Что такое сома нейрона
Нервная ткань
Нервная система состоит из специфической возбудимой ткани – нервной ткани.
В состав нервной ткани входят высокоспециализированные нервные клетки, названные нейронами и клетки нейроглии.
Анатомо-функциональная характеристика нейрона
НС в среднем содержит сто миллиардов нейронов, объединенных в невероятно сложную сеть.
НЕЙРОН (неврон, нейроцит) – это структурно-функциональная единица НС; это специализированные клетки, способные принимать, обрабатывать, кодировать, передавать и хранить информацию, реагировать на раздражение, устанавливать контакты с другими нейронами и клетками органов.
Нервные клетки соединяются между собой, образуя нейронные сети.
Человек рождается с окончательным количеством нейронов, не способных к дальнейшему делению при обычных условиях. В течение постнатального онтогенеза количество нейронов только уменьшается в силу гибели клеток. Гибель клеток осуществляется путем аппоптоза и некроза.
АППОПТОЗ – это естественная, генетически запрограммированная гибель клетки.
НЕКРОЗ – это преждевременная, случайная гибель клетки, вызванная стрессом, переутомлением, отравлением и т. п.
Нейрон состоит из тела (сомы) и отростков: дендритов и аксонов.
Сома нейрона в различных отделах НС имеет разную величину (диаметр колеблется от 4 до 130 мкм) и форму (округлую, уплощенную, многоугольную, овальную).
Тело покрыто сложно устроенной специализированной, многослойной мембраной, цитоплазмой и органеллами.
Органеллы сомы неспецифические, свойственные любой другой клетке – рибосомы, лизосомы, аппарат Гольджи, митохондрии, ядро и др.
Специфические, свойственные только нервной клетке: тигроид и нейрофибриллы.
ТИГРОИД – это биологическая структура, образованная рибосомами и эндоплазматической сетью аппарата Гольджи.
Тигроид содержит РНК и участвует в синтезе специфического белка. Он находится в соме и дендритах нейрона в виде зернистости. Длительное раздражение нейрона (например, кислородное голодание, отравление, стресс и т. д.) приводит к исчезновению тигроида и прекращению синтеза специфического белка.
Нейрофибриллы представляют собой тончайшее волоконце, пересекающее тело клетки во всех направлениях и продолжающееся в отростке. Нейрофибрилл состоит из нейрофиламентов и микротрубочек. Функция нейрофибрилла – хранение и передача информации в нейроне.
Сома в нейроне выполняет следующие функции:
трофическую (питательную) обеспечивает рост дендритов и аксона формирует и распространяет электрический потенциал к аксонному холмику
ДЕНДРИТЫ (dendro – дерево, ветвь) – короткие, сильно ветвящиеся отростки, длина их может достигать 300 мкм, диаметр – 5 мкм. Количество дендритов в аксоне может достигать тысячи. Дендриты – основная воспринимающая часть нейрона.
Функция дендритов – восприятие и передача информации к телу нейрона через специализированные контакты – шипики.
Чем сложнее функция структуры НС, чем больше различных сенсорных систем посылают информацию к данной структуре, тем больше шипиков на дендритах (на пирамидальных нейронах двигательной коры их несколько тысяч).
Место нейрона, от которого начинается аксон называется аксонным холмиком. Оно имеет огромное функциональное значение – здесь генерируется потенциал действия – специфический электрический ответ возбудившейся нервной клетки. В цитоплазме аксона отсутствует эндоплазматический ретикулум аппарат Гольджи. Нейрофиламенты и микротрубочки располагаются вдоль аксона и обеспечивают транспорт белков и других веществ. Функция аксона – передача нервного импульса к аксонным терминалиям. В месте отхождения коллатерали импульс «дублируется» и распространяется как по основному ходу аксону, так и коллатералям. Таким образом, в нейроне нервные импульсы по дендритам проходят к соме клетки, в аксонном холмике происходит генерация потенциала действия, который по аксону достигает аксонных терминалий, а с них переходит на другой нейрон или рабочий орган.
