 |
Механизм функционирования химического синапса.
|
|
|
|
АНАТОМИЯ И ФИЗИОЛОГИЯ ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ
Центральная нервная система (ЦНС) состоит из головного и спинного мозга.
Отвечает за управление наиболее сложными функциями в жизнедеятельности человека — психическими процессами (сознание, мышление, память и др.).
Функции ЦНС:
- регуляция и координация работы внутренних органов. Осуществляется вегетативной нервной системой и эндокринными железами. В состоянии покоя они обеспечивают гомеостазис (постоянство внутренней среды организма); во время работы обеспечивают приспособительную регуляцию деятельности внутренних органов согласно потребностям организма и поддержания гомеостазиса.
- обеспечение адекватных реакций на раздражители (обеспечение приспособления организма к условиям внешней среды) на основе врожденных и приобретенных форм поведения.
- обеспечение высших психических функций (таких как восприятие, внимание, память, эмоции, мышление, сознание и т.д.).
ЦНС состоит из нервных клеток двух видов: нейронов и глиальных клеток (или нейроглии).
Нейроны окружены большим числом глиальных клеток, образующих для нейронов поддерживающую и питательную основу – глию (греч. «глия» − клей). Среди глиальных клеток выделяются:
- звездчатые клетки – астроциты;
- очень крупные клетки – олигодендроциты;
- и очень мелкие клетки – микроглия.
СТРУКТУРА И ФУНКЦИИ НЕЙРОНА.
Нейрон состоит из тела (сомы), которое содержит различные внутриклеточные органеллы, необходимые для обеспечения жизнедеятельности клетки, и отходящих от него отростков:
- аксон: тонкий длинный отросток, покрытый миелиновой оболочкой. Место отхождения аксона от тела называется аксонным холмиком, на протяжении 50–100 микрон он не имеет миелиновой оболочки. Этот участок аксона называется начальным сегментом, он обладает более высокой возбудимостью по сравнению с другими участками нейрона. Конец аксона сильно ветвится, так что один аксон может образовывать контакты с многими сотнями клеток.
функция: проведение нервных импульсов от тела нейрона к другим нейронам или рабочим органам. Аксон, подходя к ним, разветвляется, и его конечные разветвления – терминали образуют контакты – синапсы с телом или дендритами других нейронов или клетками рабочих органов.
|
|
|
- дендриты: короткие, толстые дихотомически ветвящиеся отростки, отходящие в большом количестве от тела нейрона, похожи на ветви дерева. Содержат в себе вещество Ниссля (в отличие от аксона). Тонкие разветвления дендритов имеют на своей поверхности шипики, на которых оканчиваются терминали аксонов других нейронов.
функция: – восприятие раздражений или нервных импульсов от других нейронов и проведение их к телу нейрона.
P.S. При перерезке нервного волокна его периферическая часть отмирает. Отрезок нервного волокна, сохранивший связь с телом нервной клетки, продолжает нормально функционировать, обмен веществ в нем не нарушается. Такой отрезок нерва может расти, достичь мышцы, в результате чего восстанавливается её функция.
Этой особенностью нервного волокна пользуются нейрохирурги - они сшивают участки поврежденного нерва. Постепенно функция парализованной конечности может восстановиться.
Нервные клетки воспринимают и перерабатывают поступающую к ним информацию. Эта информация приходит к ним, как правило, в виде управляющих химических веществ: нейротрансмиттеров.
Функции нейрона: генерация, проведение, передача которких электрических импульсов (потенциалов действия, ПД – основных единиц информации в ЦНС). Нейрон принимает, обрабатывает, хранит и передает и информацию.
|
|
|
СТРОЕНИЕ НЕРВНОЙ КЛЕТКИ.
В крупных нейронах почти 1/3 — 1/4 величины их тела составляет ядро. Оно содержит довольно постоянное количество дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Входящие в его состав ядрышки участвуют в снабжении клетки рибонуклеиновыми кислотами (РНК) и протеинами. Нервная клетка покрыта плазматической мембраной (наружная клеточная мембрана) - полупроницаемой клеточной оболочкой, которая обеспечивает регуляцию концентрации ионов внутри клетки и её обмен с окружающей средой. Аксоны нейронов покрыты миелиновой оболочкой, образованной Шванновскими клетками, многократно «обернутыми» вокруг ствола аксона. Однако начальная часть аксона и расширение в месте его выхода из тела клетки — аксонный холмик лишены такой оболочки. Мембрана этой немиелинизированной части нейрона — так называемого начального сегмента — обладает высокой возбудимостью.
Внутренняя часть клетки заполнена цитоплазмой, в которой расположены ядро и различные органоиды. Цитоплазма очень богата ферментными системами (обеспечивающими гликолиз) и белком.
В цитоплазме имеются также отдельные зернышки - рибосомы (от «рибонуклеиновая кислота» и греч. «сома» - тело) внутриклеточные частицы, осуществляющие биосинтез белкаи скопления этих зернышек - тельца Ниссля, представляющие собой белковые образования, содержащие до 50% РНК. Это белковые депо нейронов, где также происходит синтез белков и РНК. При чрезмерно длительном возбуждении нервной клетки, вирусных поражениях центральной нервной системы и других неблагоприятных воздействиях величина рибосом резко уменьшается.
