Mit csinál egy érzékeny idegsejt. A reflexfolyamatok koordinációjának elvei

Az emberi idegrendszer többféleképpen van felosztva. Anatómiailag a központi idegrendszerből (CNS) és a perifériás idegrendszerből (PNS) áll. A központi idegrendszer magában foglalja az agyat és a gerincvelőt, valamint a PNS-t, amely összeköttetést biztosít a központi idegrendszer és a gerincvelő között. különböző részek testek - koponya- és gerincvelői idegek, valamint idegcsomók (ganglionok) és idegfonatok, amelyek a gerincvelőn és az agyon kívül helyezkednek el.

A neuronban, akárcsak más sejtekben, van egy sejtmag és számos apró szerkezet - organellum

Az ionok (elektromos töltésű atomok) - főként nátrium és kálium, valamint szerves anyagok - koncentrációja a neuronon kívül és azon belül nem azonos, ezért a nyugalmi idegsejt belülről negatívan, az idegsejtből pozitívan töltődik. kívül; ennek következtében a sejtmembránon potenciálkülönbség jelenik meg (az ún. "nyugalmi potenciál" kb. -70 millivolt). Minden olyan változást, amely csökkenti a sejten belüli negatív töltést és ezáltal a membránon átívelő potenciálkülönbséget, depolarizációnak nevezzük.

Az idegsejteket körülvevő plazmamembrán egy összetett képződmény, amely lipidekből (zsírokból), fehérjékből és szénhidrátokból áll. Gyakorlatilag áthatolhatatlan az ionokkal szemben. De a membrán egyes fehérjemolekulái csatornákat képeznek, amelyeken keresztül bizonyos ionok áthaladhatnak. Ezek az ionos csatornák azonban nem folyamatosan nyitva vannak, hanem a kapukhoz hasonlóan nyithatnak és zárhatnak.

Amikor egy neuront stimulálnak, a nátrium egy része (Na

Sok neuronban a depolarizáció a kálium felszabadulását is okozza.

Az ingerlés helyén bekövetkező elektrokémiai változások depolarizációt okoznak a membrán szomszédos pontjában, és abban is ugyanazt a változási ciklust váltják ki. Ez a folyamat folyamatosan ismétlődik, és minden új ponton, ahol a depolarizáció fellép, ugyanolyan nagyságú impulzus születik, mint az előző pontban. Így a megújult elektrokémiai ciklussal együtt az idegimpulzus az idegsejt mentén pontról pontra terjed.

A PNS-ben lévő axonrostokat neurilemma veszi körül - Schwann-sejtek burka, amelyek az axon mentén helyezkednek el, mint a szálon lévő gyöngyök. Ezen axonok jelentős részét egy további mielinréteg (protein-lipid komplex) borítja; myelinizáltnak (húsosnak) nevezik. A neurilemma sejtekkel körülvett, de a mielinhüvellyel nem borított rostokat nem myelinizáltnak (nem húsosnak) nevezik. A myelinizált rostok csak gerincesekben találhatók. A mielinhüvely a Schwann-sejtek plazmamembránjából jön létre, amely szalag gombolyagként van az axon köré tekercselve, rétegről rétegre alkotva. Az axon azon szakaszát, ahol két szomszédos Schwann-sejt érinti egymást, Ranvier-metszetnek nevezzük. A központi idegrendszerben az idegrostok mielinhüvelyét egy speciális gliasejtek - oligodendroglia - alkotják. Ezen sejtek mindegyike egyszerre több axon mielinhüvelyét alkotja. A központi idegrendszer nem myelinizált rostjaiból hiányzik semmilyen speciális sejt burok.

A mielinhüvely felgyorsítja azoknak az idegimpulzusoknak a vezetését, amelyek "ugrálnak" a Ranvier egyik elfogásából a másikba, ezt a hüvelyt kötésként használva. elektromos kábel... Az impulzusvezetés sebessége a mielinhüvely megvastagodásával növekszik, és 2 m/s-tól (mielinizálatlan rostok esetében) 120 m/s-ig (különösen myelinben gazdag rostok esetében) terjed. Összehasonlításképpen: az elektromos áram terjedési sebessége a fémhuzalokon 300-3000 km / s.

Számos állatnál (például a homárnál) bizonyos idegek idegsejtjei között különösen szoros kapcsolat jön létre vagy egy szokatlanul szűk szinapszis, ún. gap junction, vagy ha az idegsejtek közvetlenül érintkeznek egymással, szoros junction. Az idegimpulzusok ezeken a kapcsolatokon nem egy neurotranszmitter részvételével, hanem közvetlenül, elektromos átvitelen keresztül haladnak át. Az emlősökben, köztük az emberben is kevés a neuronok sűrű kapcsolata.

A neurilemmával körülvett PNS neuronok vágott vagy sérült rostjai regenerálódhatnak, ha a sejttest érintetlen marad. A keresztmetszeti hely alatt a neurilemma csőszerű struktúra formájában marad, és az axonnak a sejttesttel kapcsolatban maradó része ezen a cső mentén nő, amíg el nem éri az idegvégződést. Így a sérült neuron funkciója helyreáll. A központi idegrendszerben lévő axonok, amelyeket nem vesz körül neurilemma, láthatóan nem képesek újra az előző vég helyére nőni. A központi idegrendszer számos neuronja azonban új, rövid folyamatokat idézhet elő - axonok és dendritek ágait, amelyek új szinapszisokat képeznek.

A központi idegrendszer szürke és fehér anyagból épül fel. A szürkeállomány sejttestekből, dendritekből és myelinizálatlan axonokból áll, komplexekbe szerveződve, amelyek számtalan szinapszist tartalmaznak, és információfeldolgozó központként szolgálnak, biztosítva az idegrendszer számos funkcióját. A fehérállomány myelinizált és nem myelinizált axonokból áll, amelyek vezetőként működnek, és impulzusokat továbbítanak egyik központból a másikba. A gliasejtek szintén a szürke- és fehérállomány részét képezik.

A központi idegrendszer neuronjai számos áramkört alkotnak, amelyek két fő funkciót látnak el: reflexaktivitást, valamint komplex információfeldolgozást biztosítanak a magasabb agyi központokban. Ezek a magasabb központok, mint például a vizuális kéreg (vizuális kéreg), fogadják a bejövő információkat, feldolgozzák, és válaszjelet továbbítanak az axonok mentén.

Az idegrendszer tevékenységének eredménye az egyik vagy másik tevékenység, amely az izmok összehúzódásán vagy ellazításán, vagy a mirigyek szekréciójának elválasztásán vagy megszűnésén alapul. Az izmok és mirigyek munkájához kapcsolódik önkifejezésünk bármilyen módja.

A beérkező szenzoros információt feldolgozzák, és hosszú axonokkal összekapcsolt centrumok sorozatán haladnak keresztül, amelyek meghatározott útvonalakat alkotnak, például fájdalmas, vizuális, hallási. Az érzékszervi (felszálló) utak emelkedő irányban haladnak az agy központjai felé. A motoros (leszálló) utak összekötik az agyat a koponya- és gerincvelői idegek motoros neuronjaival.

Az utak általában úgy vannak megszervezve, hogy a test jobb oldaláról származó (például fájdalmas vagy tapintható) információ bejut az agy bal oldalába, és fordítva. Ez a szabály a leszálló motoros pályákra is vonatkozik: az agy jobb fele irányítja a test bal felének, a bal fele pedig a jobb felének mozgását. Ebből Általános szabály azonban van néhány kivétel.

Az agyféltekék - az agy legnagyobb része - tartalmazzák azokat a magasabb idegközpontokat, amelyek a tudat, az intelligencia, a személyiség, a beszéd, a megértés alapját képezik. Mindegyik nagy féltekén a következő képződmények különböztethetők meg: a mélyben fekvő szürkeállomány elszigetelt klaszterei (magjai), amelyek számos fontos centrumot tartalmaznak; felettük nagy tömegű fehér anyag található; külső félteke vékony réteg szürkeállomány számos kanyarulattal, amely az agykérget alkotja.

A kisagy mély szürkeállományból, fehérállomány közbülső sorából és egy külső vastag szürkeállományból áll, amely sok kanyarulatot alkot. A kisagy elsősorban a mozgások koordinációját biztosítja.

Az agytörzset szürke és fehér anyag tömege alkotja, amely nem oszlik rétegekre. A törzs szorosan kapcsolódik az agyféltekékhez, a kisagyhoz és a gerincvelőhöz, és számos szenzoros és motoros pályaközpontot tartalmaz. Az első két pár agyideg az agyféltekékből, míg a fennmaradó tíz pár a törzsből távozik. A törzs szabályozza az olyan létfontosságú funkciókat, mint a légzés és a keringés.