КЛАССИФИКАЦИЯ НЕРНЫХ КЛЕТОК
I Морфологическая классификация (по количеству отростков в нейроне)
униполярные – это нейроны, от сомы которых отходит только один отросток – аксон. Эти нейроны встречаются у низших животных. биполярные – это нейроны, от сомы которых отходит два отростка, от противоположных полюсов сомы: аксон и дендрит. У человека эти нейроны встречаются в периферических отделах зрительной, слуховой и обонятельной сенсорных систем. псевдоуниполярные – это нейроны, от сомы которых отходит один отросток, в последствие т-образно делящийся на два: аксон и дендрит. Эти нейроны локализуются в периферических и проводниковых отделах болевой, температурной, тактильной, проприорецептивной чувствительности. мультиполярные – это нейроны, от сомы которых отходят два и более дендрита и один аксон. Это самые многочисленные клетки ЦНС человека. Исходя из особенностей формы этих клеток, их делят на веретенообразные, корзинчатые, пирамидные, звездчатые, грушевидные и т. д.
а — псевдоуниполярный нейрон; б — биполярный нейрон; в — мотонейрон спинного мозга; г — пирамидный нейрон коры больших полушарий; д — клетка Пуркинье мозжечка; 1 — дендрит; 2 — тело нейрона; 3 — аксон; 4 — коллатераль аксона
Только в коре головного мозга насчитывается до 60 вариантов форм нейронов.
Сведения о форме нейронов, их местоположении и направлении отростков очень важны, поскольку позволяют понять качество и количество связей, приходящих к ним и пункты, в которые они посылают свои отростки.
II Функциональная классификация (по направлению движения нервного импульса в нервной системе)
1. Чувствительные (афферентные, рецепторные, сенсорные) – это нейроны, которые воспринимают раздражение из внешней и внутренней среды и передают их в ЦНС. Эти нейроны псевдоуникулярные, их тела лежат вне ЦНС.
2. Двигательные (эфферентные, моторные, центробежные) – нейроны, которые передают возбуждение из ЦНС к иннервируемому органу. Тела и дендриты этих клеток располагаются в ЦНС, а аксон в периферической НС.
3. Вставочные (ассоциативные, промежуточные) – нейроны, которые соединяют между собой афферентные и эфферентные нейроны. Всегда располагаются в ЦНС.
Большинство эфферентных и вставочных нейронов ЦНС относятся к мультиполярным.
Нейроны составляют лишь 25% от всех клеток мозга, остальные 75% клеток относятся к нейроглии (glia – клей греч.)
Глиальные клетки впервые описывал в 1846 году Р. Вирхов, он считал, что они «склеивают» нервные клетки. В отличие от нейронов глиальные клетки в течение постнатальной жизни делятся. Нейроглия составляет почти половину объема мозга, и число клеток глии значительно превышает число нейронов (в 10 раз у взрослого и в 15 раз у пожилого человека).
Увеличение массы мозга у ребенка в течение постнатального развития осуществляется за счет увеличения массы дендритов и клеток глии.
Возникновение опухолей в мозге связано с бесконечным делением глиальных клеток.
Нейроглия располагается между нейронами и составляет межклеточное вещество нервной ткани.
Глиальные клетки имеют множество функций, но они не передают нервный импульс, как это делают нейроны.
Нейроглия делится на два генетически и функционально разных вида:
МАКРОГЛИЯ (глиоциты). К ней относят следующие клетки:
a) эпендимоциты – выставляют спинномозговой канал и желудочки мозга;
их функция – участвуют в образовании ликвора и регуляции его состава.
b) астроциты – имеют извитые отростки, переплетающиеся с отростками нейронов;
— осуществляет транспорт веществ из крови в нейроны и обратно (астроциты располагаются между капиллярами и телами нейронов)
— выполняют опорную функцию, заполняя промежутки между нейронами
— образуют гематоэнцефалический барьер, благодаря ему большие молекулы, токсины, вирусы и микробы не могут проникнуть в нейрон, это приводит к значительному повышению толерантности (устойчивости) мозга к вирусным инфекциям. Но при инфекционных заболеваниях нервной системы этот барьер может препятствовать лечению. Молекулы лекарств не могут попасть в мозг в нужном количестве и не имеют возможности подойти непосредственно к очагу поражения, в таких случаях делают пункцию: лекарство вводят в позвоночный канал.
