แอ็กโซพลาสม์คือไซโตพลาสม์ภายในแอ็กซอนของเซลล์ประสาทสำหรับเซลล์ประสาทบางชนิด แอ็กโซพลาสม์อาจมีมากกว่า 99% ของไซโตพลาสม์ทั้งหมด^{[ 1 ]}

แอ็กโซพลาสม์มีองค์ประกอบของออร์แกเนลล์และสารอื่นๆ ที่แตกต่างจากที่พบในตัวเซลล์ (โซมา) หรือเดนไดรต์ของเซลล์ประสาทในกระบวนการขนส่งแอ็กซอน (หรือที่เรียกว่าการขนส่งแอ็กโซพลาสมิก) สารต่างๆ จะถูกลำเลียงผ่านแอ็กโซพลาสม์ไปยังหรือจากโซมา

แอ็กโซพลาสม์ประกอบด้วยออร์แกเนลล์และองค์ประกอบโครงร่างเซลล์ต่างๆ แอ็กโซพลาสม์มีไมโทคอนเดรียที่ ยาว ไมโครฟิลาเมนต์และไมโครทูบูลใน ปริมาณมาก ^{[ 2 ]}แอ็กโซพลาสม์ขาดกลไกของเซลล์ส่วนใหญ่ ( ไรโบโซมและนิวเคลียส ) ที่จำเป็นในการถอดรหัสและแปลโปรตีน ที่ซับซ้อน ส่งผลให้เอนไซม์และโปรตีนขนาดใหญ่ส่วนใหญ่ถูกขนส่งจากโซมาผ่านแอ็กโซพลาสม์ การขนส่งแอ็กซอนเกิดขึ้นได้ทั้งแบบเร็วและแบบช้า การขนส่งแบบเร็วเกี่ยวข้องกับการเคลื่อนย้ายเนื้อหาในถุง (เช่น ออร์แกเนลล์) ไปตามไมโครทูบูลโดยโปรตีนมอเตอร์ในอัตรา 50–400 มม. ต่อวัน^{[ 3 ]}การขนส่งแอ็กโซพลาสม์แบบช้าเกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ของโปรตีนที่ละลายได้ในไซโตโซลและองค์ประกอบโครงร่างเซลล์ในอัตราที่ช้ากว่ามาก คือ 0.02-0.1 มม./วัน กลไกที่แน่นอนของการขนส่งแอกซอนแบบช้ายังคงไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด แต่การศึกษาล่าสุดได้เสนอว่าอาจทำงานโดยการเชื่อมโยงชั่วคราวกับเวสิเคิล การขนส่งแอก ซอน แบบเร็ว ^{[ 4 ]}แม้ว่าการขนส่งแอกซอนจะมีหน้าที่รับผิดชอบต่อออร์แกเนลล์และโปรตีนเชิงซ้อนส่วนใหญ่ที่มีอยู่ในแอกโซพลาสม์ แต่การศึกษาล่าสุดได้แสดงให้เห็นว่าการแปลบางส่วนเกิดขึ้นในแอกโซพลาสม์ การแปลในแอกโซพลาสม์นี้เป็นไปได้เนื่องจากการมีอยู่ของmRNA ที่เงียบในการแปล และโปรตีน เชิงซ้อน ไร โบนิวเคลียร์ที่อยู่เฉพาะที่ ^{[ 5 ]}

แอ็กโซพลาสม์ประกอบด้วยทั้ง mRNA และไรโบนิวเคลียร์โปรตีนที่จำเป็นสำหรับการสังเคราะห์โปรตีนของแอกซอน การสังเคราะห์โปรตีนของแอกซอนได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นส่วนสำคัญทั้งในการฟื้นฟูระบบประสาทและการตอบสนองเฉพาะที่ต่อความเสียหายของแอกซอน^{[ 5 ]}เมื่อแอกซอนได้รับความเสียหาย ทั้งการแปลแอกซอนและการขนส่งแอกซอนแบบย้อนกลับจำเป็นต่อการส่งสัญญาณไปยังโซมาว่าเซลล์ได้รับความเสียหาย^{[ 5 ]}

