Сколько аксонов может иметь нервная клетка. Пища для новых нейронов. Образование нервной ткани
Как питать мозг?
Мозг — это в нем расположены наши мысли, чувства, наша личность. Это самый важный орган в организме, от его нормального функционирования зависит наш жизненный успех, творческий потенциал или благополучие. Как улучшить его работу? Может, посредством оптимально составленной диеты мы будем в состоянии улучшить наши интеллектуальные или эмоциональные способности?
Ну, да. В течение последних нескольких лет, все больше и больше исследований находит связь между питанием и функционированием человеческого мозга. Определена даже новая медицинская специальность — „нейрофизиология питания”. Мозг все чаще становится предметом интересов исследователей питания. Появляется все больше и больше исследований, в том числе интересный доклад, озаглавленный „Changing Diets, Changing Minds: how food affects mental ”, который опубликовала британская организация Sustain, ведущая кампанию по улучшению качества продуктов питания в Англии.
Миллиарды нейронов
Чтобы понять, как диета влияет на настроение и поведение, необходимо в первую очередь хотя бы понять принципы работы нашего мозга.
Мозг и остальная часть нервной системы состоят из миллиардов нервных клеток, называемых нейронами мозга. Нервная клетка кроме тела клеточного тела и находящегося в нем ядра имеет на своей поверхности многочисленные разветвления волокон. Задача нейронов — это прием, обработка и передача электрических сигналов, то есть импульсов. Это происходит с помощью сетки, соединяющихся между собой дендритов (упоминаемых волокон растущих из клетки), на концах которых находятся заполненные химическими соединениями (нейропередатчиками) синапсами. Когда последние будут освобождены, информация будет передана с одного нейрона на другой, и таким образом налаживается эффективная коммуникация между клетками. Обработанные нейронами в разных частях мозга конечные сигналы создают образы, звуки, запахи. Время передачи стимулов измеряется в микросекундах. А количество синоптических подключений оценивается в 100 триллионов.
Следовательно, одной из ключевых функций нашего мозга выполняют нейропередатчики, для производства которых нейронам необходимы химические вещества, поставляемые с пищей. Так, например, для производства серотонина, нейромедиатора, отвечающего за наше хорошее настроение, мозг нуждается в триптофане, аминокислоте, элементе белка. А аминокислота тирозин необходима для синтеза дофамина — нейромедиатора, имеющего существенное влияние на физическую координацию. Кроме перечисленных выше, есть много других нейромедиаторов: ацетилхолин, гистамин, эндорфины и т.д.
Питание на радость
Серотонин определяет уровень нашей удовлетворенности жизнью, регулирует сон, влияет на наши сексуальные потребности или аппетит. Лица с низким уровнем серотонина более склонны к депрессии, более склонны к агрессивному поведению. Женщины синтезирует серотонин вдвое медленнее, чем мужчины, что может быть причиной более частого возникновения депрессии.
Что мы должны есть, дорогие дамы, чтобы не поддаваться слишком часто качелям настроения? Здоровым способом на улучшение настроения будет коктейль из банана. Стакан соевого молока (или воды), банан, 2 чайные ложки какао. После смешивания мы получаем напиток, богатый витаминами группы В, магний, триптофан и флавоноиды. Это не панацея от стресса.
Сахара сахарам рознь
Подобным образом работает шоколад, который так часто берем, чтобы улучшить себе настроение. Конфеты имеют только кратковременное действие. После их употребления происходит резкий скачок уровня глюкозы. Когда такие скачки происходят слишком часто, клетки, производящие инсулин вынуждены прилагать больше усилий и могут перестать работать правильно или начать производить меньше ценного инсулина, который не будет в состоянии эффективно контролировать . Описанные явления могут привести к все более и более всеобщей инсулиновой устойчивости, а в результате к диабету.
Умение сознательно влиять на уровень сахара в крови позволяет нам контролировать интеллектуальную эффективность мозга, и нашего настроения. Для этого следует ознакомиться с классификацией продуктов согласно гликемического индекса. Углеводы с высоким гликемическим показателем вызывают значительные скачки уровня сахара. Таким образом, мы подвергаем наш мозг переменным излишкам и дефициту глюкозы. Продукты с низким гликемическим индексом вызывают медленные изменения притока глюкозы в кровь, что снижает устойчивость к инсулину и защищает от ее возникновения в будущем. Знание, как различные углеводы влияют на уровень сахара в крови, необходимо для того, чтобы подобрать правильное питание для мозга.
Чтобы дольше сохранить топливо для нашего разума, ешьте много семян бобовых растений. Все виды гороха, фасоли, чечевицы, сои, медленно переваривается. Также овощи, орехи, овсяные хлопья, характеризуются низким гликемическим индексом. Будьте внимательны белый хлеб, кукурузу, картофель. Чтобы смягчить воздействие резкого скачка глюкозы необходимо сочетать блюда с высоким и низким индексом. Среднее значение индекса будет ниже. Интересный способ снизить индекс блюда — это добавить уксус или лимонный сок.
