Нейроны (нервные клетки), наряду с глиальными клетками, являются основными строительными блоками нервная система. О сложном строении и функциях нервных клеток мир начал узнавать преимущественно после 1937 года — именно тогда Дж. З. Янг предложил проводить работы по изучению свойств нейронов на клетках кальмара (поскольку они значительно крупнее клеток человека, все над ними эксперименты проводить проще).
Сегодня, конечно, можно проводить исследования даже на самых маленьких клетках человека, но в то время модель на животных внесла значительный вклад в открытие физиологии нервных клеток.
Нейрон — это основной строительный блок нервной системы, и сложность конкретной нервной системы зависит от количества этих клеток в организме.
Например, нематоды, на которых проводятся различные исследования в различных лабораториях, имеют всего 300 нейронов.
У известной дрозофилы нервных клеток гораздо больше, около ста тысяч. Это число ничто, если принять во внимание, сколько нейронов у человека — по оценкам, в нервной системе человека их несколько миллиардов.
Оглавление
- Нейрон (нервная клетка): развитие
- Нейрон (нервная клетка) клетка) ): общая структура
- Нейрон (нервная клетка): типы
- Нейрон (нервная клетка): функции
- Нейрон (нервная клетка): функции
- Покой и потенциал действия – передача импульса
- Деполяризация и гиперполяризация
- Нейронные сети
Нейрон (нервная клетка): развитие
Процесс создания нервных клеток называется нейрогенезом. Как правило, в развивающемся организме (особенно во время внутриутробного развития) нейроны возникают из нейральных стволовых клеток, а возникающие затем нервные клетки обычно не подвергаются дальнейшему клеточному делению.
Раньше считалось, что после развития у человека новые нервные клетки вообще не образуются. Это убеждение указывало на то, насколько опасны все заболевания, приводящие к потере нервных клеток (в том числе различные нейродегенеративные заболевания).
Однако сейчас известно, что в определенных участках мозга можно создавать новые нейроны даже во взрослом возрасте - такими регионами оказались, среди прочих, гиппокамп и обонятельная луковица.
Нейрон (нервная клетка): общая структура
Нейрон можно разделить на три части:
<ул>Тело нервной клетки, как и другие ее элементы, покрыто клеточной оболочкой. Он содержит все основные клеточные органеллы, такие как:
<ул>Дендриты в первую очередь отвечают за получение информации, поступающей в нервную клетку. На их окончаниях имеется очень большое количество синапсов. На одной нервной клетке может быть всего несколько дендритов, а может быть их так много, что в конечном итоге они будут составлять до 90% всей поверхности данного нейрона.
Аксон, напротив, представляет собой совершенно другую структуру. Это единственное расширение, которое простирается от тела нервной клетки. Длина аксона сильно различается — так же, как некоторые из них имеют длину всего несколько миллиметров, в человеческом теле можно встретить аксоны, длина которых значительно превышает метр.
Роль аксона заключается в передаче сигнала, полученного дендритами, к другим нервным клеткам. Некоторые из них покрыты специальной оболочкой - она называется миелиновой оболочкой и позволяет гораздо быстрее передавать нервные импульсы.
Тела нервных клеток можно обнаружить в четко определенных структурах нервной системы: преимущественно они присутствуют в центральной нервной системе, кроме того – в периферической нервной системе – они располагаются в так называемых нервные ганглии. Скопления аксонов, исходящие от множества разных нервных клеток, покрытые соответствующими мембранами, в свою очередь называются нервами.
Нейрон (нервная клетка): типы
Существует как минимум несколько делений нервных клеток. Нейроны можно разделить, например, по строению, в том числе:
<ул>Другое деление нейронов основано на длине их аксонов. В этом случае заменяются:
<ул>Однако обычно наиболее разумным считается деление нервных клеток в зависимости от их функции в организме. При этом выделяют три типа нервных клеток:
<ул>Нейроны также можно разделить по нейротрансмиттерам (эти вещества, как будет сказано позже, отвечают за способность передавать информацию между нейронами).
