Największym osiągnięciem ewolucji jest mózg i rozwinięty układ nerwowy organizmów z coraz bardziej złożoną siecią informacyjną opartą na reakcjach chemicznych. Impuls nerwowy biegnący wzdłuż procesów neuronowych to kwintesencja złożonej działalności człowieka. Powstaje w nich impuls, porusza się wzdłuż nich i to neurony je analizują. Procesy neuronu są główną funkcjonalną częścią tych specyficznych komórek układu nerwowego i będziemy o nich mówić.
Pochodzenie neuronów
Kwestia pochodzenia wyspecjalizowanych komórek jest nadal otwarta. Istnieją co najmniej trzy teorie na ten temat - Kleinenberg (Kleinenberg, 1872), bracia Hertwig (Hertwig, 1878) i Zavarzin (Zavarzin, 1950). Wszystkie one sprowadzają się do tego, że neurony powstały z pierwotnych wrażliwych komórek ektodermalnych, a ich poprzednikami były białka kuliste, które połączyły się w wiązki. Białka, które następnie otrzymały komórkowebłona, okazała się być w stanie postrzegać podrażnienia, generować i prowadzić pobudzenie.
Nowoczesne pomysły dotyczące struktury neuronu i procesów
Wyspecjalizowana komórka tkanki nerwowej składa się z:
- Soma lub ciało neuronu, które zawiera organelle, neurofibryle i jądro.
- Wiele krótkich procesów neuronu zwanych dendrytami. Ich funkcją jest postrzeganie podniecenia.
- Jeden długi wyrostek neuronu - akson, pokryty jak "sprzęgło" osłonką mielinową. Główną funkcją aksonu jest wzbudzanie.
Wszystkie struktury neuronu mają inną strukturę błon i wszystkie są zupełnie inne. Wśród wielu neuronów (w naszym mózgu jest ich około 25 miliardów) nie ma bliźniaków absolutnych, zarówno pod względem wyglądu, jak i budowy, a co najważniejsze, w specyfice funkcjonowania.
Krótkie procesy neuronów: budowa i funkcje
Ciało neuronu ma wiele krótkich i rozgałęzionych procesów, które nazywane są drzewem dendrytycznym lub regionem dendrytycznym. Wszystkie dendryty mają wiele rozgałęzień i punktów kontaktu z innymi neuronami. Ta sieć percepcji zwiększa poziom zbierania informacji ze środowiska otaczającego neuron. Wszystkie dendryty mają następujące cechy:
- Są stosunkowo krótkie - do 1 milimetra.
- Nie mają osłonki mielinowej.
- Te procesy neuronowe charakteryzują się obecnością rybonukleotydów, retikulum endoplazmatycznego i rozległej sieci mikrotubul, która ma swoją własnąwyjątkowość.
- Mają specyficzne procesy - kolce.
Grzbiety dendrytyczne
Te wyrostki błony dendrytycznej można znaleźć na całej ich powierzchni w dużych ilościach. Są to dodatkowe punkty kontaktowe (synapsy) neuronu, które znacznie zwiększają obszar kontaktów międzyneuronalnych. Oprócz rozszerzania powierzchni receptywnej odgrywają ważną rolę w sytuacjach nagłych, ekstremalnych skutków (np. w przypadku zatrucia lub niedokrwienia). Ich liczba w takich przypadkach zmienia się dramatycznie w kierunku wzrostu lub spadku i stymuluje organizm do zwiększania lub zmniejszania tempa i liczby procesów metabolicznych.
Proces prowadzenia
Długi wyrostek neuronu nazywa się aksonem (ἀξον - oś, po grecku), jest również nazywany osiowym cylindrem. W miejscu powstawania aksonów na ciele neuronu znajduje się kopiec, który odgrywa ważną rolę w tworzeniu impulsu nerwowego. To tutaj sumuje się potencjał czynnościowy otrzymany ze wszystkich dendrytów neuronu. Struktura aksonu zawiera mikrotubule, ale prawie nie ma organelli. Odżywianie i wzrost tego procesu jest całkowicie uzależniony od ciała neuronów. Gdy akson jest uszkodzony, ich część obwodowa obumiera, podczas gdy ciało i pozostała część pozostają żywotne. A czasami neuron może wyhodować nowy akson. Średnica aksonu wynosi tylko kilka mikrometrów, ale długość może sięgać 1 metra. Takimi są na przykład aksony neuronów rdzenia kręgowego, które unerwiają ludzkie kończyny.