Для правильной работы нашего мозга, нам нужен также хром, который предлагает свое участие в метаболизме углеводов. Облегчает он проникновение глюкозы в клетки. Продукты, богатые хром — это, в т.ч.: бразильские орехи, финики, груши, мука грубого помола, помидоры, брокколи. Добавки с хромом могут помочь похудеть и нивелировать появление усталости.
Задержать фолианты
Еще одним важным минеральным компонентом в нашем рационе является магний. Магний обеспечивает правильное проведение нервных импульсов, улучшает память и концентрацию, действует успокоительно. Продукты, богатые магнием — это каши, хлеб из непросеянной муки, грецкие орехи, миндаль. Магний контролирует высвобождение нейромедиаторов, благодаря этому может помочь в сохранении спокойствия в стрессовых ситуациях.
На особое внимание заслуживает также фолиевая кислота. Он относится к витаминам группы B. Больше всего фолиантов мы можем найти в сырых зеленых овощах: салате, шпинате, замедляющем процессы старения, капусте, бобовых растениях (горох, фасоль), полных зернах. Обратите внимание, что все кулинарные процессы с использованием высокой температуры приводят к потере фолиевой кислоты. На снижение свойства усвоения продуктов организмом негативно влияют также такие факторы, как употребление большого количества кофе, курение, алкоголь или кислая среда, например, запивать питание, богатое фолиантами стаканом апельсинового сока — это бессмыслица. Чтобы остановить как можно больше фолиевой кислоты в продуктах, храните их в прохладном, темном месте.
Дефицит фолиевой кислоты имеет несомненную связь с заметным снижением настроения, и даже с проявлениями агрессии. Небольшая доза, 400 до 1000 мкг в день, обычно достаточно, чтобы снять симптомы дефицита.
Льняное семя на IQ
Последующие отношения, которые имеют значение для функционирования мозга, это омега-3 жирные кислоты. Они являются основными строительными блоками нервной системы. Полиненасыщенные составляют до 20% от сухой массы мозга. Снижение содержания DHA — кислоты мозга может привести к снижению возможностей в области обучения, запоминания, имеет влияние на снижение размера нейронов. Проводились даже исследования, в которых было доказано, что концентрация кислот омега-3 в крови может иметь значительное влияние на IQ человека. Было показано также, что высокое потребление кислот омега-3 может значительно замедлить процессы старения.
По-прежнему мы не знаем ответа на вопрос, какие механизмы влияют через EPA — кислоту и DHA на наше психическое функционирование, но, безусловно, стоит подумать, как мы можем повысить долю жирных кислот омега-3 в нашем ежедневном рационе. Продукты с высоким содержанием этих соединений: льняное семя, грецкие орехи, морские водоросли, масло рапсовое, льняное, соевое.
Если мы хотим повысить нашу умственную работоспособность, мы не должны забывать о включении в рацион продуктов, богатых антиоксидантами. Свободные радикалы являются угрозой для всего организма, но мозг особенно подвержен повреждениям. Клетки мозга должны быть постоянно снабжаемы кровью и кислородом для производства энергии, и это приводит к интенсивности образования свободных радикалов. Кроме того, мозг, как уже было сказано, в значительной части состоит из жировых веществ, что способствует процессам окисления. Поэтому выбирайте продукты, богатые витамином С, Е, бета-каротином, флавоноидами. Среди них большинство фруктов, овощей, продуктов из цельного зерна, орехи, специи.
Чашечка черного
А что с маленькой чашечкой черного, которая, кажется, лучшее лекарство от усталости? Это действительно так. Кофе, а точнее, содержащийся в нем кофеин улучшает производительность нашего ума, память, концентрацию. Наиболее важным фактором в этом случае количество потребляемого настоя. Безопасная доза кофеина, и это 250-350 мг кофеина в сутки, то есть за 2-3 чашки. Превышение рекомендуемой дозы может вызвать чувство беспокойства, страха. В дополнение, когда заядлый потребитель кофе вдруг прекращает потребление кофеина, эффект обратный — возникает чувство усталости, сонливость, головная боль. Для человека заботящегося о своем здоровье — одним из уверенных шагов будет отказ от кофе.
Точно так же и с алкоголем. Он имеет непосредственное влияние на функционирование центральной нервной системы и умственной активности. В небольших количествах (т.е. 10-25 г чистого алкоголя в день) уменьшает признаки усталости и улучшает настроение. Алкоголь в чрезмерных дозах плохо влияет на выработку серотонина, что ухудшает настроение. Этот продукт ничтожно мало совместим с отменным здоровьем, если не сказать более – несовместим.
Следует помнить о принципе „мы являемся тем, что едим”. Все, что мы поставляем с пищей, наш организм перерабатывает на необходимые химические вещества, которые представляют собой топливо для всего организма, в том числе и для нашего мозга. Старайтесь хорошо питать свой мозг, чтобы извлечь из него максимум возможностей.
К теме: о питании мозга на 15:30 минуте видео
Прошу оставить комментарий. Что вы об этом думаете?
Оставьте свой адрес, подписываясь на новости и получите больше информации с книги.
