Нейрон, або нервова клітина, є основним елементом нервової системи. Саме нейрони відповідають за те, що ми відчуваємо біль, чи можемо ми прочитати цей текст на даний момент, і завдяки їм можливо рухати рукою, ногою або будь-якою іншою частиною тіла. Складна структура та фізіологія нейронів дозволяють нейронам виконувати такі надзвичайно важливі функції. Отже, як побудована нервова клітина і які її функції?
Зміст
- Нейрон (нервова клітина): розвиток
- Нейрон (нервова клітина): загальна будова
- Нейрон (нервова клітина): типи
- Нейрон (нервова клітина): функції
- Потенціал відпочинку та дії - передача імпульсу
- Деполяризація та гіперполяризація
- Гіпертонія - дієта
- Нейронні мережі
Нейрони (нервові клітини), поряд з гліальними клітинами, є основними будівельними блоками нервової системи. Світ почав дізнаватися про складну будову та функції нервових клітин переважно після 1937 р. - саме тоді Дж. З. Янг запропонував проводити роботу над властивостями нейронів на клітинах кальмарів (оскільки вони набагато більші за клітини людини, всі експерименти на них безумовно проводяться). легше).
У наш час, звичайно, можна проводити дослідження навіть на найдрібніших людських клітинах, але в той час тваринна модель суттєво сприяла відкриттю фізіології нервових клітин.
Нейрон є основним будівельним блоком нервової системи, і складність нервової системи по суті залежить від того, скільки цих клітин знаходиться в організмі.
Наприклад, нематоди, які досліджуються в різних лабораторіях, мають лише 300 нейронів.
У відомої плодової мухи, безумовно, більше нервових клітин, близько ста тисяч. Це число є нічим, якщо врахувати, скільки нейронів має людина - за оцінками, їх у нервовій системі людини кілька мільярдів.
Нейрон (нервова клітина): розвиток
Процес утворення нервових клітин відомий як нейрогенез. Взагалі, в організмі, що розвивається (особливо протягом внутрішньоутробного життя), нейрони виникають із нервових стовбурових клітин, а ті нервові клітини, які виникають тоді, як правило, більше не зазнають клітинного поділу.
Раніше вважалося, що після розвитку у людини нові нервові клітини взагалі не утворюються. Таке переконання вказувало на те, наскільки небезпечні всі хвороби, що призводять до втрати нервових клітин (ми тут говоримо, наприклад, про різні нейродегенеративні захворювання).
Однак зараз відомо, що в певних областях мозку можливо створювати нові нейрони навіть у зрілому віці - такі регіони виявилися гіпокампу та нюхової цибулини.
Нейрон (нервова клітина): загальна будова
Нейрон можна розділити на три частини:
- тіло нервових клітин (перикаріон)
- дендрити (множинні, як правило, невеликі виступи, що йдуть від перикаріону)
- аксон (єдиний довгий придаток, що виходить від тіла нервової клітини)
Тіло нервової клітини, як і інші її частини, вкрите клітинною мембраною. Він містить усі основні клітинні органели, такі як:
- ядро клітини
- рибосоми
- ендоплазматичний ретикулум (агрегати сітки з багато розсіяними всередині неї рибосомами називаються гранулами Нісселя - вони характерні для нервових клітин і присутні в них завдяки тому, що нейрони виробляють багато білків)
Дендрити в першу чергу відповідають за отримання інформації, що надходить до нервової клітини. На їх кінцях багато синапсів. На одній нервовій клітині може бути лише кілька дендритів, і їх може бути стільки, що вони з часом становлять до 90% всієї поверхні даного нейрона.
Аксон, у свою чергу, є набагато іншою структурою. Це єдиний придаток, який простягається від тіла нервової клітини. Довжина аксона може бути надзвичайно різною - так само, як деякі з них мають лише кілька міліметрів, в людському тілі ви можете знайти аксони набагато більше метра.
Роль аксона полягає в передачі сигналу, який отримали дендрити, в інші нервові клітини. Деякі з них покриті спеціальною оболонкою - вона називається мієліновою оболонкою, і вона забезпечує набагато швидшу передачу нервових імпульсів.
Тіла нервових клітин можна знайти в суворо визначених структурах нервової системи: вони в основному присутні в центральній нервовій системі, а в периферичній нервовій системі - вони також розташовані в т.зв. ганглії. Скупчення аксонів, які походять із багатьох різних нервових клітин і покриті відповідними мембранами, у свою чергу називаються нервами.
Нейрон (нервова клітина): типи
Існує щонайменше кілька відділів нервових клітин. Нейрони можна розділити, наприклад, за їх будовою, де виділяють:
- однополюсні нейрони: названі так, оскільки вони мають лише одне продовження
- біполярні нейрони: нервові клітини, що мають один аксон і один дендрит
- багатополярні нейрони: вони мають три або багато більше розширень
Інший поділ нейронів заснований на довжині їх аксонів. У цьому випадку перелічено:
- Проекційні нейрони: вони мають надзвичайно довгі аксони, що дозволяють їм посилати імпульси до частин тіла, навіть дуже віддалених від їх перикаріонів
- нейрони з короткими аксонами: їх завдання - передавати збудження лише між нервовими клітинами, розташованими в безпосередній близькості від них
Однак зазвичай найбільш підходящий поділ нервових клітин заснований на їх функції в організмі. У цьому випадку існує три типи нервових клітин:
- рухові нейрони (також відомі як відцентрові або еферентні): вони відповідають за передачу імпульсів від центральної нервової системи до виконавчих структур, наприклад до м’язів і залоз
- сенсорні нейрони (також відомі як доцентрові, аферентні): вони сприймають різні типи сенсорних подразників, в т.ч. тепловий, дотик або запах і передають отриману інформацію структурам центральної нервової системи
- асоціативні нейрони (також відомі як інтернейрони, проміжні нейрони): вони є посередниками між сенсорними та руховими нейронами, як правило, їх роль полягає в передачі інформації між різними нервовими клітинами
Нейрони також можна розділити через спосіб виділення нейромедіаторів (ці речовини - про які піде мова пізніше - відповідають за можливість передачі інформації між нейронами).