с) олигодендроциты – по размерам они меньше, чем астроциты и имеют меньше отростков; окружают тела нейронов ЦНС и на периферии; входят в состав оболочек нервных волокон и нервных окончаний.
— формируют миелиновую оболочку вокруг аксона (олигодендроциты – в головном и спинном мозге, Шванновские клетки в периферической НС)
— участвуют в дегенерации и регенерации нервных волокон
— обеспечивают обмен веществ
2 МИКРОГЛИЯ (глиальные макрофаги имеют небольшой размер, активно передвигаются, благодаря чему эти клетки распределены по всей ЦНС – это самые многочисленные клетки глии)
их функции – фагоцитируют продукты распада обмена веществ, т. е. очищают мозг от погибших нейронов и от ненужного материала.
Отросток нервной клетки, покрытый глиальной оболочкой, называется нервным волокном.
Центральную часть любого отростка нервной клетки (аксона или дендрита) называют осевым цилиндром.
В аксоплазме содержится большее количество митохондрий, что необходимо для передачи возбуждения с аксона на другие клеточные структуры.
Различают мякотные (миелинизированные) и безмякотные (немиелинизированные нервные волокна).
Мякотные нервные волокна покрыты электроизолирующим веществом – миелином (жироподобное вещество).
Миелинизацию нервных волокон осуществляют клетки глии.
В ЦНС – олигодендроциты; в периферической НС – Шванновские клетки.
Олигодендроцит оборачивается вокруг осевого цилиндра, образует многослойную мембрану.
Цитоплазма глиальной клетки в процессе «обертывания» выдавливается из межмембранного пространства. Таким образом, миелиновая оболочка состоит из плотно упакованных, перемешанных липидных и белковых мембранных слоев. Не подвергаются миелинизации аксонный холмик и терминалии аксона.
Вдоль аксона миелиновая оболочка располагается сегментами длиной в 0,5 – 2 мм.
Пространство между сегментами (1-2мкм) называют Перехватом Ранвье.
В Перехватах Ранвье миелиновая оболочка отсутствует, и концы Шванновских клеток плотно прилегают к аксолемме.
Функции Перехвата Ранвье – быстрая передача нервного импульса.
Мякотные нервные волокна входят в состав соматической и вегетативной НС, встречаются как в ЦНС, так и в периферической НС.
В безмякотных волокнах миелиновая оболочка не развивается, их осевые цилиндры представлены только Шванновскими клетками. Безмякотные волокна входят в состав вегетативной НС, по скорости прохождения нервного импульса нервные волокна делятся на три типа.
Данные волокна миелинизированы и делятся на четыре подгруппы:
Имеют самый большой диаметр волокна (12-22 мк) и обладают наибольшей скоростью проведения нервного импульса (от 70 до 120 м/сек).
Такие волокна проводят информацию к скелетным мышцам и от них в мозг, что позволяет человеку достаточно быстро приспосабливать положение своего тела к ситуации.
Диаметр волокна от 8 до 12 мк.
Скорость проведения нервного импульса от 40 до 70 м/сек.
Несут афферентную информацию от рецепторов прикосновения.
Диаметр от 4 до 8 мк
Скорость проведения нервного импульса от 15 до 40 м/сек.
Несут афферентную информацию от рецепторов прикосновения и давления и эфферентную информацию к мышечным веретенам.
Диаметр волокна от 1 до 4 мк
Скорость проведения нервного импульса от 5 до 15 м/сек
Несут афферентную информацию от некоторых рецепторов тепла, давления и боли
Диаметр волокна от 1 до 3 мк
Скорость проведения нервного импульса от 3 до 14 м/сек
Данные волокна входят в состав преганглионарных вегетативных волокон.
III Волокна типа С
Данные волокна немиелизированные.
Диаметр волокна от 0,5 до 1 мк
Скорость проведения нервного импульса от 0,5 до 2 м/сек
Несут афферентную информацию от некоторых рецепторов тепла, давления и боли.
Входят в состав постганглионарных вегетативных волокон.
Мякотные и безмякотные нервные волокна, собираясь в пучки, образуют нервные стволы – в ЦНС – это тракты, в периферической НС – нервы.
Наружная оболочка нервного ствола, представленная эпинервием – рыхлая, неоформленная соединительная ткань, богатая коллагеновыми волокнами, фибробластами, жировыми клетками, кровеносными и лимфатическими сосудами.
