Отросток нейрона (аксон) находит клетки-мишени

Рассмотрим движения клеток, которые составляют основу самой сложной из существующих в природе организаций - нашего мозга, нашей нервной системы. Особая, наверное, главная черта этой организации - система сложнейших индивидуальных связей между клетками, по которым через особые межклеточные контакты, синапсы, сигнал передается от одной нервной клетки (нейрона) к другому нейрону или мышечной клетке. Для такого направленного проведения сигналов нейроны в процессе эмбрионального развития образуют отростки (аксоны), которые растут к клетке- мишени. Иногда длина таких отростков может быть очень большой: отростки нейронов коры головного мозга, соединяющиеся с двигательными нейронами спинного мозга, у человека могут превышать 1 м. Рост отростков очень точно направлен: они соединяются только с нужными клетками-мишенями, то есть с определенной группой нейронов или определенной мышцей. Важность такой точности соединений для правильной работы мозга очевидна: например, как бы мы двигали рукой, если бы отростки двигательных нейронов, заведующих движениями мизинца, соединялись не с мышцами мизинца, а с мышцами большого пальца или наоборот? Как же осуществляется такой точно ориентированный рост отростков нейронов? Разберем кратко, как происходит такая ориентировка у эмбриональных нервных клеток, помещенных в культуру. Рост отростков нервных клеток внешне совершенно отличен от движений фибробластов: у нейрона ползет по подложке лишь маленький уплощенный фрагмент клетки - так называемый конус роста и прикрепляющий на переднем крае псевдоподии (рис. 4). Конус роста очень похож на уменьшенную копию безъядерного фибробласта. Задний конец конуса роста соединен с телом клетки цилиндрическим стволом, богатым микротрубочками. Ни ствол, ни тело клетки псевдоподий не образуют. Двигаясь вперед, конус роста тянет за собой ствол, который при этом удлиняется. Иногда сравнивают тело нейрона с хозяином, который на удлиняющемся поводке (стволе) держит бегущую собачку (конус роста). Направление движения конуса роста определяется внешними сигналами, меняющими образование и прикрепление псевдоподий:

а) градиентами концентрации специальных белков, растворенных в среде (так называемого фактора роста нервов) и

б) формой подложки: в частности, конус роста хорошо ползет вдоль разных цилиндрических поверхностей. Например, одним из факторов стабилизации эффекта внешних агентов является натяжение кортекса: микроигла, натягивающая отросток в сторону, может соответственно изменить направление его роста. Для ориентировки отростка необходима и система микротрубочек: при разрушении этой системы рост отростка прекращается, и сам отросток сокращается. Таким образом, несмотря на внешние различия, механизмы движений фибробластов и роста нервных отростков сходны по общим механизмам: они включают создание внешними факторами неравномерности прикрепления и стабилизацию этих различий двумя цитоскелетными системами. Особенность нейронов заключается в чрезвычайно длительной и стойкой микротрубочковой стабилизации отростков, в длительной "долговременной памяти". Приобретя определенную ориентировку, отростки сохраняют ее неопределенно долго, часто до конца жизни организма. Именно такая модификация цитоскелетного механизма стабилизации отростков обеспечивает правильную организацию нервной системы.

рис. 4 vas

Ссылки на рисунок:

· Отросток нейрона (аксон) находит клетки-мишени

Нервные клетки (нейроны – neuronum, нейроциты) – основные структурные компоненты нервной ткани, выполняющие специфическую функцию.

Нейроглия обеспечивает существование и функционирование нервных клеток, осуществляя опорную, трофическую, разграничительную, секреторную и защитную функции.

Итак, нервная ткань развивается из эктодермы зародыша. Она состоит из плотно упакованных, связанных между собой нервных клеток – нейронов. (число их в головном мозге человека достигает 10¹⁰), специализированных к проведению нервных импульсов и поддерживающих клеток нейроглии. Межклеточные пространства небольшие. Нервная ткань содержит также рецепторные клетки и нередко бывает окружена соединтельной тканью, богатой сосудами.

Нейроны – это функциональная единица нервной системы. Они ответственны за:

Нейроны: функции

 

Как и другие клетки, нейроны должны обеспечивать поддержание собственной структуры и функций, приспосабливаться к изменяющимся условиям и оказывать регулирующее влияние на соседние клетки. Однако основная функция нейронов - это переработка информации: получение, проведение и передача другим клеткам. Получение информации происходит через синапсы с рецепторами сенсорных органов или другими нейронами, или непосредственно из внешней среды с помощью специализированных дендритов. Проведение информации происходит по аксонам, передача - через синапсы.

