Свойства, типы и строение нейронов

Нейрон — википедия

Функции нейрона

Несмотря на относительно не сложное строение, нейрон обладает множеством функций, главные из которых следующие:

  • восприятие раздражения;
  • обработка стимула;
  • передача импульса;
  • формирование ответной реакции.

Функционально нейроны подразделяются на три группы:

Афферентные (чувствительные или сенсорные). Нейроны этой группы воспринимают, перерабатывают и отправляют электрические импульсы к центральной нервной системе. Такие клетки анатомически располагаются вне ЦНС, а в спинномозговых нейронных скоплениях (ганглиях), или таких же скоплениях черепно-мозговых нервов.

Посредники (также эти нейроны, не выходящие за пределы спинного и головного мозга, называются вставочными). Предназначение этих клеток заключается в обеспечении контакта между нейроцитами. Они расположены во всех слоях нервной системы.

Эфферентные (двигательные, моторные). Данная категория нервных клеток отвечает за передачу химических импульсов к иннервируемым органам-исполнителям, обеспечивая их работоспособность и задавая их функциональное состояние.

Кроме этого в нервной системе функционально выделяют еще одну группу – тормозящие (отвечают за торможения возбуждения клеток) нервы. Такие клетки противодействуют распространению электрического потенциала.

Функции нейронов

Без нейронов невозможна работа организма человека. Мы увидели, что эти наноклетки отвечают буквально за каждое наше движение, любой поступок. Выполняемые ими функции до настоящего времени в полной мере не изучены и не определены.

Существует несколько классификаций функций нейронов. Мы остановимся на общепринятой в научном мире.

Функция распространения информации

Данная функция:

  • является основной;
  • изучена лучше остальных.

Суть ее в том, что нейронами обрабатываются и переносятся в головной мозг все импульсы, которые поступают из окружающего мира или собственного тела. Далее происходит их обработка, подобно тому, как работает поисковик в браузере.

По результатам сканирования сведений из вне, головной мозг в форме обратной связи передает обработанную информацию к органам чувств или мышцам.

Мы не подозреваем, что в нашем теле происходит ежесекундная доставка и переработка информации, не только в голове и на уровне периферической нервной системы.

До настоящего времени создать искусственный интеллект, который бы приблизился к работе нейронных сетей человека, не удалось. У каждого из 85 миллиардов нейронов имеется, как минимум, 10 тысяч обусловленных опытом связей, и все они работают на передачу и обработку информации.

Функция аккумуляции знаний (сохранения опыта)

Человек обладает памятью, возможностью понимать суть вещей, явлений и действий, которые он единожды или многократно повторял. За формирование памяти отвечают именно нейронные клетки, точнее нейротрансмиттеры, связующие звенья между соседними нейронами.

Таким образом, за память отвечает не какая-то отдельная часть мозга, а маленькие белковые мостики между клетками. Человек может потерять память, когда произошло крушение этих нервных связей.

Функция интеграции

Данная функция позволяет взаимодействовать между собой отдельным долям головного мозга. Как мы уже сказали, сигналы от разных органов чувств поступают в разные отделы мозга.

Нейроны посредством «вспышек» активности передают и принимают импульсы в разных частях мозга. Так происходит процесс появления мыслей, эмоций и чувств. Чем больше таких разноплановых связей, тем эффективнее человек мыслит. Если человек способен к размышлениям и аналитике в определенном направлении, то он будет хорошо соображать и в другом вопросе.

Функция производства белков

Нейроны – настолько полезные клетки, что не ограничиваются только передаточными функциями. Нервные клетки вырабатывают необходимые для жизни человека белки. Опять же ключевую роль в производстве белков имеют нейротрансмиттеры, которые отвечают за память.

