Najväčším úspechom evolúcie je mozog a vyvinutý nervový systém organizmov s čoraz komplexnejšou informačnou sieťou založenou na chemických reakciách. Nervový impulz prebiehajúci pozdĺž procesov neurónov je kvintesenciou komplexnej ľudskej činnosti. Vzniká v nich impulz, pohybuje sa pozdĺž nich a sú to neuróny, ktoré ich analyzujú. Procesy neurónu sú hlavnou funkčnou súčasťou týchto špecifických buniek nervového systému a budeme o nich hovoriť.
Pôvod neurónov
Otázka pôvodu špecializovaných buniek je dnes stále otvorená. Na túto tému existujú minimálne tri teórie – Kleinenberg (Kleinenberg, 1872), bratia Hertwig (Hertwig, 1878) a Zavarzin (Zavarzin, 1950). Všetky sa scvrkávali na skutočnosť, že neuróny vznikli z primárnych citlivých ektodermálnych buniek a ich predchodcami boli globulárne proteíny, ktoré sa spojili do zväzkov. Proteíny, ktoré následne dostali bunkovémembrána, ukázalo sa, že je schopná vnímať podráždenie, generovať a viesť excitáciu.
Moderné predstavy o štruktúre neurónu a procesoch
Špecializovaná bunka nervového tkaniva pozostáva z:
- Soma alebo telo neurónu, ktoré obsahuje organely, neurofibrily a jadro.
- Mnoho krátkych procesov neurónu nazývaných dendrity. Ich funkciou je vnímať vzrušenie.
- Jeden dlhý proces neurónu – axón, pokrytý ako „spojka“myelínovým obalom. Hlavnou funkciou axónu je vykonávať excitáciu.
Všetky štruktúry neurónu majú odlišnú štruktúru membrán a všetky sú úplne odlišné. Medzi mnohými neurónmi (v našom mozgu je ich asi 25 miliárd) neexistujú žiadne absolútne dvojčatá, či už vo vzhľade alebo štruktúre, a čo je najdôležitejšie, v špecifikách fungovania.
Krátke procesy neurónov: štruktúra a funkcie
Telo neurónu má mnoho krátkych a rozvetvených procesov, ktoré sa nazývajú dendritický strom alebo dendritická oblasť. Všetky dendrity majú veľa vetiev a bodov kontaktu s inými neurónmi. Táto sieť vnímania zvyšuje úroveň získavania informácií z prostredia obklopujúceho neurón. Všetky dendrity majú nasledujúce vlastnosti:
- Sú relatívne krátke – do 1 milimetra.
- Nemajú myelínovú pošvu.
- Tieto neurónové procesy sú charakterizované prítomnosťou ribonukleotidov, endoplazmatického retikula a rozsiahlej siete mikrotubulov, ktorá má svoje vlastnéjedinečnosť.
- Majú špecifické procesy - chrbtice.
Dendritové tŕne
Tieto výrastky dendritickej membrány možno nájsť na celom ich povrchu vo veľkom množstve. Ide o ďalšie kontaktné body (synapsie) neurónu, ktoré výrazne zväčšujú oblasť interneuronálnych kontaktov. Okrem rozširovania vnímavého povrchu zohrávajú dôležitú úlohu v situáciách náhlych extrémnych účinkov (napríklad pri otrave alebo ischémii). Ich počet sa v takýchto prípadoch dramaticky mení v smere zvyšovania alebo znižovania a stimuluje telo k zvýšeniu alebo zníženiu rýchlosti a počtu metabolických procesov.
Proces vedenia
Dlhý proces neurónu sa nazýva axón (ἀξον - os, grécky), nazýva sa aj axiálny valec. V mieste tvorby axónu na tele neurónu sa nachádza kopec, ktorý hrá dôležitú úlohu pri tvorbe nervového impulzu. Tu sa sčítava akčný potenciál prijatý zo všetkých dendritov neurónu. Štruktúra axónu obsahuje mikrotubuly, ale takmer žiadne organely. Výživa a rast tohto procesu je úplne závislý od tela neurónov. Pri poškodení axónu ich periférna časť odumiera, zatiaľ čo telo a zvyšná časť zostávajú životaschopné. A niekedy môže neurón vyrásť nový axón. Priemer axónu je len niekoľko mikrometrov, ale dĺžka môže dosiahnuť 1 meter. Takými sú napríklad axóny neurónov miechy, ktoré inervujú ľudské končatiny.