A neuronok funkcionális osztályozása felosztja őket az általuk ellátott funkció jellege szerint (beleértve a reflexívben elfoglalt helyük szerint három típusra):

1. afferens (érzékeny, szenzoros),

2 efferens (motoros szomatikus, motoros vegetatív)

3 asszociatív, vagy beszúrás

Afferens neuronok(érzékeny, receptor, szenzoros centripetális):

Testük nem a központi idegrendszerben, hanem a gerincvelői csomópontokban vagy a koponyaidegek érző csomópontjaiban található.

A kéregben található afferens neuronok egy része általában fel van osztva attól függően, hogy mennyire érzékenyek az ingerek hatására.

1) monoszenzoros,

2) biszenzoros

3) poliszenzoros.

Efferens neuronok(motoros, motoros, szekréciós, centrifugális, kardiális, vazomotoros stb.) a központi idegrendszerből a perifériára, a dolgozó szervek felé történő információtovábbításra szolgálnak.

Interkaláris neuronok(interneuronok, kontaktus, asszociatív, kommunikatív, egyesítő, zárás, vezetés, konduktor). Idegi impulzust továbbítanak egy afferens (szenzoros) neuronból egy efferens (motoros) neuronba

Az interneuronok között is vannak

1) csapat,

2) pacemakerek ("pacemakerek")

3) hormontermelő (például kortikoliberin termelő)

4) szükséglet-motiváció,

5) gnosztikus

6) más típusú neuronok

A neuronok biokémiai osztályozása (a neurotranszmitterek kémiai természete alapján)

1) kolinerg,

2) adrenerg,

3) szerotonerg,

4) dopaminerg

5) GABAerg,

6) glicinerg,

7) glutamáterg,

8) purinerg

9) peptiderg

10) Más típusú neuronok

A neuron fő funkciója az információ fogadása, tárolása, feldolgozása és továbbítása más idegsejteknek, szerveknek vagy izmoknak. Funkció szerint a neuronokat a következőkre osztják:

Afferens (receptor, érzékszervi), információt továbbít az érzékszervekből az idegrendszer központi részei felé. Az afferens neuronok teste általában a központi idegrendszeren kívül, a perifériás érzékszervekben, csomópontokban ( ganglionok) koponya- vagy gerincvelői idegek;

Efferens (motoros, motoros), impulzusokat küld különböző szerveknek és szöveteknek,

Plug-in (záró, vezető, köztes), impulzusok feldolgozására és kapcsolására szolgál. A központi idegrendszer 90%-ban interkaláris neuronokból áll.

Inszerciós (záró, vezető, köztes) neuronok

A differenciálódás után a neuronok elveszítik szaporodási képességüket, és rendkívül speciális, nem osztódó sejtekké válnak. A neuron fő funkciója az információ fogadása, tárolása, feldolgozása és továbbítása más idegsejteknek, szerveknek vagy izmoknak. Funkció szerint a neuronokat a következőkre osztják:

Afferens (receptor, érzékszervi), információt továbbít az érzékszervekből az idegrendszer központi részei felé;

Efferens (motoros, motoros), impulzusokat küld különböző szervekbe és szövetekbe ill

Plug-in (záró, vezető, köztes), impulzusok feldolgozására és kapcsolására szolgál. Egy vagy több interneuron lehet afferens és efferens neuronok között. Az interkaláris neuronok a legtöbbek, és a gerincvelő és az agy minden részében találhatók.

A központi idegrendszer 90%-ban interkaláris neuronokból áll.

A hátsó szarvak kis interkaláris neuronok által alkotott magokat tartalmaznak, amelyekhez a gerinccsomókban elhelyezkedő sejtek axonjai a hátsó, vagyis szenzoros gyökerek részeként irányulnak. Az interkaláris neuronok folyamatai az agy idegközpontjaival, valamint több szomszédos szegmenssel kommunikálnak a szegmensük elülső szarvaiban, a fekvő szegmensek felett és alatt található neuronokkal, azaz összekötik a gerinc afferens neuronjait. csomópontok az elülső szarv neuronjaival.

Efferens neuronok

Az idegrendszer efferens neuronjai olyan neuronok, amelyek információt továbbítanak az idegközpontból a végrehajtó szervekbe vagy az idegrendszer más központjaiba. Például az agykéreg motoros területének efferens neuronjai - piramissejtek - impulzusokat küldenek a gerincvelő elülső szarvának motoros neuronjaihoz, vagyis efferensek az agykéreg ezen részére. A gerincvelő motoros neuronjai viszont efferensek az elülső szarvakhoz, és jeleket küldenek az izmoknak. Az efferens neuronok fő jellemzője egy hosszú axon jelenléte, amely magas gerjesztési vezetési sebességgel rendelkezik.

Az agykéreg különböző részeiről származó efferens neuronok íves kapcsolatokon keresztül kapcsolják össze ezeket a részeket egymással. Az ilyen kapcsolatok intrahemispheric és interhemispheric kapcsolatokat biztosítanak, amelyek kialakítják az agy funkcionális állapotát a tanulás dinamikájában, fáradtságban, mintafelismerés során stb. A gerincvelő összes leszálló pályája (piramis, rubrospinalis, retikulospinális stb.) idegrendszer.

Az autonóm idegrendszer neuronjait, például a vagus ideg magjait, a gerincvelő oldalsó szarvait efferensnek is nevezik.

A neuroglia vagy glia az idegszövet sejtelemeinek halmaza, amelyet különféle formájú speciális sejtek alkotnak. R. Virkhov fedezte fel, és ő nevezte el neurogliának, ami "idegragasztót" jelent. A neurogliális sejtek kitöltik a neuronok közötti tereket, és az agy térfogatának 40%-át teszik ki. A gliasejtek 3-4-szer kisebbek, mint az idegsejtek; számuk az emlősök központi idegrendszerében eléri a 140 milliárdot.Az életkor előrehaladtával az emberi agyban a neuronok száma csökken, míg a gliasejtek száma nő.

A neurogliának többféle típusa létezik, amelyek mindegyikét egy bizonyos típusú sejt alkotja: asztrociták, oligodendrociták, mikrogliociták) (2.3. táblázat).

Az asztrociták többfolyamatú sejtek ovális alakú magokkal és kis mennyiségű kromatinnal. Az asztrociták mérete 7-25 mikron. Az asztrociták főleg az agy szürkeállományában találhatók. Az asztrocita magok DNS-t tartalmaznak, a protoplazmában van egy lamellás komplex, centriszóma, mitokondrium. Úgy gondolják, hogy az asztrociták támaszként szolgálnak a neuronok számára, biztosítják az idegtörzsek reparatív folyamatait, izolálják az idegrostokat, és részt vesznek az idegsejtek anyagcseréjében. Az asztrociták folyamatai "lábakat" képeznek, amelyek beborítják a kapillárisokat, szinte teljesen befedik azokat. Ennek eredményeként csak az asztrociták helyezkednek el az idegsejtek és a kapillárisok között. Nyilvánvalóan ezek biztosítják az anyagok szállítását a vérből az idegsejtekbe és fordítva. Az asztrociták hidakat képeznek a kapillárisok és az agykamrák üregét bélelő ependyma között. Úgy gondolják, hogy így biztosított a vér és az agykamrák cerebrospinális folyadékának cseréje, vagyis az asztrociták szállító funkciót látnak el.

Az oligodendrociták kis számú folyamattal rendelkező sejtek. Méretük kisebb, mint az asztrociták. Az agykéregben az oligodendrociták száma a felső rétegektől az alsó rétegek felé nő. Az agytörzs szubkortikális struktúráiban több oligodendrocita található, mint a kéregben. Az oligodendrociták részt vesznek az axonok mielinizációjában (ezért több van belőlük az agy fehérállományában), az idegsejtek anyagcseréjében, valamint az idegsejtek trofizmusában.

A mikrogliákat a legkisebb többfolyamatú gliasejtek képviselik, amelyeket vagussejteknek neveznek. A mikroglia forrása a mezoderma. A mikroglia sejtek képesek fagocitózisra.

A gliasejtek egyik jellemzője a méretváltozás képessége. Ezt a tulajdonságot a filmes fényképezést alkalmazó szövettenyészetben találták meg. A gliasejtek méretének változása ritmikus: a kontrakciós fázis 90 s, a relaxációs fázis 240 s, vagyis ez nagyon lassú folyamat. A "hullámozás" frekvenciája óránként 2 és 20 között változik. A "pulzálás" a sejttérfogat ritmikus csökkenése formájában jelentkezik. A sejtfolyamatok megduzzadnak, de nem rövidülnek. A "pulzálást" fokozza a glia elektromos stimulációja; a lappangási idő ebben az esetben nagyon hosszú - körülbelül 4 perc.