Всего в невронах индуцируется порядка 80 белков, вот основные из них, влияющие на самочувствие человека:

  • Серотонин – вещество, вызывающее радость и удовольствие.
  • Допамин – ведущий источник бодрости и счастья для человека. Активизирует физическую активность, помогает проснуться, переизбыток может привести к состоянию эйфории.
  • Норадреналин – это «плохой» гормон, вызывающий приступы ярости и гнева. Наряду с кортизолом его называют гормоном стресса.
  • Глутамат – вещество, отвечающие за хранение памяти.
От редакции :  Особенности и лечение невроза у детей

Прекращение выработки белков или их выпуск в недостаточном количестве способны привести к тяжелым заболеваниям.

Нейроглия (глия): общие сведения

Помимо
нейронов нервная ткань
содержит клетки еще одного типа
— клетки глии,  глиальные
клетки, или глия (от греч.
«глия» — клей). Они выполняют опорную и защитную функции
, а также участвуют в
нейронофагии. По численности их 
в 10 раз больше, чем нейронов
(10 в 13-ой и 10 в 12-ой степени,
соответственно) и они занимают половину объема
центральной нервной системы (ЦНС). Глиальные клетки окружают нервные
клетки и играют вспомогательную роль Глиальные клетки более многочисленные,
чем нейроны: составляют по крайней мере половину объема ЦНС ( рис. 1-18 ).

Существует
несколько типов
глии. Так одни
глиальные клетки участвуют в поддержании
состава межклеточной среды вокруг нейронов
, другие образуют миелиновую оболочку
вокруг аксонов ,
благодаря которой увеличивается скорость
проведения потенциалов действия. Следовательно, не принимая прямого
участия в
краткосрочных коммуникативных процессах в
нервной системе, клетки нейроглии
способствуют осуществлению этой функции
нейронами.

Таким образом, глия не только выполняет опорные функции, но
и обеспечивает многообразные метаболические процессы в нервной ткани,
а также способствует восстановлению нервной ткани после травм и инфекций.

Между нейронами
и глиальными клетками существуют сообщающиеся между собой щели размером
15-20 нм, так называемое
интерстициальное пространство , занимающее 12-14% общего объема
мозга.

Глиальные клетки невозбудимы: 
во время деполяризации глиальных клеток
проводимость их мембран не повышается.

Клетки
нейроглии делятся на несколько типов. Клетки
эпендимы выстилают желудочки головного
мозга и спинномозговой канал
и образуют эпителиальный слой в сосудистом
сплетении . Они соединяют желудочки с нижележащими тканями.

Клетки макроглии делятся на две
категории —
астроциты и олигодендроциты .

Протоплазматические астроциты
локализованы в сером веществе; от
тела клетки, содержащей овальное ядро и большое количество гликогена , отходят сильно
разветвленные короткие и толстые отростки.

Фибриллярные астроциты локализованы
в белом веществе . Ядро у них также овальное, и
тело клетки содержит много гликогена
, но отростки длинные и менее разветвленные, некоторые ветви буквально
упираются в стенки кровеносных сосудов. Эти клетки переносят питательные
вещества из крови в нейроны.

Астроциты двух типов взаимосвязаны и образуют обширное трехмерное
пространство, в которое погружены нейроны. Они часто делятся, образуя в
случае повреждений центральной нервной ситемы рубцовую ткань.

Олигодендроциты локализованы в сером и
белом веществе. Они мельче астроцитов и содержат одно сферическое ядро. От
тела клетки отходит небольшое число тонких веточек, а само оно содержит
цитоплазму с большим количеством рибосом. Шванновские клетки — это
специализированные олигодендроциты, синтезирующие миелиновую оболочку миелинизированных волокон .

Клетки микроглии локализованы и в
сером, и в белом веществе, но в сером веществе их больше. От каждого конца
маленького продолговатого тела клетки, содержащей лизосомы и хорошо развитый аппарат Гольджи , отходит по толстому
отростку. От всех его ветвей отходят более мелкие боковые веточки. При
повреждении мозга эти клетки превращаются в фагоциты и, перемещаясь при помощи
амебоидного движения, противостоят вторжению чужеродных частиц.