Внутри нервного ствола расположен перинервий, который представляет собой тонкие прослойки соединительной ткани.
В нервных пучках соединительная ткань – эндонервий – связывает отдельные нервные волокна.
КЛЕТОЧНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ В.В. Жуков, Е.В. Пономарева
1. КЛЕТОЧНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ
Нервная клетка ( нейрон )
Нервная клетка ( нейрон ) состоит из тела, от которого отходит один или несколько отростков. Она обладает способностью проводить и передавать электрические импульсы.
Плазматическая мембрана окружает нервную клетку. Она состоит из белковых и липидных компонентов, находящихся в жидкокристаллическом состоянии (модель мозаичной мембраны) : двуслойность мембраны создается липидами, образующими матрикс, в котрый частично или полностью погружены белковые комплексы. Плазматическая мембрана регулирует обмен веществ между клеткой и ее средой, а также служит структурной основой электрической активности.
Ядро отделено от цитоплазмы двумя мембранами, одна из которых примыкает к ядру, а другая к цитоплазме. Обе они местами сходятся, образуя поры в ядерной оболочке, служащие для транспорта веществ между ядром и цитоплазмой. Ядро контролирует дифференцировку нейрон а в его конечную форму, которая может быть очень сложной и определяет характер межклеточных связей. В ядре нейрон а обычно находится ядрышко.
Рис. 1. Строение нейрон а (с изменениями по [1 3 ] ):
Фибриллярные структуры: микротрубочки (диаметр 20-30 нм), нейрофиламенты (10 нм) и микрофиламенты (5 нм). Микротрубочки и нейрофиламенты участвуют во внутриклеточном транспорте различных веществ между телом клетки и отходящими отростками. Микрофиламенты изобилуют в растущих нервных отростках и, по-видимому, управляют движениями мембраны и текучестью подлежащей цитоплазмы.
Рис. 2. Строение синаптических контактов:
Химический синапс отличается ориентацией мембран в направлении от нейрон а к нейрон у, что проявляется в неодинаковой степени уплотненности двух смежных мембран и наличием группы небольших везикул вблизи синаптической щели. Такая структура обеспечивает передачу сигнала путем экзоцитоза медиатора из везикул.
Морфологические типы нейрон ов
Рис. 3. Морфологические типы нейрон ов [13] :
2. СРАВНИТЕЛЬНАЯ АНАТОМИЯ
НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ БЕСПОЗВОНОЧНЫХ
Тип стрекающих ( Cnidaria )
Тип плоские черви ( Plathelminthes )
Рис. 5. Строение нервной системы стрекающих,
плоских червей, кольчатых червей, моллюсков:
Тип круглые черви ( Nemathelminthes )
Тип кольчатые черви ( Annelida )
Тип моллюски ( Mollusca )
Тип членистоногие ( Arthropoda )
3. СРАВНИТЕЛЬНАЯ АНАТОМИЯ
НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ ПОЗВОНОЧНЫХ
Общий план строения
Эволюция мозга позвоночных
Эволюция сложных форм поведения позвоночных связана прежде всего с увеличением сложности ствола мозга, и особенно конечного мозга. Мозг примитивного позвоночного состоит из заднего, среднего и переднего отделов. В филогенезе над задним мозгом развился мозжечок, в результате чего задний мозг разделился на мост и продолговатый мозг. В среднем мозге тектум изменился для более сложной переработки зрительной и слуховой информации. В переднем мозге произошло интенсивное развитие покрывающего слоя (плаща), который вместе с базальными ганглиями образовал полушария большого мозга. У птиц и млекопитающих такое развитие большого мозга связано с поступлением зрительной, слуховой и соматосенсорной информации, а также с усложнением ее переработки и осуществлением сложных движений. Дифференцировка промежуточного мозга способствует выполнению двух важных функций: переключения информации на ее пути между полушариями и остальными отделами головного мозга и управления гипофизом, который в свою очередь управляет эндокринной системой организма. При всей сложности картины филогенетического развития мозга основной является тенденция к увеличению размера и сложности конечного мозга. Наиболее сильно меняются полушария большого мозга и мозжечок, что проявляется в увеличении числа извилин, приводящем к увеличению площади коры мозга.
4. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ОТДЕЛЫ МОЗГА ЧЕЛОВЕКА
Спинной мозг находится внутри костного канала, образованного позвоночником, и удерживается в постоянном положении при помощи связок, идущих от мягкой и паутинной оболочек мозга к внутренней поверхности твердой оболочки. Последняя прикрепляется к позвонкам воронкообразными выростами в области межпозвоночных отверстий, через которые выходят корешки. Пространства между твердой, паутинной оболочками и мозгом (к которому плотно прилегает мягкая оболочка) заполнены спинномозговой жидкостью (СМЖ), которая также заполняет и центральный спинномозговой канал.
Рис. 7. Спинной мозг в позвоночном канале [14] :
Рис. 8. Строение спинного мозга [14] :
боковой, передний столбы серого вещества, образующие на поперечном
Серое вещество спинного мозга окружено слоем белого вещества, состоящего из восходящих и нисходящих миелинизированных волокон. Белое вещество разделяется выростами серого на каждой стороне на три канатика: передний (вентральный), задний (дорсальный) и боковой ( латерал ьный). Восходящие пути передают сенсорную информацию к рефлекторным подкорковым центрам и коре головного мозга, нисходящие проводят информацию к двигательным клеткам передних рогов. Системы коротких волокон ( проприоспинальные пути) связывают между собой разные сегментарные уровни спинного мозга.
Рис. 9. Проводящие пути спинного мозга [14] :
1. Тонкий пучок (Голля) и клиновидный пучок ( Бурдаха ) проходят в дорсальных канатиках и образованы аксон ами афферентных неронов спинномозговых ганглиев. Нейроны 2-го порядка находятся в продолговатом мозге в ядрах Голля (медиальные) и Бурдаха ( латерал ьные). Аксоны нейрон ов этих ядер в стволе мозга совершают перекрест (медиальная петля). Нейроны 3-го порядка находятся в ядрах промежуточного мозга и направляют аксон ы в кору больших полушарий. По этим путям в ЦНС поступает сенсорная информация главным образом от проприоцепторов мышц и сухожилий, а также от тактильных рецептор ов кожи.
Таким образом, кора больших полушарий связана с афферентными волокнами противоположной стороны тела, а кора мозжечка связана преимущественно с нейрон ными структурами одноименной стороны.
4. Ретикуло-спинальный путь образован аксон ами ретикулярной формации заднего мозга. Основная часть этих волокон заканчивается на интер нейрон ах медиальной части вентрального рога.
Задний мозг (ромбовидный мозг)
Рис. 11. Поперечный разрез продолговатого мозга (на двух уровнях) [6] :
Кора состоит из трех слоев.
Рис. 14. Кора мозжечка и ее нейрон ный состав (с изменениями, по [15]) :
Клеточные скопления промежуточного мозга локализуются вокруг третьего желудочка, образуя его боковые, верхние и нижние стенки. Они могут быть поделены на 5 отделов: зрительный бугор (таламус), забугорная область ( метаталамус ), подбугорная область (гипоталамус), надбугорная область ( эпиталамус ), субталамическая область ( субталамус ).
В состав эпиталамуса входит шишковидная железа (эпифиз) и ядра уздечки.
В гипоталамус входят: перекрест зрительных нервов, заканчивающаяся гипофизом воронка, серый бугор и наиболее каудально расположенные сосцевидные тела.
Рис. 16. Ядра гипоталамуса
9 частей нейрона (и их функции)
Содержание:
И эта передача информации, которая происходит с помощью электрических импульсов, проходящих через нейроны, важна для всех процессов, которые происходят с нами. Двигаться, видеть, слышать, пробовать пищу, испытывать боль, говорить, слушать и, в конечном итоге, любые действия, которые связаны с общением с внешней средой или с самими собой.
И именно нейроны также позволяют нам думать и рассуждать. Следовательно, все, что мы есть, и все, что мы можем делать на физическом уровне, происходит благодаря нейронам, которые являются клетками, составляющими нервную систему.
Для выполнения этих функций передачи информации нейроны имеют разные структуры, которые встречаются только в этом типе клеток. В сегодняшней статье мы рассмотрим, каковы основные части нейрона, помимо анализа их работы и того, как им удается передавать информацию через тело.