 

1. Рецепцию

2. Обработку стимулов

3. Проведение импульса

4. влияние на другие нейроны, мышечные или секреторные клетки

Нейроны выделяют нейромедиаторы и другие вещества, передающие информацию. Нейрон является морфологически и функционально самостоятельной единицей, но с помощью своих отростков осуществляет синаптический (синапсы – это участок соединения с соседними нейронами) контакт с другими нейронами, образуя рефлекторные дуги – звенья цепи, из которой построена нервная система. В зависимости от функций в рефлекторной дуге различают:

1. Рецепторные (чувствительные, афферентные); они воспринимают импульс;

2. Ассоциативные – осуществляют связь между нейронами.

3. Эфферентные (эффекторные) – передают импульс на ткани рабочих органов, побуждая их к действию. Т.е. воспринимают раздражение.

Нейроны, передающие импульс в ЦНС, называют афферентными или сенсорными нейронами, а эфферентные или моторные нейроны передают импульсы от ЦНС к эффекторам. Нередко аыыерентные нейроны бывают связаны с эфферентными при помощи вставочных (контактныз, промежуточных) нейронов.

Нейроны различаются большим разнооразием форм и размеров. Диаметр тел клеток-зерен коры мозжечка 6-4 мкм, а диаметр гигантских пирамидных нейронов коры большого мозга – 130-150 мкм.

В каждом нейроне можно различать тело клетки (перикарион) диаметром 3-10 мкм, которое содержит ядро и другие клеточные органеллы, погруженные в цитопдазму и различное число отходящих от тела клетки цитоплазматических отростков. На основании числа и расположения этих отростков нейроны делят на уни-, псевдоуни-, би-, и мультиполярные.

Отростки, проводящие импульсы к телу клетки, называют дендритами. Они короткие, относительно широкие и распадаются на тонкие терминальные ветви. Отростки, проводящие импульс от тела клетки к другим клеткам или периферическим органам, называют аксонами, или нервными волокнами. Они тоньше дендритов, и длина их может достигать нескольких метров. Дистальный участок аксона способен к нейросекреции; он распадается на многочисленные тонкие веточки со вздутиями на концах. Он соединяется с соседними нейронами синапсами, синапсы бывают:

1. возбудительные

2. тормозные

Синапсы предназначены для передачи импульса с одного нейрона на другой или на мышечные или железисте структры. Синапсы обеспечивают поляризацию проведения импульсов по цепи нейронов, т.е. определяют направление проведения импульса. Если раздражать аксон электрическим током, импульс пойдет в обеих направлениях, но импульс, идущий в сторону тела нейрона и его дендритов не может быть передан на другие нейроны. Только импульс, достигающий терминалей аксона, с помощью синапсов может передать возбуждение на другой нейрон, мышечную или железистю клетку. В зависимости от способа передачи импульса синапсы могут быть химическими или электрическими (электротоническими).

В зависимости от локализации окончаний терминальнх веточек аксона первого нейрона различают аксодендрические, аксосоматические (примыкает к телу нейрона) и аксоаксональные синапсы.

Что же собой представляют химические синапсы – передают импульс на др. клетку с помощью специальных биологически веществ – нейромедиаторов, (ацетилхонил), находящихся в синатических пузырьках.

В теле клетки находятся тельца Ниссля – группы рибосом, связанные с белковым синтезом, и аппарат Гольджи. В аксоплазме нейрона содержатся микротрубочки, нейрофибриллы, шероховавтый эндоплазматический ритикулум и многочисленные митохондрии в связи с высокой метаболической активностью. Микротрубочки аксонов/

Микротрубочки - это полые трубки диаметром около 25 нм., идущие по всей длине аксона. Они образуют тонкие отростки через регулярные промежутки. Стенки микротрубочек состоят из белка тубулина. Возможно, что микротрубочки играют в аксоне ту же роль, что и миозин в мышце. Транспортные нити, вероятно состоят из актина, они могут скользить вдоль микротрубочек с постоянной скоростью, и транспортируемые вещества или органеллы, связанные с транспортными нитями, также передвигаются с постоянной скоростью вдоль микротрубочки независимо от их индивидуальных свойств (рис. 1-33).

рис. 1-33 ph Транспортный механизм нервного волокна

Гипотетический транспортный механизм нервного волокна. Микротрубочки и нейрофиламенты снабжены тонкими выростами, над которыми скользят транспортные нити со скоростью 410 мм/день, при этом происходит дефосфорилирование АТР. С транспортными нитями связаны митохондрии, молекулы белка и пузырьки. АТР получается путем окисления глюкозы в митохондриях, АТР используется для транспорта и калий-натриевого насоса.