A gliaaktivitás megváltozik a különféle biológiailag aktív anyagok hatására: a szerotonin az oligodendrogliociták "pulzációjának" csökkenését okozza, a noradrenalin - növekedést. A gliasejtek "pulzálásának" fiziológiai szerepe kevéssé ismert, de úgy gondolják, hogy az idegsejt axoplazmáját nyomja, és befolyásolja a folyadék áramlását a sejtközi térben.

Az idegrendszer normális élettani folyamatai nagymértékben függenek az idegsejt rostok mielinizációjának mértékétől. A központi idegrendszerben a mielinizációt oligodendrociták, a perifériásban pedig a lemmociták (Schwann-sejtek) biztosítják.

A gliasejteknek nincs impulzusaktivitásuk, mint az idegsejteknek, de a gliasejtek membránjának membránpotenciálját képező töltése van, ami erősen inert. A membránpotenciál változása lassú, az idegrendszer aktivitásától függ, és nem szinaptikus hatások, hanem az intercelluláris környezet kémiai összetételének változásai okozzák. A neuroglia membránpotenciálja 70-90 mV.

A gliasejtek képesek gerjesztést továbbítani, melynek egyik sejtről a másikra terjedése csökkenéssel halad. Ha az irritáló és a rögzítő elektródák közötti távolság 50 μm, a gerjesztés terjedése 30-60 ms alatt éri el a regisztrációs pontot. A gliasejtek közötti gerjesztés terjedését membránjaik speciális réscsatlakozásai segítik. Ezek az érintkezők alacsony ellenállásúak, és feltételeket teremtenek az áram elektrotóniás terjedéséhez az egyik gliacellából a másikba.

Tekintettel arra, hogy a neuroglia nagyon szoros kapcsolatban áll a neuronokkal, az idegelemek gerjesztési folyamatai befolyásolják a gliaelemek elektromos jelenségeit. Ez a hatás annak köszönhető, hogy a neuroglia membránpotenciálja a K + ionok koncentrációjától függ környezet... Egy neuron gerjesztése és membránjának repolarizációja során megnövekszik a K + -ionok bejutása a neuronba, ami jelentősen megváltoztatja a neuroglia körüli koncentrációját, és sejtmembránjainak depolarizációjához vezet.

Afferens neuronok, funkcióik

Afferens neuronok - információt észlelő neuronok. Az afferens neuronok általában nagy elágazó hálózattal rendelkeznek. Ez a központi idegrendszer minden szintjére jellemző. A gerincvelő hátsó szarvaiban az afferens neuronok kis méretűek, nagyszámú dendritikus folyamattal, míg a gerincvelő elülső szarvaiban az efferens neuronok nagy testűek, durvább, kevésbé elágazó folyamatokkal. Ezek a különbségek nőnek, ahogy a központi idegrendszer szintje a hosszúkás, középső, diencephalon, terminális agy felé változik. A legnagyobb különbségek az afferens és efferens neuronok között az agykéregben figyelhetők meg.

Afferens neuron

Afferens neuronok(érzékeny neuronok, receptor neuronok, szenzoros neuronok) - olyan neuronok, amelyek képesek információt fogadni a külvilágból és a belső szervekből, idegimpulzust generálni és azt a központi idegrendszer felé továbbítani. az interkalált és efferens neuronokkal együtt reflexívet alkot.

Afferens neuron pszeudo-unipoláris formája van. Azok. axonja és dendritje a sejt egyik pólusából emelkedik ki. Az egyik folyamat a sejttestből nyúlik ki, amely axonná és dendritté válik ketté. A dendrit folyamataival receptort képez, vagy receptorképződményekhez kötődik, és az axon a gerincvelőbe kerül.

Afferens neuronok (szenzoros)

Az afferens vagy szenzoros neuronok olyan neuronok, amelyek impulzusokat továbbítanak a központi idegrendszer felé.

Az afferens neuronok (latin afferens - hozó) általában kétféle folyamattal rendelkeznek. A dendrit követi a perifériát, és érzékeny végződésekkel végződik – olyan receptorokkal, amelyek érzékelik a külső irritációt, és energiáját idegimpulzus energiájává alakítják; a második, egyetlen axont irányítanak az agyba vagy a gerincvelőbe.

Interkaláris neuron

Interkaláris neuronok(köztes neuronok, interneuronok, asszociatív neuronok) serkentő vagy gátló hatásúak. Ezek az idegsejtek abban vesznek részt, hogy információt kapnak az afferens neuronoktól, feldolgozzák és továbbítják az efferens neuronoknak vagy más interkaláris neuronoknak. A központi idegrendszer neuronjainak nagy része interkaláris neuron. Egyes interneuronok részt vesznek a gátlási folyamatokban.

Mint tudják, a neuronok hajlamosak csoportokba (idegsejtekbe) szerveződni – ez a létezésük és interakciójuk. Ahhoz, hogy egy interkaláris neuron beépülhessen egy neuroncsoportba, axonjaiknak (továbbító folyamatoknak) a saját központjuk idegsejtjein kell végződniük. Amit általában megfigyelnek.

Az interkaláris neuronok információt kapnak a szomszédos központok neuronjaitól, és továbbítják azt a központjukban lévő neuronokhoz, míg mások interkaláris neuronok információt kapnak a központjuk neuronjaitól, és továbbítják azt saját központjuk idegsejtjeihez. Így a neuronok visszhangzó (zárt) hálózatokat szerveznek, amelyek lehetővé teszik az információk hosszú ideig történő tárolását a központjukban.

Idegszövet- az idegrendszer fő szerkezeti eleme. V idegszövet összetétele speciális idegsejteket foglal magában - neuronok, és neuroglia sejtek támogató, szekréciós és védő funkciókat lát el.

Idegsejt Az idegszövet alapvető szerkezeti és funkcionális egysége. Ezek a sejtek képesek információkat fogadni, feldolgozni, kódolni, továbbítani és tárolni, kapcsolatot létesíteni más cellákkal. Egyedi tulajdonságok A neuronok képesek bioelektromos kisüléseket (impulzusokat) generálni és információkat továbbítani a folyamatok mentén egyik sejtből a másikba speciális végződések segítségével -.

A neuron működését elősegíti az axoplazmájában a transzmitter anyagok szintézise - neurotranszmitterek: acetilkolin, katekolaminok stb.

Az agy neuronjainak száma megközelíti a 10 11-et. Egy neuronnak akár 10 000 szinapszisa is lehet. Ha ezeket az elemeket információtároló sejteknek tekintjük, akkor arra a következtetésre juthatunk, hogy az idegrendszer 10 19 egységet tud tárolni. információ, azaz képes befogadni szinte az emberiség által felhalmozott összes tudást. Ezért teljesen ésszerű az az elképzelés, hogy az emberi agy élete során mindenre emlékszik, ami a testben történik, és amikor kommunikál a környezettel. Az agy azonban nem tud kivonni minden benne tárolt információból.

A neurális szerveződés bizonyos típusai a különböző agyi struktúrákra jellemzőek. Az egyetlen funkciót szabályozó neuronok úgynevezett csoportokat, együtteseket, oszlopokat, magokat alkotnak.

A neuronok szerkezetükben és funkciójukban különböznek egymástól.

Szerkezet szerint(a sejtek testéből kinyúló folyamatok számától függően) megkülönböztetni egypólusú(egy folyamattal), bipoláris (két folyamattal) ill többpólusú(sok folyamattal) neuronok.

Funkcionális tulajdonságok szerint kioszt afferens(vagy centripetális) idegsejtek, amelyek receptorok által gerjesztést hordoznak, efferens, motor, motoneuronok(vagy centrifugális), a gerjesztést a központi idegrendszerből a beidegzett szervbe továbbítja, ill interkaláris, kapcsolatba lépni vagy közbülső az afferens és efferens neuronokat összekötő neuronok.

Az afferens neuronok unipolárisak, testük a gerinc ganglionokban fekszik. A sejttestből kiinduló folyamat T-alakú, két ágra oszlik, amelyek közül az egyik a központi idegrendszerbe kerül és axon funkciót lát el, a másik pedig a receptorokhoz közelít és egy hosszú dendrit.

Az efferens és interkaláris neuronok többsége többpólusú (1. ábra). A multipoláris interneuronok nagy számban találhatók a gerincvelő hátsó szarvaiban, valamint a központi idegrendszer minden más részében. Lehetnek bipolárisak is, például rövid elágazó dendrittel és hosszú axonnal rendelkező retina neuronok. A motoros neuronok főként a gerincvelő elülső szarvaiban helyezkednek el.

Rizs. 1. Az idegsejt felépítése:

1 - mikrotubulusok; 2 - egy idegsejt (axon) hosszú folyamata; 3 - endoplazmatikus retikulum; 4 - mag; 5 - neuroplazma; 6 - dendritek; 7 - mitokondriumok; 8 - nucleolus; 9 - mielinhüvely; 10 - Ranvier elfogása; 11 - az axon vége

Neuroglia

Neuroglia, vagy glia, - az idegszövet sejtelemeinek halmaza, amelyet különféle formájú speciális sejtek alkotnak.