Изобретение в XVII в. микроскопа позволило проникнуть в тайну строения живой и мертвой природы. Многочисленные исследования тканей, составляющих растительные и животные организмы, с помощью микроскопа показали, что они построены из мельчайших ячеек - клеток. Открытие клеточного строения живых организмов позволило выяснить некоторые сложные и неясные вопросы биологии и медицины. Боль-
Учение о клетке в дальнейшем развивалось в острых противоречиях. Спорным оказался ряд положений немецкого ученого Р- Вирхова, в течение ряда лет владевшего умами своих современников-врачей. Р. Вирхов, касаясь вопросов о путях клеткообразования, утверждал, что клетки образуются только из клеток, путем их деления. Другие пути клеткообразования отрицались. Это положение не разъясняло, а запутывало известный вопрос, являющийся предметом научного спора между материалистами и идеалистами о причинах возникновения жизни на Земле. Сущность этого спора в основном сводилась к следующему. Если живые клетки могут развиваться только из им подобных, то, естественно, возникал вопрос: как же возникла первая живая клетка, послужившая началом развития живого на Земле?
Наш мозг состоит из огромнейшего количества клеток. В одной коре больших полушарий насчитывают до 14 млрд. нервных клеток. Нервные клетки были открыты независимо от нервных волокон. Связь между нервными клетками и нервными волокнами предполагали многие исследователи, но ввиду несовершенства техники не могли ее доказать. Первые гистологические доказательства того, что нервное волокно представляет собой отросток нервной клетки, лежащей в центральной нервной системе, приводятся в работах русских ученых Ф.М. Овсянникова и Н.М. Якубовича. Позднее другим исследователям, применившим метод «расщипывания» нервной ткани, удалось выделить нервные клетки со всеми их отростками.
Нервная клетка с отходящими от нее отростками по предложению немецкого ученого В. Вальдеера (1891) получила название нейрона. Таким образом, нейрон является структурной единицей нервной ткани.
Другим структурным элементом нервной ткани считаются клетки глии - нейроглии. Будучи тесно связанными с нейронами, глиозные клетки, обладающие большим количеством отростков, представляют своеобразный опорный механизм, поддерживающий массу нейронов, а также выполняющий и ряд других функций - обменных, защитных и др.
Нейроны имеют различную форму, величину и характер отростков. Так, встречаются нейроны овальной формы, имеющие вид зерен, пирамидные, веретенообразные и др. Величина нейрона колеблется от 4 до 130 мкм. Цитоплазма нервной клетки {нейроплазмы) содержит обычные для всех типов клеток структурные части. В теле нейрона различают ядро и ядрышко, яв-
А. Общий вид; Б. 1 - тело клетки; 2 - ядро; 3 - ядрышко; 4 - отростки
Ляющиеся наиболее важными составными элементами клетки (рис. 19). Вокруг ядра в цитоплазме после обработки метиленовой синью можно наблюдать своеобразные зерна синего цвета - хроматофильное вещество Ниссля (тельце Ниссля). Иногда эти зерна именуются тигроидным веществом или тигроидом (эти включения придают клетке своеобразную полосатость, напогтитя-ющую шкуру тигра). По>„. е импрегнации солями тяжелых металлов в нейроплазме выявляются тончайшие нити - нейрофибриллы. Электронно-микроскопическими
Исследованиями показано, что нейрофибриллы состоят из пучков микротрубок различного диаметра. Эти структуры принимают участие в движении цитоплазмы (аксоплазматическом токе), а также в токе нейроплазмы в дендритах (рис. 20).
В цитоплазме нервной клетки можно встретить пигментные образования бурого или черного цвета - липофусцин и меланин.
От тела нейрона отходят отростки: короткие дендриты и длинные аксоны. В каждой клетке может быть несколько коротких отростков и один длинный. Отростки имеют своеобразные окончания. Так, короткие отростки заканчиваются мельчайшими ответвлениями, получившими название ши-пиков. Длинный отросток на конце разветвляется, образуя телодендрий. Тельца Ниссля обнаруживаются в дендритах, но не встречаются в аксонах. По дендритам к клетке поступают нервные импульсы. От нейрона импульсы распространяются по аксонам (рис. 21). Нейроны соединяются между собой при помощи своеобразных механизмов. Описано несколько форм межневронных соединений. Так, известный невро-гистолог С. Рамон-и-Кахал описал два типа таких соединений: 1) аксодендрический, при котором нити телодендрия соприкасаются с шипиками дендрита, что сопровождается выделением нейромедиатора ацетилхолина, вырабатываемого в
Местах окончания отростков. Это соединение характерно для определенных групп клеток, находящихся в активном состоянии. Аксодендрический тип связей, по мнению С.А. Саркисова и Г.И. Полякова, преобладает в коре больших полушарий; 2) аксосоматический тип характеризуется образованием так называемой корзинки (по Гольджи), когда разветвления аксона оплетают все тело соседней клетки.
Так авторы нейронной теории представляли себе межклеточные соединения,образующие особые контакты, или синапсы (рис. 22). Однако механизм передачи возбуждения с одного нейрона на другой все же еще не представляется окончательно ясным. Имеется предположение о том (школа акад. К.М. Быкова), что механизм передачи возбуждения с одного нейрона на другой, в частности с афферентного на эфферентный1, обусловливается разностью электрических потенциалов, возникающих в области синапсов, что может быть в какой-то степени связано с образованием высокоактивных соединений типа упомянутого выше ацетилхолина.
