รู้ไหม เซลล์ประสาทของคนมีโครงสร้างที่เหมาะสมต่อการทำหน้าที่อย่างไร


 
          ร่างกายคนและสัตว์มีกระดูกสันหลังมีระบบประสาทที่พัฒนามาก โดยจะมีเซลล์ประสาท
(nerve cell หรือ neuron ) ปรากฏอยู่ทั่วร่างกายจำนวนมากนับเป็นพันๆเซลล์ที่สามารถเชื่อมโยงกันรับ และส่งสัญญาณระหว่างสิ่งเร้าภายนอกกับภายในร่างกาย ได้อย่างมีระบบเป็นที่น่าอัศจรรย์ยิ่ง โดยเซลล์บางชนิดทำหน้าที่กระตุ้น บางชนิดทำหน้าที่ยับยั้งการทำงานของอวัยวะต่างๆ บางชนิดเปลี่ยนแปลงไปเป็นเซลล์ที่ผลิตสารเคมีคล้ายฮอร์โมนเรียกว่า นิวโรเซครีทอรีเซลล์ (neurosecretory cell) และบางชนิดเป็นเซลล์เนื้อเยื่อเกี่ยวพันประสาทหรือเซลล์ค้ำจุนเรียกว่า เซลล์พี่เลี้ยง (neuroglia) เซลล์ประสาทเกือบทั้งหมดจะรวมกันที่ส่วนหัว ซึ่งพัฒนาไปเป็นสมอง และมีส่วนที่ต่อจากสมองทอดยาว ตามลำตัวทางด้านหลังเรียกว่า ไขสันหลัง

 






ภาพที่ 1.7 ก: ตำแหน่งสมองและไขสันหลัง (มองทางด้านข้าง)
                         ข:ไขสันหลังและ เส้นประสาทไขสันหลัง (มองทางด้านหลัง)
ค:โครงสร้างของเซลล์ประสาท             

 


          เซลล์ประสาท (nerve cell ) ประกอบด้วยส่วนสำคัญ 2 ส่วนคือ (ภาพที่ 1.7 ค)

1.ตัวเซลล์ (cell body) มีลักษณะค่อนข้างกลมเป็นส่วนของไซโทพลาสซึมและนิวเคลียส มีเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ 4-25 ไมโครเมตร ภายในมีส่วนประกอบที่สำคัญคือ ไมโตคอนเดรีย
เอนโดพลาสมิกเรติคูลัม และกอลจิคอมเพล็กซ์ จำนวนมาก

2. ใยประสาท ( nerve fiber) เป็นส่วนของเซลล์ที่ยื่นออกจากตัวเซลล์ มี 2 ลักษณะคือ
     2.1 เดนไดรต์ (dendrite) เป็นส่วนของเซลล์ประสาทที่ยื่นออกไป ส่วนใหญ่จะอยู่รอบๆตัวเซลล์ ทำหน้าที่รับกระแสประสาทเข้าสู่ตัวเซลล์ เซลล์ประสาทหนึ่งตัวจะมีเดนไดรต์ (dendrite) ได้หลายแขนง ลักษณะที่สำคัญของ (dendrite) คือมี นิสเซส บอดี้ (Nissl body) ไมโตคอนเดรีย
(mitochondria) และมี นิวโรฟิลาเม้นท์ (neurofilament) รวมกันเป็นมัด กระจายทั่วไป เดนไดรต์ (dendrite)ต่างจากแอกซอนคือ ส่วนมากมักไม่มีปลอกหุ้มและที่ปลายมีส่วนที่ยื่นออกไปเป็นต่อมเล็กๆ เรียกว่าหนาม (spine) ซึ่งเป็นที่สำหรับเชื่อมต่อกับกิ่งแอกซอนหรือเดนไดรต์ (dendrite) อื่นๆที่เรียกว่าบริเวณซิแนปส์ (synapse)

 






ภาพที่ 1.8 ส่วนประกอบของเซลล์ประสาท

 

      2.2 แอกซอน (axon) เป็นใยประสาทที่นำกระแสประสาทออกจากตัวเซลล์ เซลล์ประสาทตัว
หนึ่งจะมีแอกซอนเพียงหนึ่งแอกซอนเท่านั้น โดยเป็นส่วนยื่นของเซลล์ที่ยาวทำหน้าที่นำกระแสประสาท ออกจากตัวเซลล์ ภายในแอกซอน (axon)ไม่มีนิสเซส บอดี้ (Nissl body) และจุดที่แอกซอน (axon) ออกจากตัวเซลล์ประสาทมีลักษณะนูนขึ้นเรียกว่า แอกซอน ฮิลล็อค (axon hillock) ซึ่งเป็นจุดเริ่มต้นของการเกิดกระแสประสาท และต่อเนื่องตลอดความยาวของแอกซอน ปลายแอกซอนจะมีแขนงแตกออกไปมีลักษณะเป็นตุ่มซึ่งจะซิแนปส์ (synapse) กับเซลล์ประสาทตัวอื่น