R. Virkhov fedezte fel, és ő nevezte el neurogliának, ami "idegragasztót" jelent. A neurogliális sejtek kitöltik a neuronok közötti teret, és az agy térfogatának 40%-át teszik ki. A gliasejtek 3-4-szer kisebbek, mint az idegsejtek; számuk az emlősök központi idegrendszerében eléri a 140 milliárdot.Az életkor előrehaladtával az emberi agyban a neuronok száma csökken, míg a gliasejtek száma nő.

Megállapítást nyert, hogy a neuroglia az idegszövetben zajló anyagcserével kapcsolatos. Egyes neurogliasejtek olyan anyagokat választanak ki, amelyek befolyásolják az idegsejtek ingerlékenységének állapotát. Megjegyzendő, hogy ezeknek a sejteknek a szekréciója különböző mentális állapotokban megváltozik. A központi idegrendszerben a hosszú távú nyomfolyamatok a neuroglia funkcionális állapotához kapcsolódnak.

Gliasejtek típusai

A gliasejtek szerkezetének jellege és a központi idegrendszerben való elhelyezkedése alapján a következők vannak:

• asztrociták (astroglia);
• oligodendrociták (oligodendroglia);
• mikroglia sejtek (mikroglia);
• Schwann-sejtek.

A gliasejtek támogató és védő funkciókat látnak el az idegsejtek számára. A szerkezet részei. Asztrociták a legtöbb gliasejtek, amelyek kitöltik a neuronok és a burkolat közötti tereket. Megakadályozzák a szinaptikus hasadékból a központi idegrendszerbe diffundáló neurotranszmitterek terjedését. Az asztrocitákban neurotranszmitterek receptorai vannak, amelyek aktiválása a membránpotenciál-különbség ingadozását és az asztrocita anyagcsere változásait okozhatja.

Az asztrociták szorosan körülveszik az agy ereinek kapillárisait, amelyek közöttük és a neuronok között helyezkednek el. Ezen az alapon feltételezhető, hogy az asztrociták fontos szerepet játszanak a neuronok anyagcseréjében, bizonyos anyagok kapilláris permeabilitásának beállítása.

Az asztrociták egyik fontos funkciója, hogy képesek felszívni a felesleges K + ionokat, amelyek nagy idegi aktivitás mellett felhalmozódhatnak az intercelluláris térben. Az asztrociták sűrű adhéziós területein rés csomópontok képződnek, amelyeken keresztül az asztrociták különféle kis méretű ionokat és különösen K + ionokat cserélhetnek. Ez növeli a K + ionok általuk történő abszorpció lehetőségét. A K ellenőrizetlen felhalmozódása + ionok az interneuronális térben a neuronok ingerlékenységének növekedéséhez vezetnének. Így az asztrociták, felszívva a felesleges K + ionokat a szövetközi folyadékból, megakadályozzák a neuronok ingerlékenységének növekedését és a fokozott idegi aktivitás gócainak kialakulását. Az ilyen gócok megjelenése az emberi agyban azzal járhat, hogy idegsejtjeik idegimpulzusok sorozatát generálják, amelyeket görcsös kisüléseknek neveznek.

Az asztrociták részt vesznek az extraszinaptikus terekbe jutó neurotranszmitterek eltávolításában és megsemmisítésében. Így megakadályozzák a neurotranszmitterek felhalmozódását az interneuronális terekben, ami az agy működési zavarához vezethet.

A neuronokat és az asztrocitákat 15-20 mikronos intercelluláris rés választja el, amelyet intersticiális térnek neveznek. Az intersticiális terek az agy térfogatának 12-14% -át foglalják el. Az asztrociták egyik fontos tulajdonsága, hogy képesek CO2-t felvenni ezen terek extracelluláris folyadékából, és ezáltal fenntartani a stabilitást. agy pH-ja.

Az asztrociták részt vesznek az idegszövet és az agy erei, az idegszövet és az agy membránjai közötti határfelületek kialakításában az idegszövet növekedése és fejlődése során.

Oligodendrociták kis számú rövid folyamat jelenléte jellemzi. Egyik fő funkciójuk az az idegrostok mielinhüvelyének kialakulása a központi idegrendszerben... Ezek a sejtek is a neuronális testek közvetlen közelében találhatók, de ennek funkcionális jelentősége nem ismert.

Mikroglia sejtek a gliasejtek teljes számának 5-20%-át teszik ki, és szétszóródnak a központi idegrendszerben. Azt találták, hogy felszíni antigénjeik azonosak a vér monocitáival. Ez jelzi a mezodermából való eredetüket, az embrionális fejlődés során az idegszövetbe való behatolást, majd az ezt követő átalakulást morfológiailag felismerhető mikrogliasejtekké. E tekintetben általánosan elfogadott, hogy a mikroglia legfontosabb funkciója az agy védelme. Kimutatták, hogy ha az idegszövet károsodik, a vérben lévő makrofágok és a mikroglia fagocitáló tulajdonságainak aktiválása miatt megnő a fagocita sejtek száma. Eltávolítják az elhalt idegsejteket, gliasejteket és szerkezeti elemeiket, fagocitizálják az idegen részecskéket.

Schwann-sejtek a központi idegrendszeren kívüli perifériás idegrostok mielinhüvelyét alkotják. Ennek a sejtnek a membránját többször körbetekerjük, és a kialakult mielinhüvely vastagsága meghaladhatja az idegrost átmérőjét. Az idegrost myelinizált szakaszainak hossza 1-3 mm. A köztük lévő intervallumokban (Ranvier elfogásai) az idegrostot csak egy felületi membrán fedi, amelynek ingerlékenysége van.

A mielin egyik legfontosabb tulajdonsága a nagy ellenállás elektromos áram... Ennek oka a myelinben lévő magas szfingomielin és más foszfolipidek tartalma, amelyek áramszigetelő tulajdonságokat adnak. Az idegrost mielinnel borított területein az idegimpulzusok generálása lehetetlen. Az idegimpulzusok csak a Ranvier elfogóinak membránján keletkeznek, ami nagyobb arányban vezeti az idegimpulzusokat a myelinizált idegrostokhoz, mint a nem myelinizált rostokhoz.

Ismeretes, hogy a mielin szerkezete könnyen felborulhat az idegrendszer fertőző, ischaemiás, traumás, toxikus károsodása során. Ebben az esetben az idegrostok demyelinizációs folyamata alakul ki. A demyelinizáció különösen gyakori a sclerosis multiplexben szenvedő betegeknél. A demyelinizáció következtében csökken az idegi impulzusok idegrostok mentén történő vezetési sebessége, csökken az információ eljuttatása az agyba a receptoroktól és a neuronoktól a végrehajtó szervek felé. Ez az érzékszervi érzékenység károsodásához, mozgászavarokhoz, a belső szervek munkájának szabályozásához és egyéb súlyos következményekhez vezethet.

A neuronok felépítése és működése

Idegsejt(idegsejt) szerkezeti és funkcionális egység.

A neuron anatómiai felépítése és tulajdonságai biztosítják a megvalósítását fő funkciói: az anyagcsere megvalósítása, az energia befogadása, a különféle jelek érzékelése és feldolgozása, a válaszreakciók kialakulása vagy azokban való részvétel, idegimpulzusok generálása és vezetése, neuronok egyesítése idegi körökké, amelyek a legegyszerűbb reflexreakciókat is biztosítják. és az agy magasabb szintű integratív funkcióit.

A neuronok idegsejttestből és folyamatokból állnak - axonból és dendritekből.

Rizs. 2. A neuron felépítése

Idegsejt test

Test (perikarion, harcsa) az idegsejtet és folyamatait végig egy neuronmembrán fedi. A sejttest membránja különbözik az axon és a dendritek membránjától a különféle receptorok tartalmában, a rajta való jelenlétében.

Az idegsejt testében van egy neuroplazma és a tőle membránokkal határolt mag, egy érdes és sima endoplazmatikus retikulum, a Golgi-apparátus és a mitokondriumok. Az idegsejtek magjának kromoszómái olyan génkészletet tartalmaznak, amely a neurontest, folyamatai és szinapszisai szerkezetének kialakításához és funkcióinak megvalósításához szükséges fehérjék szintézisét kódolja. Ezek olyan fehérjék, amelyek enzimek, hordozók, ioncsatornák, receptorok stb. funkcióit látják el. Egyes fehérjék a neuroplazmában töltenek be funkciókat, míg mások az organellumok, szóma- és neuronfolyamatok membránjaiba ágyazódnak. Ezek egy része, például a neurotranszmitterek szintéziséhez szükséges enzimek axonális transzporttal jutnak el az axonterminálishoz. A sejt testében olyan peptidek szintetizálódnak, amelyek az axonok és dendritek létfontosságú tevékenységéhez szükségesek (például növekedési faktorok). Ezért, ha egy neuron teste megsérül, folyamatai degenerálódnak és megsemmisülnek. Ha a neuron teste megmarad, és a folyamat károsodik, akkor lassú helyreállása (regenerációja) és a denervált izmok vagy szervek beidegzésének helyreállítása következik be.