При таком подходе можно указать следующее:
<ул>Нейрон (нервная клетка): функции
По сути, основные функции нейрона уже были упомянуты ранее: эти клетки отвечают за прием и передачу нервных импульсов. Однако происходит это не через «тихий телефон», где клетки разговаривают друг с другом, а через сложные процессы, на которые просто стоит обратить внимание.
Передача импульсов между нейронами осуществляется благодаря специфическим связям между ними — синапсам. В организме человека имеется два типа синапсов: электрические (которых относительно немного) и химические (преобладающие, с ними связаны нейротрансмиттеры).
Синапс состоит из трех частей:
<ул>Пресинаптическое окончание — это место выхода нейромедиаторов — они попадают в синаптическую щель. Там они могут подключаться к рецепторам, расположенным в постсинаптическом терминале. В конечном итоге после стимуляции нейротрансмиттерами может высвобождаться возбуждение и передаваться информация от одной нервной клетки к другой.
Потенциал покоя и действия – передача импульса
Здесь стоит упомянуть еще одно явление, связанное с передачей сигналов между нервными клетками – потенциал действия.
Фактически, когда он генерируется, он начинает распространяться по аксону, и его окончание — пресинаптическое окончание — может выпустить нейромедиатор, благодаря которому стимуляция распространится дальше.
Нервные клетки, которые в данный момент не посылают никаких импульсов, т.е. находятся в состоянии покоя, имеют так называемые потенциал покоя - зависит от разницы в концентрации различных катионов между внутренней частью нервной клетки и внешней средой.
Эта разница в первую очередь вызвана катионами натрия (Na+), калия (K+) и хлорида (Cl-).
В целом внутренняя часть нейрона заряжена отрицательно по сравнению с внешней — когда до нее доходит волна возбуждения, ситуация меняется, и он становится гораздо более заряженным положительно.
Когда заряд внутри нейрона достигает значения, называемого пороговым потенциалом, срабатывает возбуждение – импульс «зажигается» по всей длине аксона.
Здесь следует подчеркнуть, что нервные клетки всегда посылают один и тот же тип импульса — независимо от того, насколько сильным было дошедшее до них раздражение, они всегда отвечают с одинаковой силой (даже упоминается, что они посылают импульсы по принципу «все или ничего»).
Деполяризация и гиперполяризация
Здесь постоянно упоминается, что когда нейротрансмиттеры достигают нервной клетки через синапсы, это приводит к передаче нервного импульса. Однако само по себе такое описание было бы ложью — нейромедиаторы делятся на два типа: возбуждающие и тормозные.
Первые из них фактически приводят к деполяризации, в результате которой происходит передача информации между нервными клетками.
Однако существуют также тормозные нейротрансмиттеры, которые, достигая нейрона, приводят к гиперполяризации (т.е. снижению потенциала нервной клетки), что, в свою очередь, приводит к тому, что нейрон становится гораздо менее способным передавать импульсы.
>Торможение нервных клеток, вопреки видимости, чрезвычайно важно – именно благодаря ему возможна регенерация или «отдых» нервных клеток.
Нейронные сети
Рассуждая о функциях нервных клеток, стоит отметить, что важны не отдельные нейроны, а целые их сети. В организме человека чрезвычайно много так называемых нейронные сети. Они могут включать, например, сенсорный нейрон, интернейрон и двигательный нейрон. Для иллюстрации того, как работает такая сеть, можно привести пример ситуации: случайное прикосновение рукой к фитилю горящей свечи.
Сенсорный нейрон сообщает нам, что мы это сделали — он получает сенсорные стимулы, связанные с высокой температурой. Он передает информацию дальше – обычно с помощью интернейрона, благодаря которому сообщение о вредном раздражителе достигает структур центральной нервной системы. Там он обрабатывается до тех пор, пока наконец - благодаря мотонейрону - не подается сигнал от соответствующих мышц, заставляющий нас рефлекторно отдернуть руку от зажженного фитиля.
Здесь описан довольно простой пример нейронной сети, но он, вероятно, показывает, насколько сложны взаимоотношения между отдельными нейронами и почему нервные клетки и их активность так важны для функционирования человека.