Глия является системой трофического обеспечения
нервной системы
, а также принимает активное участие в специфическом функционировании
нервной ткани: в норме тормозит гиперактивность
нейронов
, способствует активному поглощению из
синаптической щели
и утилизации медиаторов и других агентов, участвующих в повреждении
нейронов. В условиях ишемии микроглиальные клетки индуцируют синтез не
только нейротоксичных веществ, но и сигнальных молекул, клеточных
регуляторов, трофических факторов, способствующих выживаемости нейронов и
уменьшающих процессы постишемического рубцевания

От редакции :  Турецкое седло головного мозга

Микроглия — единственный иммунокомпетентный компартмент в
центральной нервной системе
 

В ЦНС к
нейроглии относятся астроциты
и олигодендроциты, а в
периферической
нервной системе — шванновские
клетки и клетки-сателлиты

Клетки микроглии
и эпендимы
считаются центральными глиальными
клетками  (
рис. 32.7 , рис. 32.10
).

Законы реагирования возбудимых тканей на раздражение

Характер реагирования возбудимых тканей на действие раздражителей в классической физиологии принято описывать законами раздражения.

Закон силы раздражения утверждает, что при увеличении силы надпорогового раздражителя до определенного предела возрастает и величина ответной реакции. Этот закон применим для ответной реакции сокращения целостной скелетной мышцы и суммарной электрической ответной реакции нервных стволов, включающих множество волокон, обладающих разной возбудимостью. Так, сила сокращения мышцы возрастает при увеличении силы воздействующего на нее раздражителя.

Для тех же возбудимых структур применимы закон длительности раздражения и закон градиента раздражения. Закон длительности раздражения утверждает, что чем больше продолжительность надпорогового раздражения, тем больше величина ответной реакции. Естественно, что возрастание ответа идет только до определенного предела. Закон градиента раздражения — чем больше градиент нарастания силы раздражителя во времени, тем больше (до определенного предела) величина ответной реакции.

Закон все или ничего утверждает, что при действии подпороговых раздражителей возбуждение не возникает, а при действии порогового и надпороговых раздражителей величина ответной реакции, обусловленной возбуждением, остается постоянной. Следовательно, уже на пороговый раздражитель, возбудимая структура отвечает максимально возможной для данного функционального состояния реакцией. Этому закону подчиняются одиночное нервное волокно, на мембране которого в ответ на действие порогового и надпорогового раздражителей генерируется потенциал действия одинаковых амплитуды и длительности. Закону «все или ничего» подчиняется реакция одиночного волокна скелетной мышцы, которое отвечает одинаковыми по амплитуде и продолжительности потенциалами действия и одинаковой силой сокращения как на пороговый, гак и на разные по силе надпороговые раздражители. Этому закону подчиняется также характер сокращения целостной мышцы желудочков сердца и предсердий.

Закон полярного действия электрического тока (Пфлюгера) постулирует, что при действии на возбудимые клетки постоянного электрического тока в момент замыкания цепи возбуждение возникает в месте приложения катода, а при размыкании — в месте контакта с анодом. Само по себе длительное действие постоянного тока на возбудимые клетки и ткани не вызывает в них возбуждения. Невозможность инициирования возбуждения таким током можно рассматривать как следствие их аккомодации к неизменяющемуся во времени раздражителю с нулевой крутизной нарастания. Однако поскольку цитоплазматические мембраны клеток поляризованы и на их внутренней поверхности имеется избыток отрицательных зарядов, а на внешней — положительных, то в области приложения к ткани анода (положительно заряженного электрода) под действием электрического поля часть положительных зарядов, представленных катионами К+ будет перемещаться внутрь клетки и их концентрация на внешней поверхности станет меньше. Это приведет к понижению возбудимости клеток и участка ткани под анодом. Обратные явления будут наблюдаться под катодом.