A neuronok testében a fehérjeszintézis helye a durva endoplazmatikus retikulum (tigroid szemcsék vagy Nissl testek) vagy szabad riboszómák. Tartalmuk a neuronokban magasabb, mint a gliasejtekben vagy a test más sejtjeiben. A sima endoplazmatikus retikulumban és a Golgi-apparátusban a fehérjék elnyeri jellegzetes térbeli konformációjukat, szétválogatva transzportáramokba kerülnek a sejttest struktúráihoz, dendritekhez vagy axonokhoz.

A neuronok számos mitokondriumában az oxidatív foszforilációs folyamatok eredményeként ATP képződik, melynek energiája az idegsejt létfontosságú tevékenységének fenntartásához, az ionpumpák működtetéséhez és az ionkoncentrációk aszimmetriájának fenntartásához a neuron mindkét oldalán. membrán. Következésképpen az idegsejt nemcsak a különféle jelek észlelésére, hanem az azokra adott válaszra is folyamatosan készen áll - idegimpulzusok generálására és más sejtek funkcióinak szabályozására való felhasználására.

A különböző jelek neuronok általi észlelésének mechanizmusaiban a sejttest membránjának molekuláris receptorai, a dendritek által alkotott szenzoros receptorok és a hám eredetű érzékeny sejtek vesznek részt. Más idegsejtek jelei a neuron dendritjein vagy gélen kialakuló többszörös szinapszisokon keresztül juthatnak el az idegsejtekhez.

Idegsejt dendritek

Dendritek A neuronok dendritfát alkotnak, melynek elágazási jellege és mérete a más neuronokkal való szinaptikus kontaktusok számától függ (3. ábra). Egy neuron dendritjein több ezer szinapszis található, amelyeket más neuronok axonjai vagy dendritjei alkotnak.

Rizs. 3. Az interneuron szinaptikus kontaktusai. A bal oldali nyilak mutatják az afferens jelek érkezését a dendritekhez és az interneuron testéhez, a jobb oldalon - az interneuron efferens jeleinek más neuronokhoz való terjedésének irányát.

A szinapszisok mind funkciójukban (gátló, serkentő), mind az alkalmazott neurotranszmitter típusában heterogének lehetnek. A dendritek membránja, amely részt vesz a szinapszisok képződésében, a posztszinaptikus membránjuk, amely receptorokat (ligandumfüggő ioncsatornákat) tartalmaz a szinapszisban használt neurotranszmitter számára.

A serkentő (glutamáterg) szinapszisok elsősorban a dendritek felszínén helyezkednek el, ahol kiemelkedések, illetve kinövések (1-2 μm) vannak, ún. tüskék. A tüskék membránjában csatornák vannak, amelyek permeabilitása a transzmembrán potenciálkülönbségtől függ. A dendritek citoplazmájában a tüskék területén az intracelluláris jelátvitel másodlagos hírvivőit, valamint riboszómákat találtak, amelyeken a fehérje szintetizálódik a szinaptikus jelekre válaszul. A tüskék pontos szerepe ismeretlen, de egyértelmű, hogy növelik a dendritfa felületét a szinapszisképződéshez. A tüskék egyben neuronstruktúrák is a bemeneti jelek fogadására és feldolgozására. A dendritek és tüskék biztosítják az információ átvitelét a perifériáról a neuron testébe. A kaszálás során a dendrit membrán az ásványi ionok aszimmetrikus eloszlása, az ionszivattyúk működése és az ioncsatornák jelenléte miatt polarizálódik. Ezek a tulajdonságok alapozzák meg az információ átvitelét a membránon keresztül lokális körkörös áramok formájában (elektronikusan), amelyek a posztszinaptikus membránok és a dendrit membrán szomszédos szakaszai között keletkeznek.

A dendrit membránon keresztül terjedő lokális áramok gyengülnek, de elegendőnek bizonyulnak ahhoz, hogy az idegsejtek membránjára továbbítsák a szinaptikus bemeneteken keresztül a dendritekhez érkezett jeleket. A dendrit membránban még nem azonosítottak feszültségfüggő nátrium- és káliumcsatornákat. Nem rendelkezik ingerlékenységgel és cselekvési potenciál létrehozásának képességével. Ismeretes azonban, hogy az axondomb membránján fellépő akciós potenciál továbbterjedhet rajta. Ennek a jelenségnek a mechanizmusa nem ismert.

Feltételezhető, hogy a dendritek és a tüskék a memóriamechanizmusokban részt vevő idegi struktúrák részét képezik. A tüskék száma különösen nagy a kisagykéreg, a bazális ganglionok és az agykéreg neuronjainak dendriteiben. Az idősek agykéregének egyes területein a dendritfa területe és a szinapszisok száma csökken.

Neuron axon

Axon - idegsejt kinövése, amely más sejtekben nem található. Ellentétben a dendritekkel, amelyek száma egy neuronnál eltérő, minden neuronnak egy axonja van. Hossza elérheti a 1,5 m-t Azon a ponton, ahol az axon elhagyja a neuron testét, egy megvastagodás van - egy axonhalom, plazmamembránnal borítva, amelyet hamarosan mielin borít. Az axondomb myelinnel nem borított területét kezdeti szegmensnek nevezzük. A neuronok axonjait a végső elágazásukig mielinhüvely borítja, amelyet Ranvier intercepciói szakítanak meg - mikroszkopikus mielinmentes területek (kb. 1 μm).

Az axont (myelinizált és nem myelinizált rost) végig kétrétegű foszfolipid membrán borítja, beágyazott fehérjemolekulákkal, amelyek ellátják az ionok szállítását, a feszültségfüggő ioncsatornákat stb. A fehérjék egyenletesen oszlanak el a nem myelinizált ideg membránjában. rostból, és a myelinizált idegrost membránjában helyezkednek el, túlnyomórészt a Ranvier elfogási területén. Mivel az axoplazmában nincs durva retikulum és riboszómák, nyilvánvaló, hogy ezek a fehérjék az idegsejt testében szintetizálódnak és axontranszporttal jutnak el az axon membránjába.

A neuron testét és axonját borító membrán tulajdonságai, különbözők. Ez a különbség elsősorban a membrán ásványi ionok permeabilitására vonatkozik, és a tartalomból adódik különböző típusok... Ha a szervezet membránjában és a neuron dendriteiben ligandumfüggő ioncsatornák (beleértve a posztszinaptikus membránokat is) tartalma érvényesül, akkor az axon membránjában, különösen a Ranvier metszetek területén nagy sűrűségű feszültségfüggő nátrium- és káliumcsatornák.

Az axon kezdeti szegmensének membránja a legalacsonyabb polarizációs értékkel rendelkezik (kb. 30 mV). Az axon sejttesttől távolabbi területein a transzmembrán potenciál körülbelül 70 mV. Az axon kezdeti szegmensének membránjának polarizációjának alacsony értéke meghatározza, hogy ezen a területen a neuron membránja a legnagyobb ingerlékenységgel rendelkezik. Itt a neuron által a szinapszisokban kapott információs jelek átalakulása következtében a dendritek membránján és a sejttesten keletkezett posztszinaptikus potenciálok a neurontest membránján terjednek el lokális körkörös elektromos segítségével. áramlatok. Ha ezek az áramok az axondomb membránjának depolarizációját okozzák egy kritikus szintre (E k), akkor az idegsejt más idegsejtektől érkező jelek fogadására akciós potenciálja (idegimpulzus) generálásával reagál. A keletkező idegimpulzus ezután az axon mentén más ideg-, izom- vagy mirigysejtekhez jut.

Az axon kezdeti szakaszának membránján tüskék vannak, amelyeken GABAerg gátló szinapszisok képződnek. Ezek mentén más neuronokból érkező jelek megakadályozhatják az idegimpulzus kialakulását.

A neuronok osztályozása és típusai

A neuronok osztályozása mind morfológiai, mind funkcionális jellemzők alapján történik.

A folyamatok száma alapján megkülönböztetünk multipoláris, bipoláris és pszeudo-unipoláris neuronokat.

A más sejtekkel való kapcsolatok jellege és az elvégzett funkció alapján megkülönböztetik őket érzékszervi, beillesztésés motor neuronok. Szenzoros a neuronokat afferens neuronoknak is nevezik, folyamataik centripetálisak. Az idegsejtek közötti jelátvitel funkcióját ellátó neuronokat ún interkaláris, vagy asszociációs. Azokat a neuronokat, amelyek axonjai szinapszisokat képeznek az effektorsejteken (izom, mirigy), ún. motor, vagy efferens, axonjaikat centrifugálisnak nevezzük.