          เปลือกหุ้มแอกซอนจะมี 3 ชั้นดังนี้

1.ชั้นในสุด เรียกว่า ปลอกหรือเยื่อไมอีลิน ( myelin sheath) จะทำหน้าที่ป้องกันอันตรายและเป็นฉนวนกั้นการถ่ายเทประจุไฟฟ้า ระหว่างข้างนอกกับข้างในแอกซอน นอกจากนี้ยังช่วยให้กระแสประสาทเดินทางได้เร็วขึ้น เนื่องจากมีโนดออฟแรนเวียร์ (node of ranvier) ซึ่งเป็นส่วนของแอกซอนตรงบริเวณรอยต่อระหว่างเซลล์ชวันน์แต่ละเซลล์ที่ไม่มีเยื่อไมอีลินหุ้มอยู่เป็นระยะๆ
โดยช่วงความยาวระหว่างโนดออฟแรนเวียร์ (node of ranvier) เรียกว่า อินเตอร์โนด (internode) ซึ่งจะสั้นหรือยาวขึ้นอยู่กับความยาวของแอกซอน (axon) กระแสประสาทจะเดินทางได้เร็ว เมื่อเส้นใยประสาทนั้นมีเปลือกหุ้ม

2.ชั้นกลาง เรียกว่า เยื่อนิวริเล็มม่า (neurilemma sheath) ชั้นนี้จะมีเซลล์ที่เรียกว่า เซลล์ชวันน์
(Schwann cell) อยู่ โดยจะมีหนึ่งเซลล์ต่อหนึ่ง อินเตอร์โนด (internode) ตลอดความยาวของแอกซอน (axon) และมีไซโทพลาซึม (cytoplasm) ของเซลล์ชวันน์ (schwann cell) เป็นนิวริเล็มม่า (neurilemma)

3.ชั้นนอกสุด เรียกว่า เอ็นโดนิวเรียม (endoneurium) เป็นเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่หุ้มแอกซอน (axon) ไว้ทั้งอัน

 
          แอกซอน (axon) ที่มีปลอกหรือเยื่อไมอีลิน (myelin sheath) หุ้มเรียกว่า ใยประสาทไมอีลินเนท (myelinated nerve fiber)มักจะเป็นเส้นประสาทที่หนาและมีขนาดใหญ่ ส่วนแอกซอน (axon) ที่ไม่มีปลอกหรือเยื่อไมอีลิน ( myelin sheath)หุ้มเรียกว่า ใยประสาทอันไมอีลินเนท (unmyelinated nerve fiber) มักมีขนาดเล็ก โดยปลอกหรือเยื่อไมอีลิน (myelin sheath) ในระบบประสาทรอบนอก จะสร้างโดยเซลล์ชวันน์ (schwann cells) ส่วนเยื่อไมอีลิน ( myelin sheath) ในระบบประสาทส่วนกลางจะสร้างโดยเซลล์โอริโกเดนโดรเกลีย (oligodendroglia)








                     ภาพที่1.9 ก : ภาพการสร้างเยื่อไมอีลิน
                                  ข : ภาพจำลองแสดงเส้นใยประสาทที่มีเยื่อไมอีลินหุ้ม (ตัดตามขวาง)
                                       และภาคตัดขวางของเยื่อไมอีลินติดต่อกับเซลล์ชวันน์
                         ที่มา Smith and Wood.(1996).Cell Biology.หน้า 362

          


อยากรู้ไหมว่า โครงสร้างของเซลล์ประสาทมีผลต่อ          
การทำหน้าที่ในระบบ ประสาทอย่างไร                        
 


ชนิดของเซลล์ประสาท จำแนกตามหน้าที่และรูปร่างดังนี้

1.จำแนกตามหน้าที่มี 3 ชนิด ได้แก่

     1.1 เซลล์ประสาทรับความรู้สึก (sensory neurons)
           • เป็นเซลล์ประสาทนำเข้า (afferent neuron) ซึ่งจะนำกระแสประสาทจากตัวรับ
ความรู้สึก (receptors) ในผิวหนังและอวัยวะรับความรู้สึกไปยังสมองและไขสันหลัง

     1.2 เซลล์ประสาทสั่งการ (motor neurons)
           • เป็นเซลล์ประสาทนำออก (efferent neurons)ที่มีใยประสาทแอกซอนยาวกว่าเดนไดรต์โดยอาจยาวถึง 1 เมตร มี  หน้าที่ส่งกระแสประสาทออกจากไขสันหลังไปยังหน่วยปฏิบัติงาน (effector organs หรือ motor neurons) ได้แก่ กล้ามเนื้อแขนขา ที่อยู่ห่างไกลจากไขสันหลัง

     1.3 เซลล์ประสาทประสานงาน (association neurons หรือ interneurons)
           • เป็นเซลล์ประสาทที่อยู่ในสมองและไขสันหลัง มีหน้าที่เชื่อมต่อระหว่างเซลล์
ประสาทรับความรู้สึกและประสาทสั่งการ ใยประสาทประเภทนี้จะสั้นอาจมีความยาวเพียง 4-5 ไมโครเมตร