По мнению В.А. Делова, образование в нервных клетках или в области синаптических окончаний ацетилхолина не исчерпывает всего цикла биохимических и физико-химических реакций, характеризующих деятельность центральной нервной системы, но является, по всей вероятности, обязательным
1 - канальцы эргастоплазмы (тигроид); 2 - аксосоматические контакты; 3 - аксо-дендрические контакты; 4- митохондрии; 5 - аппарат Гольджи; 6 - ядро клетки; 7 - ядрышко; 8 - микросомы; 9 - осмиофиль-ные тела; 10 - микротрубочки; 11 - си-наптические пузырьки; 12 - аксон с его миелиновой оболочкой
1 Афферентный - чувствительный нервный путь; эфферентный - двигательный нервный путь.
1 - тело; 2 - ядро; 3 - дендриты; 4 - аксон; 5 - оболочки, образующие вместе с аксоном нервное волокно; 6 - конечные разветвления аксона (телодендрий)
1 - осевой цилиндр; 2 - миелин; 3 - неврилемма; 4 - мякотная (покровная) клетка; 5 - ядро неврилеммы
Звеном в цепи процессов, определяющих передачу возбуждения с нейрона на нейрон.
Роль так называемой нервной сети, состоящей из нейрофибрилл, в процессах проведения нервных импульсов очень велика на низших уровнях развития животного мира. У млекопитающих, и особенно у человека, ее значение ограничено в связи с тенденцией к более тонкой дифференциации в структуре аппаратов, проводящих возбуждение.
Нервное волокно (рис. 23) представляет собой продолжение
Отростков нейрона, в частности аксона. В центре нервного волокна проходит осевой цилиндр, образуемый скоплением пучков нейрофибрилл и представляющий центральный механизм, обеспечивающий проведение нервных импульсов. На некотором расстоянии от тела нейрона волокна покрываются двумя оболочками. Непосредственно осевой цилиндр обволакивает миелиновая оболочка. Миелин не сплошь покрывает осевой цилиндр, а образует перерывы, называемые перехватами Ранвье, куда впадают кровеносные и лимфатические сосуды, снабжающие осевой цилиндр. Миелиновая обкладка, в свою очередь, покрыта тонким, не имеющим структуры чехлом - неврилеммой, или шванновской оболочкой. Роль миелиновой оболочки двоякая. С одной стороны, она предохраняет осевой цилиндр от всевозможных вредных влияний, с другой - ускоряет проведение нервных импульсов по нервному волокну. Различают мякотные нервные волокна, покрытые миелиновой оболочкой, и безмякотные (голые), входящие в состав симпатических нервов и обонятельных нитей. Скорость прохождения волны возбуждения в нерве, имеющем миелиновую оболочку, от 60 до 120 м/с. В безмякотном нерве эта скорость меньше (от 1 до 30 м/с). Нервные волокна объединяются в нервные пучки и образуют периферические нервы. В крупных периферических нервах количество нервных волокон может доходить до нескольких тысяч. Это связано с тем, что этим нервам приходится снабжать громадное количество мышечных волокон, образующих скелетную мускулатуру.
Глия (невроглия). В состав нервных элементов, образующих нервную систему, включается еще один вид нервной ткани, известной под названием глии или невроглии. Эта ткань интимно связана с нейронами и их отростками, составляя по существу единую систему. По характеру клеточного строения нейроглия делится на микро- и макроглию. Для строения мак-роглии характерно наличие звездчатых клеток - астроцитов, обладающих большим количеством отростков, лучеобразно отходящих от тела клетки. Значение макроглии опорное: она как бы склеивает все элементы нервной системы, являясь своеобразным каркасом, поддерживающим массу нейронов. Мик-роглия состоит из клеток, выполняющих преимущественно трофические и защитные функции.
Нейронная теория углубила знания о характере строения нервной ткани. Однако следует помнить, что она создавалась в тот период, когда основные законы нервной деятельности, построенные на рефлекторном принципе, еще не получили ведущей роли в неврологии. Идеи Р. Вирхова, представлявшего организм как механическую сумму органов и систем, имели главенствующее значение. Представители нейронной теории рассматривали нейрон не только как элемент структуры, но придавали ему значение физиологической единицы. Такое представление, естественно, приводило к неправильному пониманию целостной деятельности нервной системы, которая определялась как некая механическая сумма, складывающаяся из деятельности отдельных нейронов. Подобное мнение не могло удовлетворять современных сторонников нейронной теории.
Современная нейрофизиология определяет закономерности целостной деятельности коры больших полушарий, исходя из рефлекторного принципа. Отсюда направленность процессов возбуждения и торможения зависит от целого ряда различных влияний, а не только от деятельности отдельных нейронов. В этом случае большое значение получает то новое качество, которое создается в результате деятельности синапсов. Синапсы объединяют в новую качественную категорию отдельные нейроны. На основе этих связей и образуются физиологические механизмы, осуществляющие нервную деятельность, т.е. бесчисленные рефлексы головного и спинного мозга.