Воздействие на живые ткани электрическим током и регистрация биоэлектрических токов часто используются в медицинской практике для диагностики и лечения и особенно при проведении экспериментальных физиологических исследований. Это вызвано тем, что величины биотоков отражают функциональное состояние тканей. Электрический ток обладает лечебным действием, легко дозируем по величине и времени воздействия, и его эффекты могут наблюдаться при силах воздействия, близких к естественным величинам биотоков в организме.

От редакции :  Что собой представляет шкала депрессии Бека

Медицина

Физиология

Развитие и рост нейронов

Современные ученые до сих пор дискутируют на тему деления нервных клеток, т.к. единого мнения по этому вопросу в сфере анатомии на данный момент нет. Многие специалисты в этой области уделяют больше внимания свойствам, а не строению нейронов, что является более важным и актуальным вопросом для современной науки.

Наиболее распространенная версия – развитие нейрона происходит из клетки, деление которой прекращается еще до момента выпуска отростков. Сначала развивается аксон, после чего дендриты.

Зависимо от основного функционала, места расположения и степени активности, нервные клетки развиваются по-разному. Их размеры существенно варьируются в зависимости от места расположения и выполняемых функций.

Строение

Общее строение нейрона выглядит следующим образом: есть тело (сома), в котором содержатся ядро и другие органоиды, и отростки – аксон и дендриты:

  • Аксон присутствует всего один – это отросток, по которому нервный импульс идет от данной клетки к другим. Другими словами, аксон – канал выхода сигнала.
  • Дендриты, соответственно, – каналы входа сигналов, и их может быть как очень много, так и совсем мало. Количество дендритов зависит от типа нейрона, и об этом мы поговорим позже.

Аксоны и дендриты

Аксоны – отростки, которые могут достигать в длину более метра. Чтобы сигнал не “рассеивался” по пути от одной клетки к другой, большинство аксонов в теле покрыты миелиновой оболочкой, состоящей из клеток нейроглии (общее обозначение вспомогательных клеток нервной ткани). Оболочка обеспечивает изоляцию одного аксона от других и не позволяет электрическому импульсу рассеяться. Благодаря миелиновой оболочке, проведение импульса по аксону осуществляется быстрее. Дендриты более короткие и не покрыты миелином.

Эндоплазматическая сеть (ЭПС) и комплекс Гольджи

Наиболее важными органоидами, помимо ядра, являются шероховатая ЭПС, имеющая рибосомы и осуществляющая синтез белков, и аппарат Гольджи, синтезирующий различные органические вещества и “упаковывающий” их в мембранные пузырьки. Почему эти системы так важны для функциональной деятельности нейрона – будет понятно далее.

8 Потенциал действия, его фазы, их происхождение.

Потенциал действия — это быстрое колебание мембранного потенциала возникающее при возбуждении мембраны.

Фазы: 1) медленная деполяризация (так же локальный ответ) — возникает вследствие увеличение проницаемости мембраны для ионов натрия. Под пороговый стимул недостаточен, чтобы вызвать быструю деполяризацию сразу. Длительность фазы зависит от силы раздражителя.

2) быстрая деполяризация — характеризуется быстрым уменьшением мембранного потенциала и даже перезарядкой мембраны (овершут): внутренняя ее часть на некоторое время становится заряженной положительно, а внешняя отрицательно. Это происходит вследствие лавинообразно по ступающего натрия внутрь клетки. В отличие от локального ответа скорость и величина деполяризации не зависит от силы раздражителя. Продолжительность фазы деполяризации в нервном волокне лягушки составляет около 0.2 — 0.5 мс.

3) реполяризация (продолжительность 0.5-0.8 мс) — мембранный потенциал постепенно восстанавливается и достигает 75 — 85% потенциала покоя. 

2 и 3 фазы называются пиком потенциала действия.

4) следовая деполяризация — является продолжением фазы реполяризации и характеризуется более медленным (по сравнению с фазой реполяризации) восстановлением потенциала покоя 

5) следовая гиперполяризация — представляет собой временное увеличение мембранного потенциала выше исходного уровня. 

4 и 5 фазу называют следовыми явлениями

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: