Evolusjonens største prestasjon er hjernen og det utviklede nervesystemet til organismer, med et stadig mer komplekst informasjonsnettverk basert på kjemiske reaksjoner. En nerveimpuls som går langs prosessene til nevroner er kvintessensen av kompleks menneskelig aktivitet. En impuls oppstår i dem, den beveger seg langs dem, og det er nevronene som analyserer dem. Nevronens prosesser er den viktigste funksjonelle delen av disse spesifikke cellene i nervesystemet, og vi skal snakke om dem.
Nevroners opprinnelse
Spørsmålet om opprinnelsen til spesialiserte celler er fortsatt åpent i dag. Det er minst tre teorier om dette emnet - Kleinenberg (Kleinenberg, 1872), brødrene Hertwig (Hertwig, 1878) og Zavarzin (Zavarzin, 1950). Alle av dem koker ned til det faktum at nevroner oppsto fra primære sensitive ektodermale celler, og deres forgjengere var kuleformede proteiner som ble kombinert til bunter. Proteiner som senere mottok cellulæremembran, viste seg å være i stand til å oppfatte irritasjon, generere og lede eksitasjon.
Moderne ideer om strukturen til nevronet og prosesser
En spesialisert celle i nervevevet består av:
- Soma eller kroppen til en nevron, som inneholder organeller, nevrofibriller og en kjerne.
- Mange korte prosesser i en nevron k alt dendritter. Deres funksjon er å oppfatte opphisselse.
- En lang prosess av et nevron - et akson, dekket som en "clutch" med en myelinskjede. Hovedfunksjonen til aksonet er å utføre eksitasjon.
Alle strukturer i et nevron har en annen struktur av membraner, og de er alle helt forskjellige. Blant de mange nevronene (det er omtrent 25 milliarder av dem i hjernen vår) er det ingen absolutte tvillinger både i utseende og struktur, og, viktigst av alt, i detaljene ved funksjon.
Korte prosesser av nevroner: struktur og funksjoner
Kroppen til en nevron har mange korte og forgrenede prosesser, som kalles et dendritisk tre eller en dendritisk region. Alle dendritter har mange grener og kontaktpunkter med andre nevroner. Dette nettverket av persepsjon øker nivået av informasjonsinnhenting fra miljøet rundt nevronet. Alle dendritter har følgende funksjoner:
- De er relativt korte - opptil 1 millimeter.
- De har ikke myelinskjede.
- Disse nevronprosessene er preget av tilstedeværelsen av ribonukleotider, det endoplasmatiske retikulum og et omfattende nettverk av mikrotubuli, som har sine egneunikhet.
- De har spesifikke prosesser – spines.
Dendrite-rygger
Disse utvekstene av dendrittiske membranen kan finnes på hele overflaten i stort antall. Dette er ekstra kontaktpunkter (synapser) til nevronet, som øker området med interneuronale kontakter. I tillegg til å utvide den mottakelige overflaten, spiller de en viktig rolle i situasjoner med plutselige ekstreme effekter (for eksempel i tilfelle forgiftning eller iskemi). Antallet deres i slike tilfeller endres dramatisk i retning av økning eller reduksjon og stimulerer kroppen til å øke eller redusere hastigheten og antallet metabolske prosesser.
Gjennomføringsprosess
Den lange prosessen til et nevron kalles et akson (ἀξον - akse, gresk), det kalles også en aksial sylinder. På stedet for aksondannelse på kroppen til en nevron, er det en haug som spiller en viktig rolle i dannelsen av en nerveimpuls. Det er her aksjonspotensialet mottatt fra alle dendrittene i nevronet summeres opp. Strukturen til aksonet inneholder mikrotubuli, men nesten ingen organeller. Ernæringen og veksten av denne prosessen er helt avhengig av kroppen til nevroner. Når aksonet er skadet, dør deres perifere del, mens kroppen og den gjenværende delen forblir levedyktig. Og noen ganger kan et nevron vokse et nytt akson. Diameteren på aksonet er bare noen få mikrometer, men lengden kan nå 1 meter. Slike er for eksempel aksonene til ryggmargsneuroner som innerverer menneskelige lemmer.