Электрические, или электротонические синапсы в нервной системе млекопитающих встречается относительно редко. В области таких синапсов цитоплазмы соседних нейронов связаны щелевидными соединениями (контактами), обеспечивающими прохождение ионов из одной клетки в другую, а, следовательно, электрическое взаимодействие этих клеток. Эти синапсы способствуют синхронизции активности.

 

Нервные волокна

Отростки нервных клеток, покрытые оболочками, называются нервными волокнами. По строению оболочек различают миелиновые и безмиелиновые нервные волокна. Отросток нервной клетки в нервном волокне называют оевым цилиндром, или аксоном, т.т. чаще всего (за исключением чувствительных нервов) в составе нервных волокон находятся именно аксоны.

 

Нервные волокна могут быть миелиновыми. (встречаются как в центральной, так и в периферической нервной системах) Они значительно толще безмиелиновых нервных волокон. Диаметр поперечного сечения их колеблется от 2 до 20 мкм. Миелиновая оболочка обраована швановскими клетками или нейролеммоцитами. Эта оболочка прервается через регулярные промежутки (вдоль волокна) перехватами Ранье; между жвумя такими перехватами можно видеть ядро швановской клетки. Миелиновая оболочка покрыта снаружи прочной неэластичной мембраной – неврилеммой.

И нервные волокна могут быть безмиелиновыми, они находятся преимущественно в оставе периферической нервной системы. В безмиелиновых волокнах нет перехватов ранье и швановские клетки покрывают их не полностью. Одна швановская клетка может одевать до девяти волокон.

Нервные волокна заканчиваются концевыми аппаратами – нервными окончаниями.

Различают 3 группы нервных окончаний:

1. Концевые аппараты, образующие межнейрональные синапсы и осуществляющие связь нейронов между собой мы уже рассмотрели

2. Эффекторные окончания, передающие нервный импульс на ткани рабочего органа;

3. Рецепторные (аффекторные или чувствительные).

Эффекторные - бывают дыух типов

1. Двигательные – при их участии нервный импульс передается на ткани рабочих органов

2. Секреторные

Рецепторные – рецепторы рассеяны по всему организму и воспринимают различные раздражения как из внешней среды, так и от внутренних органов. Соответственно выделяют 2 группы рецепторов:

1. Экстерорецепторы (внешние)
относятся слуховые, зрительные, обонятельные, вкусовые и осязательные.

2. Интерорецепторы (внутренние)
относятся: висцерорецепторы (сигнализирующие о состоянии внутренних органов) и вестибулопроприорецепторы (рецепторы опорно-двигательноо аппарата).

Подробно рассмотреть самостоятельно

· понятие о рефлекторной дуге

· законы поведения возбуждения в нервах.

Нервы

Нервы состоят из пучков нервных волокон, окруженных соединительной оболочкой – эпиневрием. Направленные внутрь выросты эпинервия, называемые перинервиями делят пучок нервных волокон на более мелкие пучки, а каждое отдельное волокно покрыто собственной соединительной оболочкой – эндоневрием.

Нейроглия

Нейроны существуют и функционируют в строго определенной среде. Такую среду им обеспечивает нейроглия. В начале лекции я уже говорила о функциях нейроглии.

Различают глию ЦНС и ПНС.

 

Клетки глии делятся на:

1. Макроглию
Которая делится на

1. Астроциты – локализованные в сером веществе (протоплазматические)и локализованные в белом веществе (фибриллярные).

2. Олигодендроциты – локализованы в белом и сером веществе – швановские клетки – это специализированные олигодендроциты, синтезирующие миелиновую оболочку миелинизированных волокон.

2. Микроглию
локализованы и в сером и в белом веществе, но в сером их больше. При повреждениях мозга эти клетки превращаются в фагоциты и, перемещаясь при помощи амебоидного движения, противостоят вторжению чужеродных частиц.

Реакция нейронов и их волокон на травму.

Перерезка нервного волокна вызывает различные реакции в теле нейрона, в участке волокна между телом нейрона и местом перерезки. Изменения выражаются в его набухании. Дегенеративные изменения в центральном обрезке ограничиваются распадом миелинового слоя и осевого цилиндра вблизи травмы. Они фрагментируются и продукты распада удаляются макрофагами обычно в течение 1 недели.

Регенерация нейронов обычно зависит от места травмы. Как в ЦНС, так и в ПНС погибшие нейрон не востанавливаются. Полноценной регенерации нервных волокон в ЦНС обычно не происходит, но нервные волокна периферических нервов обычно хорошо регенерируют.

Поврежденные нервные волокна головного мозга и спинного мозга не регенерируют, исключение составляют аксоны нейросекреторных нейронов гипоталамуса. Однако при малых травмах в ЦНС возможно частичнное восстановление ее функций, обусловленное пластичностью ее нервной системы.