Эта клетка имеет сложное строение, высоко специализирована и по структуре содержит ядро, тело клетки и отростки. В организме человека насчитывается более ста миллиардов нейронов.
Обзор
Сложность и многообразие функций нервной системы определяются взаимодействием между нейронами, которое, в свою очередь, представляют собой набор различных сигналов, передаваемых в рамках взаимодействия нейронов с другими нейронами или мышцами и железами. Сигналы испускаются и распространяются с помощью ионов, генерирующих электрический заряд, который движется вдоль нейрона.
Строение
Нейрон состоит из тела диаметром от 3 до 130 мкм, содержащего ядро (с большим количеством ядерных пор) и органеллы (в том числе сильно развитый шероховатый ЭПР с активными рибосомами, аппарат Гольджи), а также из отростков. Выделяют два вида отростков: дендриты и . Нейрон имеет развитый и сложный цитоскелет, проникающий в его отростки. Цитоскелет поддерживает форму клетки, его нити служат «рельсами» для транспорта органелл и упакованных в мембранные пузырьки веществ (например, нейромедиаторов). Цитоскелет нейрона состоит из фибрилл разного диаметра: Микротрубочки (Д = 20-30 нм) - состоят из белка тубулина и тянутся от нейрона по аксону, вплоть до нервных окончаний. Нейрофиламенты (Д = 10 нм) - вместе с микротрубочками обеспечивают внутриклеточный транспорт веществ. Микрофиламенты (Д = 5 нм) - состоят из белков актина и миозина, особенно выражены в растущих нервных отростках и в . В теле нейрона выявляется развитый синтетический аппарат, гранулярная ЭПС нейрона окрашивается базофильно и известна под названием «тигроид». Тигроид проникает в начальные отделы дендритов, но располагается на заметном расстоянии от начала аксона, что служит гистологическим признаком аксона.
Различается антероградный (от тела) и ретроградный (к телу) аксонный транспорт.
Дендриты и аксон
Аксон - обычно длинный отросток, приспособленный для проведения от тела нейрона. Дендриты - как правило, короткие и сильно разветвлённые отростки, служащие главным местом образования влияющих на нейрон возбуждающих и тормозных синапсов (разные нейроны имеют различное соотношение длины аксона и дендритов). Нейрон может иметь несколько дендритов и обычно только один аксон. Один нейрон может иметь связи со многими (до 20-и тысяч) другими нейронами.
Дендриты делятся дихотомически, аксоны же дают коллатерали. В узлах ветвления обычно сосредоточены митохондрии.
Дендриты не имеют миелиновой оболочки, аксоны же могут её иметь. Местом генерации возбуждения у большинства нейронов является аксонный холмик - образование в месте отхождения аксона от тела. У всех нейронов эта зона называется триггерной.
Си́напс (греч. σύναψις, от συνάπτειν - обнимать, обхватывать, пожимать руку) - место контакта между двумя нейронами или между нейроном и получающей сигнал эффекторнойклеткой. Служит для передачи между двумя клетками, причём в ходе синаптической передачи амплитуда и частота сигнала могут регулироваться. Одни синапсывызывают деполяризацию нейрона, другие - гиперполяризацию; первые являются возбуждающими, вторые - тормозными. Обычно для возбуждения нейрона необходимо раздражение от нескольких возбуждающих синапсов.
Термин был введён в 1897 г. английским физиологом Чарльзом Шеррингтоном.
Классификация
Структурная классификация
На основании числа и расположения дендритов и аксона нейроны делятся на безаксонные, униполярные нейроны, псевдоуниполярные нейроны, биполярные нейроны и мультиполярные (много дендритных стволов, обычно эфферентные) нейроны.
Безаксонные нейроны - небольшие клетки, сгруппированы вблизи в межпозвоночных ганглиях, не имеющие анатомических признаков разделения отростков на дендриты и аксоны. Все отростки у клетки очень похожи. Функциональное назначение безаксонных нейронов слабо изучено.
Униполярные нейроны - нейроны с одним отростком, присутствуют, например в сенсорном ядре тройничного нерва в .
Биполярные нейроны - нейроны, имеющие один аксон и один дендрит, расположенные в специализированных сенсорных органах - сетчатке глаза, обонятельном эпителии и луковице, слуховом и вестибулярном ганглиях.
Мультиполярные нейроны - нейроны с одним аксоном и несколькими дендритами. Данный вид нервных клеток преобладает в .
Псевдоуниполярные нейроны - являются уникальными в своём роде. От тела отходит один отросток, который сразу же Т-образно делится. Весь этот единый тракт покрыт миелиновой оболочкой и структурно представляет собой аксон, хотя по одной из ветвей возбуждение идёт не от, а к телу нейрона. Структурно дендритами являются разветвления на конце этого (периферического) отростка. Триггерной зоной является начало этого разветвления (то есть находится вне тела клетки). Такие нейроны встречаются в спинальных ганглиях.
Функциональная классификация
По положению в рефлекторной дуге различают афферентные нейроны (чувствительные нейроны), эфферентные нейроны (часть из них называется двигательными нейронами, иногда это не очень точное название распространяется на всю группу эфферентов) и интернейроны (вставочные нейроны).
