Найбільше досягнення еволюції – головний мозок і розвинена нервова система організмів, зі все ускладнюється інформаційною мережею, що ґрунтується на хімічних реакціях. Нервовий імпульс, який біжить по відростках нейронів, – квінтесенція складної діяльності людини. У них виникає імпульс, за ним він рухається і саме нейрони їх аналізують. Відростки нейрона – головна функціональна частина цих специфічних клітин нервової системи, про них і піде мова.

Походження нейронів

Питання походження спеціалізованих клітин відкритий і сьогодні. Є щонайменше три теорії на цей рахунок - Клейненберга (Kleinenberg, 1872), братів Гертвиг (Hertwig, 1878) і Заварзіна (Заварзін, 1950). Всі вони зводяться до того, що нейрони виникли з первинних чутливих эктодермальних клітин, а їх попередниками були глобулярні білки, які об'єдналися в пучки. Білки, згодом одержали клітинну мембрану, виявилися здатними до сприйняття подразнення, генерації та проведення збудження.

Сучасні уявлення про структуру нейрона і відростків

Спеціалізована клітина нервової тканини складається з:

Соми або тіла нейрона, в якій знаходяться органели, нейрофибрилли і ядро.

Безлічі коротких відростків нейрона, які називаються дендритами. Їх функція – сприйняття збудження.

Одного довгого відростка нейрона – аксона, покритого як «муфтою» мієлінової оболонкою. Головна функція аксона – проведення збудження.

Всі структури нейрона мають різне будова мембран і всі вони абсолютно різні. Серед безлічі нейронів (в нашому мозку їх приблизно 25 мільярдів) немає абсолютних двійників як за зовнішніми ознаками, так і за будовою і, що найголовніше, за специфікою функціонування.

Короткі відростки нейронів: будова і функції

Тіло нейрона має безліч коротких і розгалужених відростків, які називають дендритна дерево або із дендритних регіон. Всі дендрити мають безліч відгалужень і точок зіткнення з іншими нейронами. Ця мережа сприйняття підвищує рівень збору інформації з навколишнього нейрон середовища. Всі дендрити володіють наступними особливостями:

Вони відносно короткі – до 1 міліметра.

У них немає мієлінової оболонки.

Ці відростки нейрона характеризуються наявністю рибонуклеотидов, ендоплазматичного ретикулума і розгалуженої мережі мікротрубочок, що володіє своєю унікальністю.

Мають специфічні відростки – шипики.

Шипики дендритів

Ці вирости мембрани дендритів можуть перебувати на всій їх поверхні у великій кількості. Це додаткові точки контакту (синапси) нейрона, у багато разів збільшують площу міжнейрональних контактів. Крім розширення сприймаючої поверхні, вони відіграють важливу роль у ситуації неочікуваних екстремальних впливів (наприклад, при отруєннях або ішемії). Кількість їх у таких випадках різко змінюється в бік збільшення або зменшення і стимулює організм збільшувати або зменшувати швидкість і кількість процесів метаболізму.

Проводить відросток

Довгий відросток нейрона називається аксон (???? – вісь, грец.), його ще називають осьовим циліндром. У місці освіти аксона на тілі нейрона є горбик, який грає важливу роль у формуванні нервового імпульсу. Саме тут підсумовується потенціал дії, що надійшов від всіх дендритів нейрона. У структурі аксона є мікротрубочки, але майже немає органел. Харчування і зростання цього відростка повністю залежить від тіла нейронів. При пошкодженнях аксона їх периферична частина гине, а тіло і решта залишаються життєздатними. І іноді нейрон може відростити новий аксон. Діаметр аксона всього кілька мікрометрів, а от довжина може досягати 1 метра. Такі, наприклад, аксони нейронів спинного мозку, які іннервують кінцівки людини.

