Axon transport

Axontransport är rörelsen av olika biologiskt material längs axonet i en nervcell.

De axonala processerna hos neuroner är ansvariga för överföringen av aktionspotentialen från nervkroppen till synapsen . Axonet är också en väg längs vilken de nödvändiga biologiska materialen transporteras mellan nervcellens kropp och synapsen, vilket är nödvändigt för nervcellens funktion. Membranorganeller ( mitokondrier ), olika vesiklar , signalmolekyler, tillväxtfaktorer, proteinkomplex, cytoskelettkomponenter och till och med Na + - och K + -kanaler transporteras längs axonet från syntesområdet i neuronkroppen. Slutpunkterna för denna transport är vissa områden av axonet och synaptisk plack. I sin tur transporteras neurotrofiska signaler från synapsen till cellkroppen. Detta fungerar som en återkoppling som rapporterar tillståndet för målets innervering.

Längden på axonet i det mänskliga perifera nervsystemet kan överstiga 1 m och kan vara längre hos stora djur. Tjockleken på en stor mänsklig motorneuron är 15 mikron, vilket med en längd på 1 m ger en volym på ~ 0,2 mm³, vilket är nästan 10 000 gånger volymen av en levercell. Detta gör neuroner beroende av effektiv och koordinerad fysisk transport av ämnen och organeller längs axonerna.

Längden och diametrarna på axoner, såväl som mängden material som transporteras längs dem, indikerar säkerligen möjligheten för fel och fel i transportsystemet. Många neurodegenerativa sjukdomar är direkt relaterade till störningar i detta systems funktion.

Viktiga funktioner i axontransportsystemet

Förenklat kan axontransport representeras som ett system som består av flera element. Det inkluderar last, motorproteiner som utför transport, cytoskelettfilament eller "skenor" längs vilka "motorerna" kan röra sig. Det behövs också länkproteiner som kopplar motorproteiner till sin last eller andra cellulära strukturer, och hjälpmolekyler som startar och reglerar transport.

Klassificering av axontransport

Cytoskelettproteiner levereras från cellkroppen och rör sig längs axonet med en hastighet av 1 till 5 mm per dag. Detta är en långsam axontransport (transport liknande den finns också i dendriter ). Många enzymer och andra proteiner i cytosolen bärs också av denna typ av transport.

Icke-cytosoliska material som behövs vid synapsen, såsom utsöndrade proteiner och membranbundna molekyler, rör sig längs axonet i mycket snabbare takt. Dessa ämnen transporteras från sin syntesplats, det endoplasmatiska retikulumet, till Golgi-apparaten , som ofta är belägen vid basen av axonet. Sedan transporteras dessa molekyler, packade i membranvesiklar, längs mikrotubulusskenorna genom snabb axonal transport med en hastighet på upp till 400 mm per dag. Sålunda transporteras mitokondrier, olika proteiner, inklusive neuropeptider (neurotransmittorer av peptidnatur), icke-peptid neurotransmittorer längs axonet.

Transporten av material från nervkroppen till synapsen kallas anterograd , och i motsatt riktning - retrograd .

Transport längs axonet över långa avstånd sker med deltagande av mikrotubuli . Mikrotubuli i axonet har sin inneboende polaritet och är orienterade med en snabbt växande (plus-) ände till synapsen och en långsamväxande (minus-) ände till neuronkroppen. Axontransportmotorproteiner tillhör superfamiljerna kinesin och dynein.

Kinesiner är i första hand plusterminala motorproteiner som transporterar last såsom synaptiska vesikelprekursorer och membranorganeller. Denna transport går mot synapsen (anterograd). Cytoplasmatiska dyneiner är minusterminala motorproteiner som transporterar neurotrofa signaler, endosomer och annan last retrograd till neuronkroppen. Retrograd transport är inte exklusiv för dyneiner: flera kinesiner som rör sig i en retrograd riktning har hittats.

Se även

Litteratur

  1. Duncan JE, Goldstein LS Genetiken för axonal transport och axonal transportstörningar. // PLoS Genet. 2006 sep 29;2(9):e124. PLoS Genetic  (ej tillgänglig länk) , PMID 17009871 .