Афферентные нейроны (чувствительный, сенсорный или рецепторный). К нейронам данного типа относятся первичные клетки и псевдоуниполярные клетки, у которых дендриты имеют свободные окончания.
Эфферентные нейроны (эффекторный, двигательный или моторный). К нейронам данного типа относятся конечные нейроны - ультиматные и предпоследние - не ультиматные.
Ассоциативные нейроны (вставочные или интернейроны) - группа нейронов осуществляет связь между эфферентными и афферентными, их делят на интризитные, комиссуральные и проекционные.
Секреторные нейроны - нейроны, секретирующие высокоактивные вещества (нейрогормоны). У них хорошо развит комплекс Гольджи, аксон заканчивается аксовазальными синапсами.
Морфологическая классификация
Морфологическое строение нейронов многообразно. В связи с этим при классификации нейронов применяют несколько принципов:
- учитывают размеры и форму тела нейрона;
- количество и характер ветвления отростков;
- длину нейрона и наличие специализированных оболочек.
По форме клетки, нейроны могут быть сферическими, зернистыми, звездчатыми, пирамидными, грушевидными, веретеновидными, неправильными и т. д. Размер тела нейрона варьирует от 5 мкм у малых зернистых клеток до 120-150 мкм у гигантских пирамидных нейронов. Длина нейрона у человека составляет от 150 мкм до 120 см.
По количеству отростков выделяют следующие морфологические типы нейронов:
- униполярные (с одним отростком) нейроциты, присутствующие, например, в сенсорном ядре тройничного нерва в ;
- псевдоуниполярные клетки, сгруппированные вблизи в межпозвоночных ганглиях;
- биполярные нейроны (имеют один аксон и один дендрит), расположенные в специализированных сенсорных органах - сетчатке глаза, обонятельном эпителии и луковице, слуховом и вестибулярном ганглиях;
- мультиполярные нейроны (имеют один аксон и несколько дендритов), преобладающие в ЦНС.
Развитие и рост нейрона
Нейрон развивается из небольшой клетки-предшественницы, которая перестаёт делиться ещё до того, как выпустит свои отростки. (Однако, вопрос о делении нейронов в настоящее время остаётся дискуссионным) Как правило, первым начинает расти аксон, а дендриты образуются позже. На конце развивающегося отростка нервной клетки появляется утолщение неправильной формы, которое, видимо, и прокладывает путь через окружающую ткань. Это утолщение называется конусом роста нервной клетки. Он состоит из уплощенной части отростка нервной клетки с множеством тонких шипиков. Микрошипики имеют толщину от 0,1 до 0,2 мкм и могут достигать 50 мкм в длину, широкая и плоская область конуса роста имеет ширину и длину около 5 мкм, хотя форма её может изменяться. Промежутки между микрошипиками конуса роста покрыты складчатой мембраной. Микрошипики находятся в постоянном движении - некоторые втягиваются в конус роста, другие удлиняются, отклоняются в разные стороны, прикасаются к субстрату и могут прилипать к нему.
Конус роста заполнен мелкими, иногда соединёнными друг с другом, мембранными пузырьками неправильной формы. Непосредственно под складчатыми участками мембраны и в шипиках находится плотная масса перепутанных актиновых филаментов. Конус роста содержит также митохондрии, микротрубочки и нейрофиламенты, имеющиеся в теле нейрона.
Вероятно, микротрубочки и нейрофиламенты удлиняются главным образом за счёт добавления вновь синтезированных субъединиц у основания отростка нейрона. Они продвигаются со скоростью около миллиметра в сутки, что соответствует скорости медленного аксонного транспорта в зрелом нейроне. Поскольку примерно такова и средняя скорость продвижения конуса роста, возможно, что во время роста отростка нейрона в его дальнем конце не происходит ни сборки, ни разрушения микротрубочек и нейрофиламентов. Новый мембранный материал добавляется, видимо, у окончания. Конус роста - это область быстрого экзоцитоза и эндоцитоза, о чём свидетельствует множество находящихся здесь пузырьков. Мелкие мембранные пузырьки переносятся по отростку нейрона от тела клетки к конусу роста с потоком быстрого аксонного транспорта. Мембранный материал, видимо, синтезируется в теле нейрона, переносится к конусу роста в виде пузырьков и включается здесь в плазматическую мембрану путём экзоцитоза, удлиняя таким образом отросток нервной клетки.
Росту аксонов и дендритов обычно предшествует фаза миграции нейронов, когда незрелые нейроны расселяются и находят себе постоянное место.
Человеческий организм состоит из триллионов клеток, один только мозг содержит примерно 100 миллиардов нейронов, самых разных форм и размеров. Возникает вопрос, а как устроена нервная клетка, и чем она отличается от других клеток организма?
Устройство нервной клетки человека
Как большинство других клеток человеческого тела, нервные клетки имеют ядра. Но по сравнению с остальными, они являются уникальными, так как у них есть длинные, нитевидные ответвления, по которым передаются нервные импульсы.
