Нейрони головного мозку, нейроциты і нейронні зв’язки

Нервова система людини здійснює прийом і аналіз інформації, реагує на внутрішні та зовнішні впливи, регулює всю діяльність організму. Все це стає можливим завдяки спеціальним клітин – нейронів, що мають складну структуру. Також вони мають ще одну назву – нейроциты.

У цій статті розповімо, що таке нейрон, які функції він виконує, як різняться між собою ці клітини.

Складові клітини

Нейрон складається з:

  • соми (з діаметром 3-100 мкм);
  • відгалужень.

Будова тіла (соми) передбачає ядро і цитоплазму, що містить органели (що беруть участь у синтезі білків). Зовні воно вкрите оболонкою з двох ліпідних шарів, які пропускають жиророзчинні речовини. На поверхні розташовуються протеїни, необхідні для того, щоб нейрон міг сприймати роздратування. Саму оболонку також пронизують білки – інтегральні – вони формують іонні канали.

У нервовій клітині розташовується цитоскелет, що складається з нейрофибрилл. У його функції входить підтримка форми нейрона, а за його ниткам переміщуються органели та нейромедіатори.

Нейрони об’єднуються в окремі групи, ансамблі, центри, ядра – за наявності тієї єдиної діяльності, яку вони виконують. В корі півкуль, мозочку нервові клітини утворюють шари, кожен з яких підпорядкований виконання певної функції.

Між нейронами знаходяться скупчення гліальних клітин (нейроглія/ глия). Вони становлять приблизно 40% всього об’єму головного мозку. Такі клітини в 3-4 рази менше нервових. У людини з віком відбувається процес заміщення нейронів глией.

Відростки

У нейронів присутні аксони (в кількості одна штука) і дендрити (один або кілька).

Аксон

Є довгим выростом цитоплазми. За нього сигнали йдуть від тіла органам та іншим нейронам. Діаметр його становить кілька мікронів, а довжина у людини становить кілька десятків сантиметрів. Зростання залежить від соми: при пошкодженні периферичні його частини можуть відмирати, а основна продовжує функціонувати.

Будова аксоплазми (аксональної протоплазми) передбачає наявність нейрофибрилл (здійснюють опорні та дренажні функції нейронів), мікротрубочок (структур з білка), мітохондрій та ендоплазматичної мережі. У людини аксони покриті мієлінової (мякотной) оболонкою і утворюють мякотное нервові волокна. У такій оболонці знаходяться олігодендроцити, між якими існують невеликі частини, звільнені від неї. На них виникає потенціал дії. Імпульс здатний поширюватися по мякотным волокнам східчасто – завдяки цьому підвищується швидкість розповсюдження інформації.

Дендрити

Короткі і розгалужені відростки. Ці частини нейрона є основними для утворення синапсів, які впливають на нейрон і передають збудження до сома. Дендрити, на відміну від аксонів, не мають мієлінової оболонкою.

Те, скільки вхідних сигналів отримує нервова клітина, залежить від розгалуженості дендритних мережі та її складної структури. Основні функції дендритів полягають у збільшенні поверхні для синапсів, що дає можливість інтеграції великої кількості інформації, що надходить до нервової клітині. Крім того, вони здатні генерувати потенціали дії, впливати на виникнення таких потенціалів в аксонах.

Передача імпульсу йде від дендрита або соми до аксона. Після того, як потенціал дії згенерований, він передається від початкової аксональної частини назад до дендрита. Коли аксон зчленовується з сомою наступного нейрона, контакт називають аксо-соматичним. Якщо з дендритами – аксо-дендритический, а з аксоном іншого нейрона – аксо-аксональный.

Будова аксонів передбачає наявність терминалей – так званих кінцевих відділів. Вони розгалужуються і входять у контакт з іншими клітинами в організмі (м’язовими, залізистими тощо). У аксона є синаптическое закінчення – частина, яка контактує з клітиною-мішенню. Постсинаптическая оболонка такий клітини спільно з синаптичним закінченням формує синапс, за допомогою якого передається збудження і завдяки яким здійснюється взаємодія клітин між собою.

Скільки зв’язків здатний встановити один нейрон? Одна нервова клітина, володіє можливістю взаємодіяти, може здійснювати 20 000 зв’язків.

Метаболізм в нейроні

Будова нервової клітини передбачає присутність також білків, жирів і вуглеводів. Їх основні функції укладені в забезпеченні обміну речовин клітини, є енергетичним, пластичним джерелом для неї.

Поживні речовини потрапляють в клітину у вигляді водного розчину. Продукти обміну речовин видаляються з нього у вигляді такого ж розчину.

Протеїни призначені для інформаційних і пластичних цілей. В ядрі ДНК розташовується, в цитоплазмі – РНК. Інтенсивність метаболізму протеїнів у ядрі вище, ніж у цитоплазмі. Цей процес характеризує висока швидкість оновлення протеїнів у нових структурних частинах (корі), на відміну від старих (мозочку, спинному мозку).

Жири і жироподібні речовини служать енергетичним, пластичним матеріалом. Вони забезпечують високий електричний опір в мякотной оболонці. Їх обмін здійснюється повільно, а збудження нервової клітини (наприклад, під час посилених розумових навантаженнях, перевтомі у людини) загрожує зменшенням кількості ліпідів.

Вуглеводи є головним енергетичним джерелом. Глюкоза при вступі перетворюється в глікоген, знову перетворюється в глюкозу. Запасу глікогену для покриття всіх витрат не завжди вистачає, і це веде до того, що джерелом енергії у людини стає глюкоза в крові.