Axon myelination
Skallet til de lange prosessene til nevronet er dannet av Schwann-celler. Disse cellene vikler seg rundt deler av aksonet, og drøvelen deres vikler seg rundt den. Cytoplasmaet til Schwann-celler er nesten fullstendig tapt og bare en membran av lipoproteiner (myelin) gjenstår. Formålet med myelinskjeden til de lange prosessene i nevronlegemene er å gi elektrisk isolasjon, noe som fører til en økning i hastigheten på nerveimpulsen (fra 2 m/s til 120 m/s). Skallet har brudd - innsnevringer av Ranvier. På disse stedene kommer impulsen, som en strøm av galvanisk natur, fritt inn i mediet og går tilbake. Og det er i innsnevringene til Ranvier at aksjonspotensialet oppstår. Dermed beveger impulsen seg langs aksonet i hopp - fra innsnevring til innsnevring. Myelin er hvitt, dette er det som fungerte som et kriterium for å dele nervestoffet inn i grått (nevronlegemer) og hvitt (baner).
Axon bushes
På slutten forgrener aksonet seg mange ganger og danner en busk. På slutten av hver gren er det en synapse - stedet for kontakten til et akson med et annet akson, dendritt, nevronkropp eller somatiske celler. Denne multiple forgreningen gir mulighet for multippel innervering og duplisering av impulsoverføring.
Synapsen er stedet for nerveimpulsoverføring
Synapser er unike formasjoner av nevroner der signalet overføres gjennom stoffer som kalles mediatorer. Aksjonspotensialet (nerveimpulsen) når slutten av prosessen - aksonfortykningen, som kalles den presynaptiske regionen. Det er flere vesikler med mediatorer (vesikler). Nevrotransmittere er biologisk aktive molekyler designet for å overføre en nerveimpuls (for eksempel acetylkolin i muskelsynapser). Når en transmembranstrøm i form av et aksjonspotensial når synapsen, stimulerer den membranpumpene, og kalsiumioner kommer inn i cellen. De initierer brudd på vesikler, mediatoren går inn i den synaptiske kløften og binder seg til reseptorene til den postsynaptiske membranen til impulsmottakeren. Denne interaksjonen utløser natrium-kalium-pumpene i membranen, og et nytt aksjonspotensial, identisk med det forrige, oppstår.
Axon og målcelle
I prosessen med embryogenese og post-embryogenese av kroppen, vokser nevroner aksoner til de cellene som bør innerveres av dem. Og denne veksten er strengt rettet. Mekanismene for nevronal vekst har blitt oppdaget for ikke så lenge siden, og de sammenlignes ofte med en eier som fører en hund i bånd. I vårt tilfelle er verten kroppen til nevronet, båndet er aksonet, og hunden er vekstpunktet til aksonet med pseudopodia (pseudopodia). Orienteringen og retningen til aksonvekst avhenger av mange faktorer. Denne mekanismen er kompleks og stort sett ikke fullt ut forstått. Men faktum gjenstår - aksonet når nøyaktig sin målcelle, og prosessene til motorneuronet, som er ansvarlig for lillefingeren, vil vokse inn i lillefingerens muskler.
Axon laws
Når du leder en nerveimpuls langs aksoner, fungerer fire hovedlover:
- Loven om anatomisk og fysiologisk integritet. Ledning er bare mulig langs intakte prosesser av nevroner. Skader forårsaket av endringer i membranpermeabilitet (under påvirkning av medikamenter eller giftstoffer) gjelder også for denne regelen.
- Loven om eksitasjonsisolasjon. Ett akson - ledning av en eksitasjon. Aksoner deler ikke nerveimpulser med hverandre.
- Loven om ensidig holding. Aksonet leder impuls enten sentrifug alt eller sentripet alt.
- Loven om ikke tap. Dette er egenskapen til ikke-dekrementering - når du utfører en impuls, stopper den ikke og endres ikke.
varianter av nevroner
Neuroner er stjerneformede, pyramideformede, granulære, kurvformede - de kan være sånn i form av kroppen. Etter antall prosesser er nevroner: bipolare (en dendritt og akson hver) og multipolare (ett akson og mange dendritter). Etter funksjonalitet er nevroner sensoriske, plug-in og utøvende (motoriske og motoriske). Det skilles mellom nevroner av Golgi type 1 og Golgi type 2. Denne klassifiseringen er basert på lengden av aksonneuronprosessen. Den første typen er når aksonet strekker seg langt utover plasseringen av kroppen (pyramideale nevroner i hjernebarken). Den andre typen - aksonet er plassert i samme sone som kroppen (hjernenevroner).