Клетки нервной системы похожи на другие, так как также окружены клеточной мембраной, имеют ядра, содержащие гены, цитоплазму, митохондрии и другие органеллы. Они участвуют в таких фундаментальных клеточных процессах, как синтез белка и выработка энергии.
Нейроны и нервные импульсы
Состоит из - это пучок нервных клеток. Нервная клетка, передающая определенную информацию, называется нейрон. Данные, которые переносят нейроны, называются нервными импульсами. Подобно электрическим импульсам, они переносят информацию с невероятной скоростью. Быструю передачу сигналов обеспечивают аксоны нейронов, покрытые специальной миелиновой оболочкой.
Эта оболочка покрывает аксон подобно пластиковому покрытию на электрических проводах и позволяет нервным импульсам перемещаться быстрее. Что представляет собой нейрон? Он имеет особую форму, которая позволяет передать сигнал от одной клетки к другой. Нейрон состоит из трех основных частей: тела клетки, множества дендритов и одного аксона.
Типы нейронов
Нейроны обычно классифицируются на основании той роли, которую они играют в организме. Известны два основных типа нейронов - сенсорные и моторные. Сенсорные нейроны проводят нервные импульсы от органов чувств и внутренних органов в Моторные нейроны, наоборот, несут нервные импульсы от ЦНС к органам, железам и мышцам.
Клетки нервной системы устроены таким образом, что оба типа нейронов работают сообща. Сенсорные нейроны несут информацию о внутренней и внешней среде. Эти данные используются для отправки сигналов через моторные нейроны, чтобы сообщить организму, как ему стоит реагировать на полученную информацию.
Синапс
Место, где аксон одного нейрона отвечает дендритам другого, называется синапсом. Нейроны связываются друг с другом посредством электрохимического процесса. При этом в реакцию вступают химические вещества, которые называются нейротрансмиттерами.
Тело клетки
Устройство нервной клетки предполагает наличие в теле клетки ядра и других органелл. Дендриты и аксоны, подключенные к телу клетки, напоминают лучи, исходящие от солнца. Дендриты получают импульсы от других нервных клеток. Аксоны передают нервные импульсы к другим клеткам.
Один нейрон может иметь тысячи дендритов, поэтому он может общаться с тысячами других клеток. Аксон покрыт миелиновой оболочкой - жировым слоем, который его изолирует и позволяет передавать сигнал намного быстрее.
Митохондрии
Отвечая на вопрос, как устроена нервная клетка, важно отметить элемент, отвечающий за поставку метаболической энергии, которая затем может легко утилизироваться. В этом процессе первостепенную роль играют митохондрии. Эти органеллы имеют собственную наружную и внутреннюю мембрану.
Основным источником энергии для нервной системы является глюкоза. Митохондрии содержат ферменты, необходимые для преобразования глюкозы в макроэргические соединения, главным образом в молекулы аденозинтрифосфата (АТФ), которые затем могут транспортироваться в другие районы тела, которые нуждаются в их энергии.
Ядро
Сложный процесс синтеза белка начинается в ядре клетки. Ядро нейрона содержит генетическую информацию, которая хранится в виде закодированных строк дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Каждая содержит для всех клеток в организме.
Именно в ядре начинается процесс построения белковых молекул, путем написания соответствующей части кода ДНК на комплементарных молекулах рибонуклеиновой кислоты (РНК). Выпущенные из ядра в межклеточную жидкость, они запускают процесс синтеза белка, в котором также принимают участие так называемые ядрышки. Это отдельная структура внутри ядра, отвечающая за построение молекулярных комплексов, называемых рибосомами, которые участвуют в синтезе белка.
Знаете ли вы, как устроена нервная клетка?
Нейроны - это самые живучие и длинные клетки в организме! Некоторые из них сохраняются в человеческом теле в течение всей жизни. Другие клетки умирают, их заменяют новые, а вот многие нейроны замене не подлежат. С возрастом их становится все меньше. Отсюда и пошло выражение о том, что нервные клетки не восстанавливаются. Однако данные исследований конца 20 века доказывают обратное. В одной из областей мозга, гиппокампе, новые нейроны могут вырасти даже у взрослых людей.
Нейроны могут быть довольно большими и составлять в длину несколько метров (кортикоспинальные и афферентные). В 1898 году известный специалист по нервной системе Камилло Гольджи сообщил о своем открытии - лентовидном аппарате, специализирующимся на нейронах в мозжечке. Этот прибор теперь носит имя своего создателя и известен как «аппарат Гольджи».
Из того, как устроена нервная клетка, следует ее определение как основного структурно-функционального элемента нервной системы, изучение простых принципов которой может служить ключом к решению многих проблем. В основном это касается автономной нервной системы, которая включает в себя сотни миллионов связанных между собой клеток.
Основными функциями нервной клетки являются восприятие внешних раздражении (рецепторная функция), их переработка (интегративная функция) и передача нервных влияний на другие нейроны или различные рабочие органы (эффекторная функция).