В нейроні знаходяться солі натрію, магнію, кальцію, калію, мідь, марганець. Всі вони беруть участь в активації різних ферментів.

Які бувають нейрони

Існують різні класифікації.

Поширена класифікація по числу кількості відростків, їх розташуванню.

  1. Мультиполярные нейрони – найбільш численні в ЦНС. Це клітини з одним аксоном і кількома дендритами.
  2. Біполярні нейрони головного мозку – такі клітини, у яких в наявності з одного аксона і дендриту. Розташовані в очній сітківці, нюхової епітеліальної тканини і цибулині, слуховому ядрі і вестибулярному.

В спинному мозку зустрічаються й інші види (безаксонные, псевдоуниполярные).

Вчені виносять окремо дзеркальні нейрони. Це клітини, в яких збудження відбувається не тільки при виконанні дії, але і при спостереженні за його виконанням в іншого (експерименти проводилися поки лише на тварин). Вивчення діяльності цих клітин є перспективним напрямком у біології: вважається, що вони є основними в процесі навчання мови, розуміння дій та емоцій іншої людини.

Залежно від функції, клітини діляться на:

  • аферентні;
  • еферентні;
  • інтернейрони.

Окремо відзначаються також секреторні, функції яких полягають у продукуванні нейрогормонов (наприклад, в гіпоталамо-гіпофізарній системі).

Аферентні

Відповідають за передачу сигналів від рецепторів до ЦНС, бувають первинні та вторинні. Розташування тіл перше – в спінальних ядрах. Вони безпосередньо пов’язані з рецепторами. Соми вторинних нейронів розташовані в зорових горбах і відповідальні за передачу сигналу у відділи, що лежать вище. Безпосередньо такі нейрони з рецепторами не пов’язані, а отримують імпульси від інших нейроцитов. Нейрон, що відноситься до цієї групи, також можуть називати – чутливий, сенсорний, рецепторний.

Реакція клітини проходить 5 стадій:

  1. трансформація імпульсу зовнішнього подразнення;
  2. генерування чутливого потенціалу;
  3. його іррадіація по нервовій клітині;
  4. поява генераторного потенціалу;
  5. генерування нервового сигналу.

Рухові

Еферентні (рухові, моторні, відцентрові) передають імпульс до іншим органам і центрам. Наприклад, нервові клітини рухової зони кінцевого мозку – пірамідні – посилають сигнал мотонейронам спинного мозку. Головна особливість рухових нейронів – аксон з великою протяжністю, який володіє високою швидкістю передачі збудження. Еферентні нервові клітини різних відділів мозкової кори пов’язують між собою ці відділи. Ці нейронні зв’язки забезпечують такі внутриполушарные і межполушарные відносини, які відповідають за функціонування мозку в процесі навчання, розпізнавання об’єктів, стомлюваності і т. п.

Виділяють преганглионарные і постгангліонарні рухові нейрони вегетативної нервової системи. Преганглионарные нейрони симпатичного відділу розташовані в спинному мозку, а парасимпатичного – в середньому і довгастому мозку. Постгангліонарні знаходяться в стінках іннервіруемих органах і нервових вузлах. Преганглионарные аксони (у складі кількох черепних нервів) утворюють синапси з постагнглионарными нейронами.

Интернейроны

Інтернейрони нейроциты (асоціативні, проміжні, интернейроны) здійснюють взаємодію між клітинами: обробляють інформацію, яку отримують від чутливих нейронів, відправляють її до інших проміжним або рухових нейронів. Вони менші за розмірами, ніж еферентні або аферентні, можуть бути веретенообразными, зірчастими, корзинчатыми. Їх аксони короткі, а дендритная мережа обширна.

Це найпоширеніші клітини в нервовій системі (приблизно 95%) і головного мозку, зокрема (велика частина всіх нейронів великих півкуль – інтернейрони). Терминали їх аксонів закінчуються на нервових клітинах свого центру, що забезпечує їх інтеграцію.

Один вид асоціативних нейроцитов отримує інформацію від інших центрів, після чого поширює її на клітини свого центру. Те, скільки паралельних шляхів задіяні в передачі сигналу, впливає на час збереження інформації в центрі і посилення впливу імпульсу.

Інші інтернейрони нейроциты отримують сигнал від моторних власного центру, після чого відсилають його назад в свій центр. Таким чином, утворюються зворотні зв’язки, які дозволяють тривало зберігати інформацію.

Гальмівні проміжні приходять у збудження за допомогою прямих імпульсів, що надходять у їх центр, або сигналів, що випливають з цього ж центру за зворотним зв’язкам.

У людини і вищих тварин мієлінова мембрана і досконалий метаболізм забезпечують незатухающее збудження по нервовим волокнам. Безмиелиновые оболонки не можуть забезпечити швидку компенсацію енергетичного витрати на збудження, тому поширення сигналу йде, слабшаючи. Це характерно для тварин з низкоорганизованной нервовою системою.

Як видно, безпосередніми нервовими клітинами, які локалізовані в головному мозку, є интернейроны, а решта (рухові, в тому числі преганглионарные, постгангліонарні, і чутливі первинні і вторинні) регулюють діяльність мозку поза його самого.

Нейрон є структурною одиницею нервової системи і, зокрема, головного мозку. Складна будова нервової клітини забезпечує прийом, аналіз і посил інформації. Між нейронами існують тісні зв’язки, які забезпечують злагоджену роботу всього механізму. Самими численними в головному мозку є проміжні (виділені за функціональними особливостями) і мультиполярные нейрони (за будовою).

Переклад матеріалу з дозволу автора сайту mozgius