Afferens (szenzoros) neuronok szenzoros receptorokon keresztül érzékelik az információt, idegimpulzusokká alakítják és az agyba és a gerincvelőbe vezetik. A szenzoros neuronok teste a gerincben és a koponyában található. Ezek pszeudo-unipoláris neuronok, amelyek axonja és dendritje az idegsejt testéből együtt nyúlik ki, majd elválik. A dendrit szenzoros vagy kevert idegek részeként a szervekhez és szövetekhez követi a perifériát, az axon pedig a háti gyökerek részeként belép a gerincvelő hátsó szarvaiba, vagy a koponyaidegek részeként az agyba.

Reteszelő, vagy asszociatív, neuronok ellátja a bejövő információk feldolgozásának funkcióit, és különösen biztosítja a reflexívek lezárását. Ezeknek a neuronoknak a teste az agy és a gerincvelő szürkeállományában található.

Efferens neuronok ellátja a kapott információk feldolgozását és az agyból és a gerincvelőből származó efferens idegimpulzusok továbbítását a végrehajtó (effektor) szervek sejtjeibe.

A neuron integratív tevékenysége

Mindegyik neuron hatalmas számú jelet kap a dendritjein és testén található számos szinapszison keresztül, valamint a plazmamembránok, a citoplazma és a sejtmag molekuláris receptorain keresztül. A jelzések sok különböző típusú neurotranszmittert, neuromodulátort és más jelzőmolekulát használnak. Nyilvánvaló, hogy egy idegsejtnek képesnek kell lennie arra, hogy integrálja azokat, hogy több jel egyidejű érkezésére választ adjon.

A koncepció tartalmazza azon folyamatok összességét, amelyek biztosítják a bejövő jelek feldolgozását és az azokra adott neuronválasz kialakulását a neuron integratív aktivitása.

A neuronokhoz érkező jelek észlelése és feldolgozása dendritek, a sejttest és az idegsejt axondombjának részvételével történik (4. ábra).

Rizs. 4. Jelek integrálása neuron által.

Feldolgozásuk és integrációjuk (összegzésük) egyik lehetősége a szinapszisokban történő transzformáció és a posztszinaptikus potenciálok összegzése a test membránján és a neuronfolyamatok. Az észlelt jelek a szinapszisokban a posztszinaptikus membrán potenciálkülönbségének ingadozásaivá (posztszinaptikus potenciálok) alakulnak át. A szinapszis típusától függően a vett jel átalakítható a potenciálkülönbség kismértékű (0,5-1,0 mV) depolarizáló változásává (EPSP - a diagramon a szinapszisok fénykörökként jelennek meg) vagy hiperpolarizálóvá (TPSP - szinapszisok a diagramon). fekete körökként jelennek meg). Számos jel érkezhet egyidejűleg a neuron különböző pontjaira, amelyek egy része EPSP-vé, mások EPSP-vé alakulnak.

Ezek a potenciálkülönbség-ingadozások lokális köráramok segítségével terjednek a neuron membránja mentén az axondomb irányába, depolarizációs hullámok formájában (a diagramon fehér) és a hiperpolarizáció (a fekete diagramon), egymásra rakva (a diagramon a szürke területek). Ezzel a szuperpozícióval az egyik irányú hullámok amplitúdói összeadódnak, az ellentétes hullámok amplitúdói csökkennek (kisimulnak). A membránon átívelő potenciálkülönbség algebrai összegzését nevezzük térbeli összegzés(4. és 5. ábra). Ennek az összegzésnek az eredménye lehet az axondomb membránjának depolarizációja és idegimpulzus generálása (1. és 2. eset a 4. ábrán), vagy hiperpolarizációja és idegimpulzus kialakulásának megakadályozása (3. és 4. eset). a 4. ábrán).

Ahhoz, hogy az axondomb membránjának potenciálkülönbségét (kb. 30 mV) E k-ra toljuk, 10-20 mV-tal depolarizálni kell. Ez a benne elérhető feszültségfüggő nátriumcsatornák megnyílásához és idegimpulzus generálásához vezet. Mivel az egyik AP megérkezésekor és EPSP-vé alakítva a membrán depolarizációja elérheti az 1 mV-ot, és az axondombig terjedése gyengül, ezért az idegimpulzus generálásához egyidejűleg 40-80 idegimpulzus fogadása szükséges más neuronok az idegsejthez serkentő szinapszisokon keresztül és ugyanannyi EPSP összegzésével.

Rizs. 5. Az EPSP térbeli és időbeli összegzése neuron szerint; a - BPSP egyetlen ingerre; és - EPSP különböző afferensekből származó többszörös stimulációhoz; c - EPSP az egyetlen idegroston keresztüli gyakori stimulációhoz

Ha ekkor gátló szinapszisokon keresztül bizonyos mennyiségű idegimpulzus érkezik az idegsejtekbe, akkor annak aktiválása és válaszidegi impulzus generálása lehetséges lesz a serkentő szinapszisokon keresztüli jeláramlás egyidejű növelésével. Olyan körülmények között, amikor a gátló szinapszisokon keresztül érkező jelek az idegsejtek membránjának hiperpolarizációját okozzák, amely egyenlő vagy nagyobb, mint a serkentő szinapszisokon keresztül érkező jelek által okozott depolarizáció, az axon dombmembrán depolarizációja lehetetlen lesz, a neuron nem generál idegimpulzusokat és inaktívvá válnak.

A neuron is végrehajtja időösszegzés szinte egyidejűleg jelzi az EPSP-t és a TPSP-t (lásd 5. ábra). A paraszinaptikus régiókban az általuk okozott potenciálkülönbség változásai algebrailag is összegezhetők, amit ideiglenes összegzésnek nevezünk.

Így minden egyes idegimpulzus, amelyet egy neuron generál, valamint egy idegsejt csendjének időszaka sok más idegsejttől kapott információt tartalmaz. Általában minél nagyobb gyakorisággal érkezik egy neuronhoz más sejtekből a jel, annál gyakrabban generál válasz idegimpulzusokat, amelyeket az axon mentén továbbít más ideg- vagy effektorsejtekhez.

Tekintettel arra, hogy az idegsejt testének membránjában, de még dendriteiben is vannak nátriumcsatornák (bár kis számban), az axonális domb membránján fellépő akciós potenciál átterjedhet a szervezetre, és egyes a neuron dendritjei. Ennek a jelenségnek a jelentősége nem elég világos, de feltételezhető, hogy a terjedő akciós potenciál pillanatnyilag kisimítja a membránon lévő összes lokális áramot, semmissé teszi a potenciálokat, és hozzájárul az új információ hatékonyabb észleléséhez a neuron által.

A molekuláris receptorok részt vesznek az idegsejtekbe érkező jelek átalakításában és integrációjában. Ugyanakkor jelzőmolekulákkal való stimulálásuk az ioncsatornák állapotának változásán keresztül (G-fehérjék, másodlagos hírvivők által), a vett jelek neuronmembrán potenciálkülönbség-ingadozásává, összegződésén és kialakulásán keresztül vezethet. neuronválasz idegimpulzus generálása vagy annak gátlása formájában.

A jelek transzformációját egy neuron metabotróp molekuláris receptorai kísérik a válaszreakció formájában, amely intracelluláris átalakulások kaszkádját váltja ki. A neuron válasza ebben az esetben az általános anyagcsere felgyorsulása, az ATP képződésének növekedése lehet, amely nélkül nem lehet növelni funkcionális aktivitását. Ezen mechanizmusok segítségével a neuron integrálja a kapott jeleket, hogy javítsa saját tevékenysége hatékonyságát.

Egy neuronban a kapott jelek által elindított intracelluláris átalakulások gyakran a receptorok, ioncsatornák és hordozók funkcióit ellátó fehérjemolekulák szintézisének növekedéséhez vezetnek az idegsejtekben. Számuk növelésével a neuron alkalmazkodik a bejövő jelek természetéhez, növeli az érzékenységet a jelentősebbekre, gyengül - a kevésbé jelentősekre.

Egy számos jelet fogadó idegsejt néhány gének, például a szintézist szabályozó peptid jellegű neuromodulátorok expressziója vagy elnyomása kísérheti. Mivel ezek egy neuron axonterminálisaihoz jutnak el, és bennük a neurotranszmitterek más neuronokra gyakorolt ​​hatásának fokozására vagy gyengítésére használják őket, a neuron a kapott jelekre válaszul a kapott információtól függően erősebb vagy gyengébb hatása más általa irányított idegsejtekre. Tekintettel arra, hogy a neuropeptidek moduláló hatása hosszú ideig tarthat, egy neuron más idegsejtekre gyakorolt ​​hatása is hosszú ideig tarthat.

