Нейрон

Каждая нервная клетка являет ся анатомической, генетической и метаболической еди ницей так же, как и клетки других тканей организ ма.

Понятие, что одиночная нервная клетка служит основной функциональной единицей, сменилось пред ставлением о том, что такой функциональной едини цей является ансамбль тесно связанных друг с дру гом нейронов . Нервная система состоит из популя ций таких единиц, которые организованы в функци ональные объединения разной степени сложности. В нервной системе человека содержится около 100 млрд нервных клеток . Поскольку каждая нервная клетка функционально связана с тысячами других нейронов, то количество возможных вариантов таких связей близко к бесконечности.

Нервную клетку следует рас сматривать как один из уровней организации нерв ной системы, связующих молекулярный, синаптичес кие, субклеточные уровни с надклеточными уровнями локальных нейронных сетей нервных центров и фун кциональных систем мозга, организующих поведение.

Нервные клетки выполняют ряд общих неспецифи ческих функций, направленных на поддержание соб ственных процессов организации. Это обмен вещества ми с окружающей средой, образование и расходование энергии, синтез белков и др. Кроме того, нервные клет ки выполняют свойственные только им специфичес кие функции по восприятию, переработке и хранению информации.

Нейроны способны воспринимать инфор мацию, перерабатывать (кодировать) ее, быстро пере давать информацию по конкретным путям, организо вывать взаимодействие с другими нервными клетка ми, хранить информацию и генерировать ее. Для вы полнения этих функций нейроны имеют полярную организацию с разделением входов и выходов и содер жат ряд структурно-функциональных частей. Тело нейрона, которое связано с отростками, яв ляется центральной частью нейрона и обеспечивает питанием остальные части клетки. Тело покрыто сло истой мембраной, которая представляет собой два слоя липидов с противоположной ориентацией, образую щих матрикс, в который заключены белки. Часть мем бранных белков является гликопротеинами с полиса харидными цепочками, выступающими над наруж ной поверхностью мембраны. Они вместе с углевода ми образуют гликокаликс тонкий слой на поверх ности клеточной мембраны, который заполняет меж клеточные щели и способствует созданию связей меж ду нейронами, распознаванию клеток, регуляции диф фузии через мембрану, обмену с внешней средой. Тело нейрона имеет ядро или ядра, содержащие генети ческий материал . Ядро регулирует синтез белков во всей клетке и контролирует дифференцирование молодых нервных клеток. При усилении активности нейрона увеличи вается площадь ядра и активизируются ядерноплазменные отношения. В цитоплазме тела нейрона содержится большое количество рибосом. Одни рибо сомы располагаются свободно в цитоплазме по одной или образуют скопления «розетки», где.синтези руются белки, которые остаются в клетке.

Другие Рибосомы прикрепляются к эндоплазматическому ретикулюму, представляющему внутреннюю систему мембран, канальцев, пузырьков.

Прикрепленные к мембранам рибосомы синтезируют белки, которые потом транспортируются из клетки.

Скопления эн доплазматического ретикулюма со встроенными в него рибосомами составляют характерное для тел нейро нов образование субстанцию Ниссля.

Скопления гладкого эндоплазматического ретикулюма, в кото рые не встроены рибосомы, составляют сетчатый ап парат Голъджи; предполагается, что он имеет значе ние для секреции нейромедиаторов и нейромодуляторов.

Лизосомы представляют собой заключенные в мембраны скопления различных гидролитических ферментов, расщепляющих множество внутрии вне клеточнолокализоважных веществ и участвующих в процессах фагоцитоза и экзоцитоза.

Важными орга неллами нервных клеток являются митохондрии основные структуры энергообразования. На внутрен ней мембране митохондрии содержатся все ферменты цикла лимонной кислоты важнейшего звена аэроб ного пути расщепления глюкозы, который в десятки раз эффективней анаэробного пути.

Ферменты цепи переноса электронов создают энергию, которая идет на образование АТФ и АДФ. Важной особенностью энергетического обмена нервных клеток является от сутствие собственных углеводов в форме гликогена.

Нейроны позвоночных используют глюкозу, беспозво ночных трегалозу.