mielinizacja Aksonów
Powłokę długich wyrostków neuronowych tworzą komórki Schwanna. Komórki te owijają się wokół fragmentów aksonu, a ich języczek owija się wokół niego. Cytoplazma komórek Schwanna jest prawie całkowicie utracona i pozostaje tylko błona lipoprotein (mieliny). Zadaniem osłonki mielinowej wyrostków długich ciał neuronów jest zapewnienie izolacji elektrycznej, która prowadzi do zwiększenia prędkości impulsu nerwowego (od 2 m/s do 120 m/s). Muszla ma pęknięcia - zwężenia Ranviera. W tych miejscach impuls, niczym prąd o charakterze galwanicznym, swobodnie wchodzi do medium i wraca z powrotem. I to w zwężeniach Ranviera pojawia się potencjał czynnościowy. W ten sposób impuls porusza się wzdłuż aksonu skokami - od zwężenia do zwężenia. Mielina jest biała, jest to kryterium podziału substancji nerwowej na szarą (ciała neuronowe) i białą (ścieżki).
Krzewy Aksonów
Na końcu akson rozgałęzia się wielokrotnie i tworzy krzak. Na końcu każdej gałęzi znajduje się synapsa - miejsce kontaktu aksonu z innym aksonem, dendrytem, ciałem neuronów lub komórkami somatycznymi. To wielokrotne rozgałęzienie pozwala na wielokrotne unerwienie i powielanie transmisji impulsów.
Synapsy są miejscem przekazywania impulsów nerwowych
Synapsy to unikalne formacje neuronów, w których sygnał jest przekazywany przez substancje zwane mediatorami. Potencjał czynnościowy (impuls nerwowy) dociera do końca procesu - pogrubienia aksonów, które nazywamy obszarem presynaptycznym. Istnieje wiele pęcherzyków z mediatorami (pęcherzyki). Neuroprzekaźniki to biologicznie aktywne cząsteczki przeznaczone do przekazywania impulsów nerwowych (na przykład acetylocholina w synapsach mięśniowych). Kiedy prąd transbłonowy w postaci potencjału czynnościowego dociera do synapsy, stymuluje pompy błonowe i jony wapnia dostają się do komórki. Inicjują pękanie pęcherzyków, mediator wchodzi do szczeliny synaptycznej i wiąże się z receptorami błony postsynaptycznej odbiorcy impulsów. Ta interakcja wyzwala pompy sodowo-potasowe błony i powstaje nowy potencjał czynnościowy, identyczny z poprzednim.
Akson i komórka docelowa
W procesie embriogenezy i postembriogenezy ciała, neurony wytwarzają aksony do tych komórek, które powinny być przez nie unerwione. A ten wzrost jest ściśle ukierunkowany. Mechanizmy wzrostu neuronów odkryto nie tak dawno i często porównuje się je do właściciela prowadzącego psa na smyczy. W naszym przypadku gospodarzem jest ciało neuronu, smycz to akson, a pies to punkt wzrostu aksonu z pseudopodia (pseudopodia). Orientacja i kierunek wzrostu aksonów zależy od wielu czynników. Mechanizm ten jest złożony i w dużej mierze nie został jeszcze w pełni poznany. Ale fakt pozostaje faktem - akson dociera dokładnie do swojej komórki docelowej, a procesy neuronu ruchowego, który jest odpowiedzialny za mały palec, przerodzą się w mięśnie małego palca.
Prawa Aksonów
Podczas przewodzenia impulsu nerwowego wzdłuż aksonów działają cztery główne prawa:
- Prawo integralności anatomicznej i fizjologicznej. Przewodzenie jest możliwe tylko wzdłuż nienaruszonych procesów neuronów. Uszkodzenia spowodowane zmianami przepuszczalności błony (pod wpływem leków lub trucizn) również dotyczą tej zasady.
- Prawo izolacji wzbudzenia. Jeden akson - przewodzenie jednego wzbudzenia. Aksony nie dzielą ze sobą impulsów nerwowych.
- Prawo jednostronnego posiadania. Akson przewodzi impuls odśrodkowo lub dośrodkowo.
- Prawo braku strat. Jest to właściwość braku dekrementacji - podczas przewodzenia impulsu nie zatrzymuje się i nie zmienia.
Odmiany neuronów
Neurony są gwiaździste, piramidalne, ziarniste, w kształcie kosza - tak też mogą być w kształcie ciała. Pod względem liczby procesów neurony są: dwubiegunowe (po jednym dendrycie i aksonie) i wielobiegunowe (jeden akson i wiele dendrytów). Pod względem funkcjonalności neurony są czuciowe, plug-in i wykonawcze (motoryczne i motoryczne). Wyróżnia się neurony Golgiego typu 1 i Golgiego typu 2. Klasyfikacja ta opiera się na długości wyrostka neuronowego aksonu. Pierwszy typ ma miejsce, gdy akson wystaje daleko poza położenie ciała (neurony piramidalne kory mózgowej). Drugi typ - akson znajduje się w tej samej strefie co ciało (neurony móżdżku).