แอ็กโซพลาสม์ไม่ได้เป็นเป้าหมายหลักของการวิจัยทางประสาทวิทยาจนกระทั่งหลังจากเรียนรู้หน้าที่และคุณสมบัติของแอ็กซอนยักษ์ของปลาหมึก มาหลายปี แอ็กซอนโดยทั่วไปนั้นศึกษาได้ยากมากเนื่องจากโครงสร้างที่แคบและอยู่ใกล้กับเซลล์เกลีย [ ^{6 ] เพื่อ}แก้ปัญหานี้ แอ็กซอนของปลาหมึกจึงถูกนำมาใช้เป็นแบบจำลองสัตว์ เนื่องจากแอ็กซอนมีขนาดค่อนข้างใหญ่เมื่อเทียบกับมนุษย์หรือสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมชนิดอื่น^{[ 7 ]}แอ็กซอนเหล่านี้ส่วนใหญ่ถูกศึกษาเพื่อทำความเข้าใจศักยภาพการกระทำ และในไม่ช้าก็เข้าใจว่าแอ็กโซพลาสม์มีความสำคัญต่อศักยภาพของเยื่อหุ้มเซลล์^{[ 8 ]}ในตอนแรกแอ็กโซพลาสม์ถูกคิดว่าคล้ายกับไซโตพลาสม์มาก แต่แอ็กโซพลาสม์มีบทบาทสำคัญในการถ่ายโอนสารอาหารและศักยภาพทางไฟฟ้าที่สร้างขึ้นโดยเซลล์ประสาท^{[ 9 ]}

ในความเป็นจริง การแยกแอกซอนออกจาก ไมอีลินที่ล้อมรอบนั้นค่อนข้างยาก^{[ 10 ]}ดังนั้นแอกซอนยักษ์ของปลาหมึกจึงเป็นจุดสนใจของการศึกษามากมายที่เกี่ยวข้องกับแอกโซพลาสม์ เมื่อความรู้ที่ได้จากการศึกษาการส่งสัญญาณที่เกิดขึ้นในเซลล์ประสาทเพิ่มมากขึ้น การถ่ายโอนสารอาหารและวัสดุต่างๆ จึงกลายเป็นหัวข้อสำคัญในการวิจัย กลไกสำหรับการแพร่กระจายและศักยภาพทางไฟฟ้าที่ยั่งยืนได้รับผลกระทบจากระบบการขนส่งแอกซอนที่รวดเร็ว ระบบขนส่งแอกซอนที่รวดเร็วใช้แอกโซพลาสม์ในการเคลื่อนที่ และมีโมเลกุลที่ไม่นำไฟฟ้าจำนวนมากที่เปลี่ยนแปลงอัตราของศักยภาพทางไฟฟ้าเหล่านี้ทั่วแอกซอน^{[ 11 ]}แต่อิทธิพลตรงกันข้ามจะไม่เกิดขึ้น ระบบขนส่งแอกซอนที่รวดเร็วสามารถทำงานได้โดยไม่ต้องมีแอกโซเลมมา ซึ่งหมายความว่าศักยภาพทางไฟฟ้าไม่มีอิทธิพลต่อการขนส่งวัสดุผ่านแอกซอน^{[ 12 ]}ความเข้าใจเกี่ยวกับความสัมพันธ์ของแอกโซพลาสม์เกี่ยวกับการขนส่งและศักยภาพทางไฟฟ้านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อความเข้าใจเกี่ยวกับการทำงานโดยรวมของสมอง

ด้วยความรู้นี้ แอ็กโซพลาสม์จึงกลายเป็นแบบจำลองสำหรับการศึกษาการส่งสัญญาณและการทำงานของเซลล์ที่หลากหลายสำหรับการวิจัยโรคทางระบบประสาท เช่น โรคอัลไซเมอร์ [ ^{13 ]}และโรคฮันติงตัน [ ^{14 ] การ}ขนส่งแอ็กซอนอย่างรวดเร็วเป็นกลไกสำคัญเมื่อตรวจสอบโรคเหล่านี้และพิจารณาว่าการขาดวัสดุและสารอาหารสามารถส่งผลต่อความก้าวหน้าของความผิดปกติทางระบบประสาทได้ ^{อย่างไร}