Особенности осуществления этих функций позволяют разделить все нейроны центральной нервной системы на 2 большие группы:
1) клетки, передающие информацию на большие расстояния (из одного отдела центральной нервной системы в другой, от периферии к центру, от центров к исполнительному органу). Это крупные, афферентные и эфферентные нейроны, имеющие на своем теле и отростках большое количество синапсов, как возбуждающих, так и тормозящих, и способные к сложным процессам переработки поступающих через них влиянии;
2) клетки, обеспечивающие межнейроальные связи в пределах ограниченных нервных структур (промежуточные нейроны спинного мозга, коры больших полушарий и др.). Это мелкие клетки, воспринимающие нервные влияния только через возбуждающие синапсы. Эти клетки не способны к сложным процессам интеграции локальных синаптических влияний потенциалов, они служат передатчиками возбуждающих или тормозящих влияний на другие нервные клетки.
Воспринимающая функция нейрона. Все раздражения, поступающие в нервную систему, передаются на нейрон через определенные участки его мембраны, находящиеся в области синаптических контактов. В большинстве нервных клеток эта передача осуществляется химическим путем с помощью медиаторов. Ответом нейронов на внешнее раздражение является изменение величины, мембранного потенциала.
Чем больше синапсов на нервной клетке, тем больше воспринимается различных раздражений и, следовательно, шире сфера влияний на ее деятельность и возможность участия нервной клетки в разнообразных реакциях организма. На телах крупных мотонейронов спинного мозга насчитывают до 15000—20000 синапсов. Разветвления аксонов могут образовывать синапсы на дендритах (аксодендритические синапсы) и на соме (теле) нервных клеток (аксосоматические синапсы), в ряде случаев—на аксоне (аксоаксональные синапсы). Наибольшее число (до 50%) синапсов находится на дендритах. Особенно густо они покрывают средние части и окончания дендритных отростков, причем многие контакты расположены на специальных шипиковидных выростах, или шипиках (рис. 44), которые еще больше увеличивают воспринимающую поверхность нейрона. В мотонейронах спинного мозга и пирамидных клетках коры поверхность дендритов в 10—20 раз больше поверхности тела клетки.
Чем сложнее интегративная функция нейрона, тем большее развитие имеют аксодендритические синапсы (в первую очередь те, которые расположены на шипиках). Особенно они характерны для нейрональных связей пирамидных клеток в коре больших полушарий.
Промежуточные нейроны (например, звездчатые клетки коры) таких шипиков лишены.
Приходящие в пресинаптическую часть контакта нервные импульсы вызывают опорожнение синоптических пузырьков с выведением медиатора в синаптическую щель (рис. 45). Веществами, передающими нервные влияния в синапсах нервных клеток, или медиаторами, могут быть ацетилхолин (в некоторых клетках спинного мозга, в вегетативных ганглиях), норадреналин (в окончаниях симпатических нервных волокон, в гипоталамусе), некоторые аминокислоты и др. Диаметр пузырьков примерно равен ширине синаптической щели. В клетках передней центральной извилины коры больших полушарий у людей 18 — 30 лет синаптические пузырьки имеют диаметр 250 — 300 ангстрем при ширине синаптической щели 200 — 300 ангстрем. Выделение медиатора облегчается тем, что синаптические пузырьки скапливаются вблизи от синаптической щели— в так называемых активных, или оперативных, зонах. Чем больше нервных импульсов проходит через синапс, тем больше пузырьков перемещается в эту зону и прикрепляется к пресинаптической мембране. В результате облегчается выделение медиатора последующими нервными импульсами.
Эффекты, возникающие при активации синапса, могут быть возбуждающими или тормозящими. Это зависит от качества медиатора и свойств постсинаптической мембраны. Возбуждающие нейроны выделяют возбуждающий медиатор, а тормозные — тормозной. Кроме того, один и тот же медиатор может оказывать различное воздействие в разных органах (например ацетилхолин возбуждает скелетные мышечные волокна и тормозит сердечные).
В состоянии покоя мембрана поляризована: снаружи регистрируется положительный заряд, а внутри — отрицательный. В нервной клетке мембранный потенциал покоя равен примерно 70 мв.
При возбуждающих влияниях увеличение проницаемости мембраны обусловливает вхождение положительно заряженных ионов натрия в клетку и, следовательно, уменьшение разности потенциалов по обе стороны мембраны, т. е. ее деполяризацию. В постсинаптической мембране данного участка клетки при этом регистрируется небольшое отрицательное колебание мембранного потенциала с амплитудой около 10 мв, или возбуждающий постсинаптический потенциал (сокращенно ВПСП), нарастающий примерно за 1, 2 мсек. до своего максимума и затем убывающий.
При тормозных воздействиях проницаемость мембраны увеличивается незначительно — главным образом для ионов калия (диаметр гидратированного иона калия меньше, чем диаметр иона натрия). Поскольку ионов калия больше внутри клетки, они выходят из нее наружу, увеличивая поляризацию мембраны, т. е. вызывают ее гиперполяризацию. При этом регистрируется положительное колебание с амплитудой около 5 мв — тормозной постсинаптический потенциал (сокращенно ТПСП). Обычно ВПСП и ТПСП длятся всего несколько миллисекунд. Однако в некоторых нейронах головного мозга постсинаптические потенциалы могут иметь значительно большую длительность: ВПСП — до 80 мсек., ТПСП — более 100 мсек.