Высокий уровень энерготрат нервных клеток и отсутствие собственных запасов уг леводов делают их особо чувствительными к наруше нию поступления крови, в которой содержится глю коза и кислород, необходимые для аэробного энерго образования на митохондриях. В нервных клетках со держатся также микротрубочки, нейрофиламенты и микрофиламенты, различающиеся диаметром. Мик ротрубочки (диаметр 300 нм) идут от тела нервной клетки в аксон и дендриты и представляют собой внут риклеточную транспортную систему.

Нейрофиламенты (диаметр 100 нм) встречаются только в нервных клетках, особенно в крупных аксонах, и тоже состав ляют часть ее транспортной системы.

Микрофиламен ты (диаметр 50 нм) хорошо выражены в растущих отростках нервных клеток, они участвуют в некото рых видах межнейронных соединений.

Дендриты представляют собой древовидно-ветвя щиеся отростки нейрона, его главное рецептивное поле, обеспечивающее сбор информации, которая по ступает через синалсы от других нейронов или прямо из среды. При удалении от тела происходит ветвле ние дендритов: число дендритных ветвей увеличива ется, а диаметр их сужается. На поверхности дендри тов многих нейронов (пирамидные нейроны коры, клетки Пуркинье мозжечка и др.) имеются шипики.

Шипиковый аппарат является составной частью сис темы канальцев дендрита: в дендритах содержатся микротрубочки, нейрофиламенты, сетчатый аппарат Гольджи и рибосомы.

Функциональное созревание и начало активной деятельности нервных клеток совпа дает с появлением пгапиков; продолжительное пре кращение поступления информации к нейрону ведет к рассасыванию шипиков.

Наличие шипиков увели чивает воспринимающую поверхность дендритов; так, площадь дендритов клеток Пуркинье мозжечка око ло 250 000 мкм 2 . Мембрана дендритов по своим свой ствам отличается от мембраны других участков не рвной клетки и не способна к быстрому и надежному проведению возбуждения. Аксон представляет собой одиночный, обычно длин ный выходной отросток нейрона, служащий для быс трого проведения возбуждения. (В структуру аксона входят начальный сегмент, аксональное волокно и телодендрий.) Аксональное волокно отличается посто янством диаметра по всей длине. В конце он может ветвиться на большое (до 1000) количество веточек.

Аксоплазма содержит множество микротрубочек и нейрофиламентов, с помощью которых осуществля ется аксональныи транспорт химических веществ от тела к окончаниям (ортоградный) и от окончаний к телу нейрона (ретроградный). Существует быстрый аксональныи транспорт со скоростью сотен миллимет ров в сутки и медленный транспорт со скоростью не сколько миллиметров в сутки. По аксону транспор тируются вещества, необходимые для синаптической передачи, пептиды, продукты нейросекреции. В за висимости от скорости проведения возбуждения раз личают несколько типов аксонов, отличающихся ди аметром, наличием или отсутствием миелиновой обо лочки и другими характеристиками . Начальный сегмент аксона нейронов является тригерной зоной местом первоначальной генера ции возбуждения. Этот участок нервной клетки на чинается от аксонного холмика и, воронкообразно сужаясь, переходит в начальный участок аксона, не покрытый миелиновой оболочкой.

Поскольку этот участок мембраны нейрона является наиболее возбу димым, то здесь обычно первоначально и возникает возбуждение, которое затем распространяется по ак сону и телу нейрона. Таких запускающих возбужде ние участков может быть несколько.

Начальный сег мент аксона имеет важное значение для интегратив ной деятельности нервной клетки.

Телодендрий пред ставляет собой часть нервной клетки, которая осу ществляет соединение с другими нейронами путем синаптических контактов. Это конечные разветвле ния терминали аксона, которые не покрыты мие линовой оболочкой и заканчиваются утолщениями различной формы (булавы, кольца/пуговки, чаши и др.), которые входят составной частью в синапс. В утолщениях локализовано значительное количество пузырьков, расположенных свободно или встроенных в пресинаптические мембраны.

Поскольку термина ли аксона очень тонкие и не покрыты миелином, то скорость возбуждения в них значительно меньше, чем в аксонах.

Взаимодействие частей нервных клеток обеспечи вает реализацию их функций с помощью химических и электрических процессов.

Химические процессы в нервных клетках отличаются высокой интенсивнос тью, сложностью и многообразием.