Что такое нейрон?
Набор всех нейронов составляет нервную систему человека, которая отвечает как за отправку, так и за обработку сигналов, полученных из окружающей среды, для последующей генерации ответов в соответствии с ними.
Потому что нейроны есть не только в головном и спинном мозге. Они абсолютно по всему телу, распространяясь, образуя сеть, которая связывает все органы и ткани тела с центральной нервной системой.
Как они общаются друг с другом?
Нейроны общаются друг с другом так же, как при телефонных звонках.. И это то, что эта двойная функция восприятия сигналов и ответа на них возможна благодаря тому факту, что нейроны способны выполнять процесс, называемый синапсами, который опосредуется молекулами, известными как нейротрансмиттеры.
И мы сделали предыдущий параллелизм, потому что синапс стал бы «телефонной линией», по которой циркулирует сообщение, которое мы говорим, а нейротрансмиттеры будут чем-то вроде «слов», которые должны достичь другой стороны.
Нейроны образуют магистраль, по которой перемещается информация, которая либо рождается в органах и тканях и достигает мозга, чтобы вызвать реакцию, либо рождается в мозгу и достигает органов и тканей, чтобы действовать. И это происходит постоянно, поэтому информация должна распространяться с чрезвычайно высокой скоростью.
Но если нейроны представляют собой отдельные клетки, как они передают информацию всем областям тела? Именно благодаря этому синапсу. И мы лучше увидим это на примере. Представьте, что мы уколем палец булавкой. За тысячные доли мозг должен получить информацию о том, что мы причиняем себе вред, чтобы убрать палец как можно скорее.
По этой причине активируются сенсорные нейроны кожи, которые обнаруживают изменения давления (например, укол булавкой). А когда мы говорим о нейронах, активировать означает становиться электрически заряженным, то есть «включать» электрический импульс. Но если бы сработал только один нейрон, сообщение «нас ударили» никогда не достигнет мозга.
И здесь на помощь приходят нейротрансмиттеры. Потому что, когда этот первый нейрон электрически активируется, он начинает производить нейротрансмиттеры, молекулы, которые обнаруживаются следующим нейроном в нейронной сети, о которой мы упоминали ранее. Как только он их обнаружит, этот второй нейрон электрически заряжается и будет производить нейротрансмиттеры. И так снова и снова следует по сети из миллионов нейронов, пока не достигнет мозга, где сигнал будет интерпретирован, и электрический сигнал будет отправлен (теперь в обратном направлении) пальцу, заставляя мышцы отодвигаться от штифта.
Y эта передача информации происходит с невероятно высокой скоростью, около 360 км / ч.. Следовательно, мы даже не можем понять, что время проходит между тем, когда мы что-то думаем, и совершаем механическое действие. И этот биологический подвиг нейронов возможен благодаря структурам, из которых они состоят.
Какова морфология нейронов?
1. Тело
Следовательно, именно здесь находится весь генетический материал нейрона, а также синтезируются все необходимые молекулы, чтобы обеспечить их собственное выживание и гарантировать правильную передачу электрических сигналов.
2. Дендриты
Следовательно, дендриты являются расширениями нейрона, которые захватывают информацию в виде химических сигналов и предупреждают организм о том, что предыдущий нейрон в сети пытается послать импульс либо от органов чувств в мозг, либо наоборот.
3. Аксон
4. Ядро
Как и любая клетка, у нейронов есть ядро. Он находится внутри сомы и представляет собой отделенную от остальной цитоплазмы структуру, внутри которой защищена ДНК, то есть все гены нейрона. В нем контролируется экспрессия генетического материала, и, следовательно, регулируется все, что происходит в нейроне.
5. Миелиновая оболочка
6. Вещество Ниссля
7. Узелки Ранвье.
Миелиновая оболочка нейронов не непрерывна по всему аксону. Фактически миелин образует «пакеты», которые немного отделены друг от друга. И это разделение, длина которого меньше микрометра, и есть то, что называется узелком Ранвье.
8. Синаптические кнопки
9. Аксональный конус
Аксональный конус не является дифференцируемой структурой на функциональном уровне, но он важен, поскольку это область тела нейрона, которая сужается, чтобы дать начало аксону.