Így a különböző jelek integrálásának képessége révén egy neuron finoman reagálhat rájuk a válaszok széles skálájával, ami lehetővé teszi a beérkező jelek természetéhez való hatékony alkalmazkodást és más sejtek funkcióinak szabályozására való felhasználását.

Neurális áramkörök

A központi idegrendszer neuronjai kölcsönhatásba lépnek egymással, és az érintkezési pontokon különféle szinapszisokat képeznek. A keletkező idegi habok megszaporodnak funkcionalitás idegrendszer. A leggyakoribb neurális áramkörök a következők: lokális, hierarchikus, konvergens és divergens neurális áramkörök egy bemenettel (6. ábra).

Helyi neurális áramkörök két vagy több neuron alkotja. Ebben az esetben az egyik neuron (1) axonális kollaterálisát adja a (2) neuronnak, axosomatikus szinapszist képezve a testén, a második pedig szinapszist képez egy axonnal az első neuron testén. A lokális neurális hálózatok csapdákként működhetnek, amelyekben az idegimpulzusok hosszú ideig keringhetnek több neuron által alkotott körben.

professzor I.A. Vetokhin egy medúza ideggyűrűjén végzett kísérletekben.

Az idegimpulzusok körkörös keringése a helyi idegi áramkörök mentén ellátja a gerjesztések ritmusának átalakítását, lehetőséget biztosít a hosszan tartó gerjesztésre a jelek fogadásának megszűnése után, részt vesz a bejövő információ tárolásának mechanizmusaiban.

A helyi áramkörök fékezési funkciót is elláthatnak. Példa erre a visszatérő gátlás, amely a gerincvelő legegyszerűbb lokális idegrendszerében valósul meg, amelyet az a-motoneuron és a Renshaw sejt alkot.

Rizs. 6. A központi idegrendszer legegyszerűbb idegi áramkörei. Leírás szövegben

Ebben az esetben a motoros neuronban keletkezett izgalom az axon ága mentén terjed, aktiválja a Renshaw sejtet, amely gátolja az a-motoros neuront.

Konvergens láncok több neuron alkotja, amelyek közül az egyiken (általában efferens) számos más sejt axonjai konvergálnak vagy konvergálnak. Az ilyen áramkörök széles körben elterjedtek a központi idegrendszerben. Például a kéreg szenzoros mezőinek számos neuronjának axonjai konvergálnak az elsődleges motoros kéreg piramis neuronjaihoz. A központi idegrendszer különböző szintjein lévő szenzoros és interkaláris neuronok ezreinek axonjai konvergálnak a gerincvelő ventrális szarvának motoros neuronjaihoz. A konvergens áramkörök fontos szerepet játszanak az efferens neuronok jeleinek integrációjában és a fiziológiai folyamatok koordinálásában.

Eltérő egybejáratú láncok egy elágazó axonnal rendelkező neuron alkotja, amelynek mindegyik ága szinapszist alkot egy másik idegsejttel. Ezek az áramkörök azt a funkciót látják el, hogy egyidejűleg jeleket továbbítsanak egy neuronból sok más neuronba. Ez az axon erős elágazásával (több ezer ág képződésével) érhető el. Az ilyen neuronok gyakran megtalálhatók az agytörzs retikuláris formációjának magjaiban. Gyorsan növelik az agy számos részének ingerlékenységét és mobilizálják funkcionális tartalékait.

Utolsó frissítés: 2013.10.10

Népszerű tudományos cikk az idegsejtekről: az idegsejtek szerkezete, hasonlóságai és különbségei más sejtekkel, az elektromos és kémiai impulzusok átvitelének elve.

Idegsejt egy idegsejt, amely az idegrendszer fő építőköve. A neuronok sok tekintetben hasonlítanak más sejtekhez, de van egy fontos különbség a neuron és más sejtek között: a neuronok az információ továbbítására specializálódtak a testben.

Ezek a rendkívül speciális sejtek kémiailag és elektromosan egyaránt képesek információt továbbítani. Több is van különböző típusok neuronok, amelyek különféle funkciókat látnak el az emberi testben.

A szenzoros (szenzoros) neuronok információt szállítanak a szenzoros receptorsejtektől az agyba. A motoros (motoros) neuronok parancsokat továbbítanak az agyból az izmokba. Az interneuronok (interneuronok) képesek információt kommunikálni a test különböző neuronjai között.

A neuronok testünk más sejtjeivel összehasonlítva

Hasonlóságok más cellákkal:

• A neuronoknak, más sejtekhez hasonlóan, van egy magjuk, amely genetikai információkat tartalmaz
• A neuronokat és más sejteket membrán veszi körül, amely védi a sejtet.
• A neuronok és más sejtek sejttestei olyan organellumokat tartalmaznak, amelyek támogatják a sejt életét: a mitokondriumokat, a Golgi-apparátust és a citoplazmát.

Különbségek, amelyek egyedivé teszik a neuronokat

Más sejtekkel ellentétben a neuronok röviddel a születés után leállítják a szaporodást. Ezért az agy egyes részeiben születéskor több idegsejt van, mint később, mivel az idegsejtek meghalnak, de nem mozognak. Annak ellenére, hogy a neuronok nem szaporodnak, a tudósok kimutatták, hogy az idegsejtek között új kapcsolatok jelennek meg az élet során.

A neuronoknak van egy membránja, amely információt küld más sejteknek. olyan speciális eszközök, amelyek információt továbbítanak és fogadnak. Az intercelluláris kapcsolatokat szinapszisoknak nevezzük. Neuronok felszabadulnak kémiai vegyületek(neurotranszmitterek vagy neurotranszmitterek) szinapszisokká, hogy kommunikáljanak más neuronokkal.

Neuron szerkezete

Egy neuronnak csak három fő része van: egy axon, egy sejttest és dendritek. Mindazonáltal minden idegsejt alakja, mérete és jellemzői kissé eltérnek az idegsejt szerepétől és funkciójától függően. Egyes neuronoknak csak néhány dendritáguk van, mások erősen elágaznak, hogy nagy mennyiségű információt kapjanak. Egyes idegsejtek rövid axonokkal rendelkeznek, míg mások meglehetősen hosszúak lehetnek. Az emberi test leghosszabb axonja a gerincoszlop aljától a nagylábujjig húzódik, és körülbelül 0,91 méter (3 láb) hosszú!

Bővebben a neuron szerkezetéről

Akciós potenciál

Hogyan küldenek és fogadnak információt a neuronok? Ahhoz, hogy az idegsejtek kommunikáljanak, információt kell továbbítaniuk magában az idegsejtben és az idegsejttől a következő neuronig. Ez a folyamat elektromos jeleket és kémiai jeladókat egyaránt használ.

A dendritek szenzoros receptoroktól vagy más neuronoktól kapnak információkat. Ezt az információt ezután elküldik a sejttestbe és az axonba. Miután ez az információ elhagyja az axont, az akciós potenciálnak nevezett elektromos jel segítségével az axon teljes hosszán halad.

Kommunikáció a szinapszisok között

Amint egy elektromos impulzus eléri az axont, a szomszédos neuron dendritjeibe kell eljuttatni az információt a szinaptikus hasadékon keresztül, amely bizonyos esetekben szinte azonnal átjut az idegsejtek közötti résen, és folytathatja mozgását.

Más esetekben a neurotranszmittereknek információt kell továbbítaniuk egyik neuronról a másikra. A neurotranszmitterek olyan kémiai transzmitterek, amelyek az axonokból szabadulnak fel, hogy átjussanak a szinaptikus hasadékon, és elérjék más neuronok receptorait. Az úgynevezett "újrafelvétel" során a neurotranszmitterek egy receptorhoz kapcsolódnak, és egy neuron felszívja őket újrafelhasználás céljából.

Neurotranszmitterek

Napi működésünk szerves része. Egyelőre nem tudni pontosan, hány neurotranszmitter létezik, de a tudósok már több mint száz ilyen kémiai transzmittert találtak.

Milyen hatással vannak az egyes neurotranszmitterek a szervezetre? Mi történik, ha egy betegség vagy gyógyszer találkozik ezekkel a kémiai transzmitterekkel? Íme néhány fő neurotranszmitter, ismert hatásaik és a hozzájuk kapcsolódó betegségek.

Az emberi test körülbelül 100 000 000 darabot tartalmaz. mire kellenek? Miért van ilyen sok? Mi az érzékeny neuron? Mi a funkciója az interkaláris és a végrehajtó neuronoknak? Nézzük meg közelebbről ezeket a csodálatos sejteket.