При такому підході можна перелічити, серед інших:
- дофамінергічні нейрони (секретуючи дофамін)
- холінергічні нейрони (вивільнення ацетилхоліну)
- норадренергічні нейрони (секретують норадреналін)
- серотонінергічні нейрони (вивільняє серотонін)
- Ергічні нейрони ГАМК (вивільнення ГАМК)
Нейрон (нервова клітина): функції
В основному про основні функції нейрона вже згадувалося раніше: ці клітини відповідають за прийом і передачу нервових імпульсів. Однак це робиться не як глухий телефон, де клітини розмовляють між собою, а через складні процеси, на які просто варто подивитися.
Передача імпульсів між нейронами можлива завдяки специфічним зв’язкам між ними - синапсами. В організмі людини існує два типи синапсів: електричний (яких порівняно мало) і хімічний (домінуючий, саме з цим пов’язані нейромедіатори).
У синапсі є три частини:
- пресинаптичне припинення
- синаптична щілина
- постсинаптичне припинення
Пресинаптичний кінець - це місце, звідки вивільняються нейромедіатори - вони йдуть до синаптичної щілини. Там вони можуть зв'язуватися з рецепторами в постсинаптичному терміналі. Зрештою, після стимуляції нейромедіаторами може збуджуватися збудження і, нарешті, передача інформації від однієї нервової клітини до іншої.
Потенціал відпочинку та дії - передача імпульсу
Потенціал відпочинку та дії - передача імпульсу
Тут варто згадати ще одне явище, пов’язане з передачею сигналів між нервовими клітинами, - потенціал дії.
Фактично, коли він генерується, він починає поширюватися вздовж аксона і може досягти точки, коли нейромедіатор буде вивільнений з його кінця - це пресинаптичне закінчення, завдяки якому збудження буде поширюватися далі.
Нервові клітини, які в даний час не посилають жодних імпульсів, тобто дещо відпочивають, мають т. Зв потенціал спокою - залежить від різниці в концентраціях різних катіонів між внутрішньою частиною нервової клітини та зовнішнім середовищем.
Основними причинами такої різниці є катіони натрію (Na +), калію (K +) та хлориду (Cl-).
Взагалі, внутрішня частина нейрона заряджена негативно по відношенню до своєї зовнішньої - коли хвиля збудження досягає її, ця ситуація змінюється, і він стає набагато позитивніше зарядженим.
Коли заряд усередині нейрона досягає значення, відомого як пороговий потенціал, спрацьовує збудження - імпульс «вистрілює» по всій довжині аксона.
Тут слід підкреслити, що нервові клітини завжди посилають один і той же тип імпульсу - незалежно від того, наскільки сильною є стимуляція, що доходить до них, вони завжди реагують з однаковою силою (навіть згадується, що вони посилають імпульси за принципом "все або нічого" ).
Деполяризація та гіперполяризація
Постійно згадується, що коли нейромедіатори досягають нервової клітини через синапси, це призводить до передачі нервового імпульсу. Однак такий опис був би брехнею - нейромедіатори поділяються на збудливі та гальмівні двома способами.
Перші з них насправді призводять до деполяризації, в результаті якої відбувається передача інформації між нервовими клітинами.
Однак існують також гальмівні нейромедіатори, які - потрапляючи до нейрона - призводять до гіперполяризації (тобто зниження потенціалу нервової клітини), а це означає, що нейрон стає набагато менш здатним передавати імпульси.
На відміну від зовнішнього вигляду, пригнічення нервових клітин надзвичайно важливо - саме завдяки цьому можлива регенерація або «відпочинок» нервових клітин.
Нейронні мережі
Обговорюючи функції нервових клітин, тут варто згадати, що важливі не окремі нейрони, а цілі їх мережі. В організмі людини є виключно багато так званих нейронні мережі. Вони можуть включати, наприклад, сенсорний нейрон, інтернейрон та руховий нейрон. Щоб проілюструвати роботу такої мережі, можна навести приклад ситуації: випадково доторкнувшись до гніту палаючої свічки рукою.
Про те, що ми це зробили, повідомляє сенсорний нейрон - він отримує сенсорні подразники, пов'язані з високою температурою. Він передає інформацію далі - зазвичай робить це за допомогою інтернейрону, завдяки чому повідомлення про шкідливий подразник досягає структур центральної нервової системи. Там він обробляється, і нарешті - завдяки руховому нейрону - з відповідних м’язів надходить сигнал, що призводить до того, що ми інстинктивно відводимо руку від запаленого гніту.
Тут описаний досить простий приклад нейронної мережі, але він, мабуть, показує, наскільки складні стосунки між окремими нейронами і чому нервові клітини та їх функція так важливі для функціонування людини.
Джерела:
- Лодіш Х. та співавт., "Огляд будови та функції нейронів", Молекулярно-клітинна біологія. 4-е видання, Нью-Йорк, 2000
- Краус, П. Сосновський (ред.), Основи фізіології людини, Вид. Науковий університет Познані, 2009, Познань, с. 258-274
- Будова мозку
- Периферична нервова система
- Спинний мозок