2. จำแนกตามรูปร่างโดยอาศัยจำนวนของส่วนที่ยื่นออกจากเซลล์เป็นหลักมี 3 ประเภท ได้แก่

     2.1 เซลล์ประสาทขั้วเดียว (unipolar neuron หรือ pseudounipolar neuron)
           * ส่วนใหญ่เป็นเซลล์ประสาทรับความรู้สึก(sensory neuron)ที่มีส่วนที่ยื่นแยกจากตัวเซลล์เพียง 1 เส้น แล้วแยกออกเป็นแขนงกลาง (central branch) ทำหน้าที่เป็นแอกซอน และส่วนที่เป็นแขนงปลาย(peripheral branch) ทำหน้าที่เป็นเดนไดรต์ (dendrite) พบได้ที่ปมประสาทด้านหลังของไขสันหลัง (dorsal root ganglion) ปมประสาทของประสาทสมองคู่ที่ 5 (trigeminal ganglion )

     2.2 เซลล์ประสาทสองขั้ว (bipolar neuron )
           * ส่วนใหญ่เป็นเซลล์ประสาทรับความรู้สึก(sensory neuron) ที่มีส่วนที่ยื่นแยกจาก
ตัวเซลล์ 2 ข้างคือมี 1 เดนไดรต์ (dendrite) และ 1 แอกซอน (axon) พบได้ที่เซลล์ประสาท
บริเวณเรตินาในดวงตา เซลล์รับกลิ่นในจมูกและเซลล์ของหูชั้นใน

     2.3 เซลล์ประสาทหลายขั้ว (multipolar neuron )
           * เป็นเซลล์ประสาทส่วนใหญ่ของร่างกาย มีเดนไดรต์แยกออกจากตัวเซลล์หลายอัน
แต่มีแอกซอนเพียงอันเดียว พบได้ที่ เซลล์ประสาทสั่งการของสมองและไขสันหลัง
(motor neuron) และเซลล์เปอร์คินเจ (Purkinje cell) ในซีรีเบลลัม ส่วนใหญ่เป็นเซลล์ประสาทสั่งการและเซลล์ประสาทประสานงาน (motor and association neuron)




                                                ภาพที่1.10 รูปร่างเซลล์ประสาท

                                                ก. เซลล์ประสาทขั้วเดียว
                                                ข. เซลล์ประสาทสองขั้ว
                                                ค. เซลล์ประสาทหลายขั้ว


          นอกจากนี้ในการทำงานของเซลล์ประสาทยังต้องอาศัยเซลล์ค้ำจุน(supporting cell)ที่มี
หน้าที่แตกต่างกันดังนี้
 

1.นิวโรเกลีย (neuroglia) มี 4 ชนิดได้แก่

      1.1 แอสโตรเกลียหรือแอสโตรไซด์ (astroglia or astrocytes)
          - เซลล์พวกนี้มีรูปร่างคล้ายดาวทำหน้าที่ควบคุมการซึมผ่านเข้าออกของสารเคมีต่างๆ
จากเส้นเลือดสู่เนื้อเยื่อประสาท (blood–brain barrier)

      1.2 โอลิโกเดนโดรเกลีย (oligodendroglia)
          - เป็นเซลล์ขนาดเล็กทำหน้าที่สร้างเยื่อไมอีลินในระบบประสาทส่วนกลาง

      1.3 ไมโครเกลีย (microglia)
          - ทำหน้าที่เก็บกินสิ่งแปลกปลอมหรือเซลล์ที่ตายแล้ว

      1.4 เซลล์อีเพนไดมอล (ependymal cells)
          - เป็นเซลล์ที่คาดที่ผนังของช่องว่างในสมอง ทำหน้าที่เกี่ยวกับการสร้างและดูดซึม
น้ำไขสันหลัง

2.เซลล์ชวันน์ (Schwann cell)
    - ทำหน้าที่สร้างปลอกหุ้มเยื่อไมอีลินในระบบประสาทรอบนอก(ระบบประสาทส่วนปลาย)

3.เซลล์เซทแทลไลท์ (satellite cell)
    - เป็นเซลล์ที่อยู่รอบๆเซลล์ประสาทในปมประสาทของระบบประสาทรอบนอก
          อย่างไรก็ตามเซลล์ประสาทมิได้อยู่เดี่ยวๆ แต่จะสานต่อกันเป็นเครือข่าย ส่วนปลาย
แอกซอนของเซลล์ประสาทอาจแตกออกเป็นกิ่งก้านหลายอัน แล้วไปอยู่ชิดกับตัวเซลล์ประสาท
หรือเดนไดรต์ของเซลล์ประสาทหรือเซลล์กล้ามเนื้อหรือหน่วยปฏิบัติงานเพื่อถ่ายทอด
กระแสประสาท โดยบริเวณที่อยู่ชิดกันนั้นเรียกว่า ซิแนปส์ (synapse)




                            ภาพที่ 1.11 แสดงการซิแนปส์ะระหว่างเซลล์ประสาทรับความรู้สึก
                                              เซลล์ประสาทประสานงานและเซลล์ประสาทสั่งการ

  




 



การถ่ายทอดกระแสประสาททำได้อย่างไร