Axónová myelinizácia
Plášť dlhých procesov neurónu tvoria Schwannove bunky. Tieto bunky sa ovíjajú okolo častí axónu a ich jazylka sa ovíja okolo neho. Cytoplazma Schwannových buniek je takmer úplne stratená a zostáva len membrána lipoproteínov (myelín). Účelom myelínového obalu dlhých procesov telies neurónov je poskytnúť elektrickú izoláciu, čo vedie k zvýšeniu rýchlosti nervového impulzu (z 2 m / s na 120 m / s). Škrupina má trhliny - Ranvierove zúženia. V týchto miestach impulz ako prúd galvanického charakteru voľne vstupuje do média a vstupuje späť. A práve v zovretí Ranviera sa vyskytuje akčný potenciál. Impulz sa teda po axóne pohybuje skokmi – od zúženia k zúženiu. Myelín je biely, toto slúžilo ako kritérium na rozdelenie nervovej substancie na sivú (telo neurónov) a bielu (dráhy).
Axónske kríky
Na konci sa axón mnohonásobne rozvetvuje a vytvára krík. Na konci každej vetvy je synapsia - miesto kontaktu axónu s iným axónom, dendritom, telom neurónov alebo somatických buniek. Toto viacnásobné vetvenie umožňuje viacnásobnú inerváciu a duplikáciu prenosu impulzov.
Synapsia je miestom prenosu nervového vzruchu
Synapsie sú jedinečné útvary neurónov, kde sa signál prenáša prostredníctvom látok nazývaných mediátory. Akčný potenciál (nervový impulz) dosiahne koniec procesu - zhrubnutie axónu, ktoré sa nazýva presynaptická oblasť. Existuje viacero vezikúl s mediátormi (vezikuly). Neurotransmitery sú biologicky aktívne molekuly určené na prenos nervového impulzu (napríklad acetylcholínu vo svalových synapsiách). Keď transmembránový prúd vo forme akčného potenciálu dosiahne synapsiu, stimuluje membránové pumpy a do bunky vstupujú ióny vápnika. Iniciujú prasknutie vezikúl, mediátor vstupuje do synaptickej štrbiny a viaže sa na receptory postsynaptickej membrány prijímača impulzov. Táto interakcia spúšťa sodíkovo-draslíkové pumpy membrány a vzniká nový akčný potenciál, identický s predchádzajúcim.
Axon a cieľová bunka
V procese embryogenézy a postembryogenézy tela rastú neuróny axóny do tých buniek, ktoré by nimi mali byť inervované. A tento rast je prísne riadený. Mechanizmy rastu neurónov boli objavené nie tak dávno a často sa porovnávajú s majiteľom, ktorý vedie psa na vodítku. V našom prípade je hostiteľom telo neurónu, vodítkom je axón a pes je rastový bod axónu s pseudopódiou (pseudopódia). Orientácia a smer rastu axónov závisí od mnohých faktorov. Tento mechanizmus je zložitý a do značnej miery ešte nie je úplne pochopený. Faktom však zostáva - axón dosiahne presne svoju cieľovú bunku a procesy motorického neurónu, ktorý je zodpovedný za malíček, prerastú do svalov malíčka.
Zákony Axonu
Pri vedení nervového impulzu pozdĺž axónov fungujú štyri hlavné zákony:
- Zákon anatomickej a fyziologickej integrity. Vedenie je možné len pozdĺž neporušených procesov neurónov. Na toto pravidlo sa vzťahuje aj poškodenie spôsobené zmenami priepustnosti membrány (pod vplyvom drog alebo jedov).
- Zákon izolácie excitácie. Jeden axón - vedenie jedného vzruchu. Axóny nezdieľajú medzi sebou nervové impulzy.
- Zákon jednostrannej držby. Axón vedie impulz buď odstredivo alebo dostredivo.
- Zákon bez straty. Toto je vlastnosť nedekrementácie - pri vedení impulzu sa nezastaví a nemení.
Odrody neurónov
Neuróny sú hviezdicovité, pyramídové, zrnité, košíkovité - môžu mať taký tvar tela. Podľa počtu procesov sú neuróny: bipolárne (každý jeden dendrit a axón) a multipolárne (jeden axón a veľa dendritov). Podľa funkčnosti sú neuróny senzorické, zásuvné a výkonné (motorické a motorické). Rozlišujú sa neuróny Golgiho typu 1 a Golgiho typu 2. Táto klasifikácia je založená na dĺžke procesu neurónu axónu. Prvý typ je, keď axón siaha ďaleko za miesto tela (pyramídové neuróny mozgovej kôry). Druhý typ - axón sa nachádza v rovnakej zóne ako telo (cerebelárne neuróny).