Миелинизация аксона

Оболонка довгих відростків нейрона утворена клітинами Шванна. Ці клітини обхоплюють ділянки аксона, а їх язичок обгортається навколо нього. Цитоплазма клітин Шванна майже повністю втрачається і залишається тільки мембрана з ліпопротеїдів (мієліну). Призначення мієлінової оболонки довгих відростків тел нейрона – забезпечення електричної ізоляції, що приводить до збільшення швидкості нервового імпульсу (з 2 м/с до 120 м/сек.). Оболонка має розриви – перетяжки Ранвье. У цих місцях імпульс, як струм гальванічного характеру, вільно виходить у середу і входить назад. І саме в перетяжках Ранвье відбувається виникнення потенціалу дії. Таким чином, імпульс рухається по аксону стрибками від перетяжки до перетяжку. Мієлін білого кольору, саме це послужило критерієм для поділу нервового речовини на сіре (тіла нейронів) і біле (провідні шляхи).

Кущики аксона

У своєму закінчення, аксон багаторазово розгалужуються і формує кущик. На закінчення кожної гілочки знаходиться синапс – це місце контакту аксона з іншим аксоном, дендритом, тілом нейронів або соматичними клітинами. Таке повторне галуження дозволяє досягти множинної іннервації і дублювання передачі імпульсу.

Синапс – місце передачі нервового імпульсу

Синапси – унікальні освіти нейронів, де сигнал передається за допомогою речовин, які називаються медіаторами. Потенціал дії (нервовий імпульс) досягає закінчення відростка – аксонного потовщення, яке називається пресинаптической областю. Тут знаходяться численні бульбашки з медіаторами (везикули). Нейромедіатори – біологічно активні молекули, призначені для передачі нервового імпульсу (наприклад, ацетилхолін в м'язових синапсах). Коли трансмембранний струм у вигляді потенціалу дії доходить до синапсу, він стимулює роботу мембранних насосів, і в клітину надходять іони кальцію. Вони ініціюють розрив везикул, медіатор надходить в синаптичну щілину і зв'язується з рецепторами постсинаптической мембрани наступника імпульсу. Це взаємодія запускає роботу натрій-калієвих насосів мембрани, і виникає новий потенціал дії, ідентичний попередньому.

Аксон і клітина-мішень

У процесі ембріогенезу і постембріогенезу організму нейрони відрощують аксони до тих клітин, які повинні ними иннервироваться. І зростання це строго спрямований. Механізми росту нейронів відкриті не так давно, і їх часто порівнюють з господарем, що ведуть на повідку собачку. У нашому випадку господар – тіло нейрона, поводок – аксон, а собачка – точка зростання аксона з псевдоподиями (ложноножками). Орієнтування і вибір напрямку росту аксона залежить від безлічі факторів. Механізм цей складний і багато в чому ще не до кінця вивчений. Але факт залишається фактом – аксон досягає саме своєї клітини-мішені, а відростки рухового нейрона, який відповідає за мізинець, відросте саме в м'язи мізинця.

Закони роботи аксона

При проведенні нервового імпульсу по аксонах працює чотири головних закону:

Закон анатомо-фізіологічної цілісності. Проведення можливе лише по неушкодженим відростках нейронів. До цього правила відноситься і пошкодження в результаті зміни проникності мембран (під дією наркотиків або отрут).

Закон ізоляції збудження. Один аксон – проведення збудження. Аксони не діляться один з одним нервовими імпульсами.

Закон одностороннього проведення. Аксон проводить імпульс або відцентрово, або центростремительно.

Закон відсутності втрат. Це властивість бездекрементности – при проведенні імпульсу він не затихає і не змінюється.

Різновиди нейронів

Зірчасті нейрони, пірамідальні, зернисті, корзинчаті – такими вони можуть бути за формою тіла. За кількістю відростків нейрони бувають: біполярні (по одному дендриту і аксона) і мультиполярние (один аксон і безліч дендритів). По функціоналу сенсорні нейрони, вставні і виконавчі (моторні і рухові). Виділяють нейрони типу Гольджи 1 і типу Гольджи 2. Ця класифікація заснована на довжині відростка нейрона аксона. Перший тип – це коли аксон виходить далеко за область розташування тіла (пірамідні нейрони кори великих півкуль). Другий тип – аксон знаходиться в тій же зоні, що і тіло (нейрони мозочка).