nödvändig för att stimulera diverse processer i terminalen, där just själva signalöverföringssteget till nästa nervcell sker.

Synapsen

Det område där terminalen står i kontakt med andra celler kallas synaps. Terminalsidan därifrån signalen kommer kallas för presynaps, medan mottagarsidan kallas postsynaps. Mottagarsidan kan vara antingen en cellkropp, en annan terminal, eller också någon annan del av en cell, men detta går vi inte in närmare på här.

Det finns i huvudsak två olika typer av synapser - elektriska och kemiska. I de elektriska synapserna står cellerna i direkt kontakt med varandra, och signalöverföringen sker genom att laddade joner förflyttas från en cell till en annan genom porer som bildas av de två cellerna tillsammans. Vi tänkte inte närmare behandla de elektriska synapserna här, utan koncentrerar oss på de kemiska.

Kemiska Synapser

I de kemiska synapserna sker signaleringen stegvis.
Först frisätter presynapsen, eller terminalen, något som kallas neurotransmittorer. Neurotransmittorer är molekyler som kan vara av många olika slag.
Vissa är i sammanhanget relativt små till storleken, och dessa kallas ofta för klassiska transmittorer.
Andra är större molekyler bestående av ett flertal byggstenar. Dessa större transmittorer kallas neuropeptider, och kan mycket förenklat beskrivas som små proteiner.
I vilket fall så transporteras transmittormolekylerna sedan efter frisättningen från presynapsen över synapsklyftan till postsynapsen.

Receptorer

På postsynapsen finns mottagarstationer, eller som det heter på fackspråk, receptorer. Receptorer är proteiner som sitter förankrade i membranet. Varje typ av receptor är designad att fånga upp en viss typ av transmittorer, och när en transmittor hittat sin receptor binder den till denna som en nyckel i ett lås.

När transmittorn bundit till receptorn kan en mängd saker hända. Själva kontakten mellan de två fungerar som en signal till mottagarcellen. Den här signalen kommer, beroende på vilken transmittor och receptor som är inblandade, att aktivera olika biokemiska processer i mottagarcellen. Här skulle man kunna gå in på mycket komplicerade diskussioner, men för enkelhetens skull låter vi bli. Vi nöjer oss i stället med att säga att de processer som aktiveras syftar till att påverka mottagarcellens inre maskineri, så att denna i sin tur kan föra signalen vidare.
Lite mer detaljerat om detta kan du läsa under "Vad Händer vid Postsynapsen?".

Effekter av Signalöverföring

De signaler som färdas från cell till cell i hjärnan kommer på vägen att ge upphov till en mängd effekter. Vad som händer exakt beror på vilken transmittor man har att göra med, vilka receptorer som tar emot transmittorn, och vilka processer som aktiveras på vägen. Det finns också många typer av hjärnceller, och de förbindelser som finns mellan hjärnans olika delar utgör ett enormt komplext system som ännu är långt ifrån fullständigt utforskat.

Om du vill läsa mer om neurotransmittorer eller om hjärnan i allmänhet, klicka på någon av länkarna nedan

Neurotransmittorer - Hjärnans Budbärare
Vad Händer vid Postsynapsen?
Människans Nervsystem
Neuronet