Funkciók

Sok jel halad át agyunkon másodpercenként. A folyamat még alvás közben sem áll le. A szervezetnek érzékelnie kell a körülötte lévő világot, mozgást kell végeznie, biztosítania kell a szív, a légzőrendszer, az emésztőrendszer, a húgyúti rendszer stb. Mindezen tevékenység megszervezésében a neuronok két fő csoportja vesz részt - szenzoros és motoros.

Ha hideget vagy meleget érintünk és érezzük a tárgy hőmérsékletét, ez az érzékeny sejtek érdeme. Azonnal továbbítják a test perifériájáról kapott információkat. Ez biztosítja a reflexaktivitást.

A neuronok alkotják az egész központi idegrendszerünket. Fő feladataik:

1. információt szerezni;
2. továbbítja az idegrendszeren keresztül.

Ezek az egyedülálló cellák képesek azonnali elektromos impulzusok továbbítására.

Az életfolyamat biztosításához a szervezetnek hatalmas mennyiségű információt kell feldolgoznia, amely a környező világból érkezik hozzá, reagálnia kell a környezeti feltételek változásának minden jelére. Annak érdekében, hogy ez a folyamat a lehető leghatékonyabb legyen, a neuronokat funkcióik szerint a következőkre osztják:

• Az érzékenyek (afferensek) vezetik a minket körülvevő világot. Ők azok, akik kívülről, érzékszervükből érzékelik az információkat, és továbbítják a központi idegrendszernek. Különlegessége, hogy kontaktaktivitásuk miatt hőmérsékletet, fájdalmat, nyomást érzünk, egyéb érzéseink vannak. A szűk specializációjú érzékeny sejtek az íz és szag átvitelét végzik.
• Motor (motoros, efferens, motoros neuronok). A motoros neuronok elektromos impulzusokkal továbbítják az információt a központi idegrendszerből az izomcsoportokba, mirigyekbe.
• Köztes (asszociatív, interkaláris, beillesztés). Most pedig nézzük meg közelebbről, milyen funkciót látnak el az interkaláris neuronok, miért van rájuk általában szükség, és mi a különbség köztük. Szenzoros és motoros neuronok között helyezkednek el. Az interkaláris neuronok idegimpulzusokat továbbítanak a szenzoros rostoktól a motoros rostokhoz. "Kommunikációt" biztosítanak az efferens és afferens idegsejtek között. Egyfajta természetes "hosszabbítóként" kell őket kezelni, hosszú üregekként, amelyek segítik a szenzoros idegsejtek jelének továbbítását a motoros neuronokhoz. Az ő részvételük nélkül ez lehetetlen lett volna. Ez a funkciójuk.

Maguk a receptorok a bőr, az izmok, a belső szervek és az ízületek speciálisan erre a funkcióra kijelölt sejtjei. A receptorok az epidermisz sejtjeiben, a nyálkahártyákban kezdődhetnek. Képesek pontosan megragadni a legkisebb változásokat, mind a testen kívül, mind a testen belül. Az ilyen változások lehetnek fizikaiak vagy kémiaiak. Ezután azonnal speciális bioelektromos impulzusokká alakulnak, és közvetlenül a szenzoros neuronokhoz küldik. Így jut el a jel a perifériáról a test közepébe, ahol az agy dekódolja a jelentését.

A szervből az agyba irányuló impulzusokat a neuronok mindhárom csoportja - motoros, szenzoros és köztes - hajtja végre. Az emberi idegrendszer ezekből a sejtcsoportokból áll. Ez a szerkezet lehetővé teszi, hogy reagáljon a külvilágból érkező jelekre. Biztosítják a test reflexaktivitását.

Ha egy személy megszűnik az ízlelés, a szaglás, a hallás, a látás romlása, ez a központi idegrendszer zavarait jelezheti. Attól függően, hogy mely érzékszervek érintettek, a neuropatológus meg tudja határozni, hogy az agy melyik részében merült fel a probléma.

1) Szomatikus. Ez a vázizmok tudatos irányítása.

2) Vegetatív (autonóm). Ez a belső szervek ellenőrizetlen tudatkontrollja. Ennek a rendszernek a munkája akkor is megtörténik, ha az ember alvó állapotban van.

A szenzoros neuronok leggyakrabban unipolárisak. Ez azt jelenti, hogy csak egy kétágú folyamattal vannak felszerelve. Kilép a sejttestből (szóma), és egyszerre látja el az axon és a dendrit funkcióit. Az axon a bemenet, a szenzoros neuron dendritje pedig a kimenet. Az érzékeny szenzoros sejtek gerjesztése után bioelektromos jel halad át az axonon és a dendriten.

Vannak bipoláris idegsejtek is, amelyeknek két folyamata van, ill. Megtalálhatók például a retinában, a belső fül struktúráiban.

Az érzékeny sejt teste orsó alakú. A szervezetből 1, gyakrabban 2 folyamat (központi és perifériás) távozik.

A periféria alakjában nagyon hasonlít egy vastag, hosszú rúdhoz. A nyálkahártya vagy a bőr felszínére jut. Ez a folyamat hasonló az idegsejtek dendritjéhez.

A második, ellentétes folyamat a sejttest szemközti részéből indul ki, és alakja egy vékony fonalra hasonlít, amelyet duzzanatok borítanak (ezeket visszérnek nevezik). Ez a neuron idegfolyamatának analógja. Ez a folyamat a központi idegrendszer egy bizonyos részére irányul, és így ágakra.

Az érzékeny sejteket perifériásnak is nevezik. Különlegességük, hogy közvetlenül a perifériás idegrendszer és a központi idegrendszer mögött állnak, de nélkülük ezeknek a rendszereknek a munkája elképzelhetetlen. Például a szaglósejtek az orrnyálkahártya hámjában helyezkednek el.

Hogyan működnek

Az érzékeny neuron feladata a test perifériáján elhelyezkedő speciális receptorok jelének vétele, jellemzőinek meghatározása. Az impulzusokat a szenzoros neuronok perifériás folyamatai érzékelik, majd a szervezetükbe továbbítják, majd a központi folyamatok mentén közvetlenül a központi idegrendszerbe.

A szenzoros neuronok dendritjei különféle receptorokhoz kapcsolódnak, axonjaik pedig a többi neuronhoz (interkaláris). Az idegimpulzus számára a következő lesz a legegyszerűbb út - három neuronon kell áthaladnia: szenzoros, beillesztési, motoros.

Az impulzus áthaladásának legtipikusabb példája az, amikor egy neuropatológus kalapáccsal megüti a térdét. Ilyenkor egy egyszerű reflex azonnal beindul: a térdín, miután eltalálta, mozgásba hozza a hozzá kapcsolódó izmot; Az izomból származó szenzoros sejtek szenzoros neuronokon keresztül közvetlenül a gerincvelőbe továbbítanak jelet. Ott a szenzoros neuronok kapcsolatba lépnek a motoros neuronokkal, és impulzusokat küldenek vissza az izomba, ami összehúzódást okoz, miközben a láb kiegyenesedik.

Egyébként a gerincvelőben minden szakaszon (nyaki, mellkasi, ágyéki, keresztcsonti, farkcsonti) egyszerre van egy gyökérpár: egy érzékeny hátsó, egy elülső motor. Egyetlen törzset alkotnak. Ezek a párok mindegyike a saját testrészét szabályozza, és centrifugális jelet küld, hogy mi a következő lépés, hogyan kell elhelyezni a végtagot, a törzset, mit kell tenni a mirigyen stb.

Az érzékeny neuronok részt vesznek a reflexív munkájában. 5 elemből áll:

1. Receptor. Az irritációt idegimpulzussá alakítja.
2. A neuron impulzus a központi idegrendszer egyik receptorából következik.
3. Egy interneuron, amely az agyban található, jelet továbbít egy érzékeny idegsejttől a végrehajtó felé.
4. A motoros (végrehajtó) neuronon keresztül a fő impulzus az agyból a szervhez jut.
5. A szerv (végrehajtó) egy izom, mirigy stb. A kapott jelre összehúzódással, szekrécióval stb. reagál.

Kimenet

Az emberi test biológiája nagyon jól átgondolt és tökéletes. Számos érzékeny neuron tevékenységének köszönhetően kapcsolatba léphetünk ezzel a csodálatos világgal, reagálhatunk rá. Szervezetünk nagyon érzékeny, receptorainak, érzékeny idegsejtjeinek fejlettsége elérte a legmagasabb szintet. A központi idegrendszer ilyen átgondolt felépítésének köszönhetően érzékszerveink képesek érzékelni és továbbadni az íz, a szaglás, a tapintás, a hang és a szín legapróbb árnyalatait is.

Gyakran hisszük, hogy tudatunkban és testünk tevékenységében a kéreg és az agyféltekék a legfontosabb. Ugyanakkor elfelejtjük, milyen kolosszális lehetőségeket nyújt a gerincvelő. A gerincvelő működése biztosítja a jelek fogadását minden receptortól.