Э ндоплазматичая сеть (ЭПС) - это сеть каналов, пронизывающая цитоплазму. Стенки этих каналов представляют собой мембраны, контактирующие со всеми органами клетки. ЭПС и органоиды вместе составляют единую внутриклеточную систему, которая осуществляет обмен веществ и энергии в клетки обеспечивает внутриклеточный транспорт веществ. Различают гладкую и шероховатую ЭПС. Шероховатая ЭПС состоит из мембранных мешочков (цистерн), покрытых рибосомами, благодаря чему она и кажется шероховатой. ЭПС может быть и лишена рибосом (гладкая ЭПС). На рибосомах синтезируются белки, которые затем поступают внутрь каналов ЭПС. На мембранах гладкой ЭПС синтезируются липиды и углеводы, которые также поступают внутрь каналов ЭПС. Продукты химического синтеза из тела нейрона поступают в отростки.
|
|
|
В специальных аппаратах нервных клеток - митохондриях совершаются окислительные процессы с образованием богатых энергией соединений (АТФ). Это энергетические станции нейрона. В них происходит трансформация энергии химических связей в такую форму, которая может быть использована нервной клеткой. Митохондрии концентрируются в наиболее активных частях клетки. Их дыхательная функция усиливается при мышечной тренировке. Интенсивность окислительных процессов нарастает в нейронах более высоких отделов центральной нервной системы, особенно в коре больших полушарий. Резкие изменения митохондрий вплоть до разрушения, а следовательно, и угнетение деятельности нейронов отмечаются при различных неблагоприятных воздействиях (длительном торможении в центральной нервной системе, при интенсивном рентгеновском облучении, кислородном голодании и гипотермии).
Аппарат (комплекс) Гольджи - это система внутриклеточных мембранных структур: цистерн и пузырьков, в которых накапливаются вещества, синтезированные на мембранах ЭПС. Вещества доставляются в комплекс Гольджи в мембранных пузырьках, которые отделяются от эндоплазматической сети и присоединяются к цистернам комплекса Гольджи. Здесь эти вещества претерпевают различные биохимические превращения, а затем снова упаковываются в мембранные пузырьки, и большая их часть транспортируется к цитоплазматической мембране. Мембрана пузырьков сливается с цитоплазматической мембраной, а содержимое выводится за пределы клетки посредством экзоцитоза. Лизосомы (гр. лизо - растворять, сома - тело) - это небольшие пузырьки (≈ 1 мкм), ограниченные мембраной и содержащие комплекс ферментов, который обеспечивает расщепление жиров, углеводов и белков. Они участвуют в переваривании частиц, попавших в клетку в результате эндоцитоза и в удалении отмирающих клеток и органоидов. Образование лизосом идет в комплексе Гольджи.
|
|
|
КЛАССИФИКАЦИЯ НЕЙРОНОВ.
по локализации:
- центральные (расположены в центральной нервной системе)
- периферические (расположены вне центральной нервной системы - в спинномозговых, черепно-мозговых ганглиях, в вегетативных ганглиях, в сплетениях и внутриорганно).
по функцям:
- афферентные (рецепторные, чувствительные) – передают информацию от органов чувств в центральные отделы нервной системы.
- эффектортные (двигательные, моторные) передают импульсы из ЦНС к другим органам. Обеспечивают двигательную ответную реакцию.
- ассоциативные (замыкательные, вставочные) - обеспечивают передачу импульсов с афферентных на эфферентные нейроны.
P.S. Соответственно, всего три типа проводящих путей:
- афферентные пути - проводят импульсы от периферии к центру.
- эфферентные пути идут от центра к периферии.
- ассоциативные пути связывают между собой участки ЦНС примерно одного уровня.
СИНАПСЫ.
Нейроны в нервной системе, вступая в контакт друг с другом, образуют цепи, по которым и передаются (движутся) нервные импульсы. Передача нервного импульса от одного нейрона к другому происходит в местах их контактов и обеспечивается синапсами (различают аксодендритные синапсы и аксосоматические). 
Синапс — место контакта между двумя нейронами или между нейроном и получающей сигнал клеткой. Служит для передачи нервного импульса (ПД) между двумя клетками. Передача импульсов осуществляется химическим путём с помощью нейромедиаторов или электрическим путём, посредством прохождения ионов из одной клетки в другую.
МЕХАНИЗМ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ХИМИЧЕСКОГО СИНАПСА.
Синапс состоит из двух частей: пресинаптической, образованной булавовидным расширением окончанием аксона передающей клетки и постсинаптической, представленной контактирующим участком плазматической мембраны дендрита.
 |
Между обеими частями имеется синаптическая щель — промежуток шириной 10—50 нм между постсинаптической и пресинаптической мембранами.
В синаптическом расширении имеются мелкие везикулы, так называемые синаптические пузырьки, содержащие медиатор - вещество-посредник в передаче возбуждения. На постсинаптической мембране присутствуют рецепторы к тому или иному медиатору.
При деполяризации пресинаптической терминали открываются потенциал-чувствительные кальциевые каналы. Ионы кальция входят в пресинаптическую терминаль, активируют везикулы, и те высвобождают медиатор в синаптическую щель. Молекулы медиатора связываются с рецепторами на постсинаптической мембране, в результате чего в рецепторных макромолекулах открываются ионные каналы. Ионы, которые начинают поступать внутрь постсинаптической клетки через открытые каналы, изменяют заряд её мембраны, что является частичной поляризацией (в случае тормозного синапса) или деполяризацией (в случае возбуждающего синапса) этой мембраны и, как следствие, приводит к торможению или провоцированию генерации ПД постсинаптической клеткой.
|
|
|
НЕРВНАЯ СЕТЬ.
Отдельные нейроны, соединяясь синаптическими контактами, образуют нервные цепи и сети, состоящие из трех основных элементов — входных волокон, релейных клеток
(более крупные, обычно возбуждающие; имеют длинные аксоны и дают эфферентные выходы из сети к другим структурам мозга) и интернейронов (мельче, чаще тормозные; имеют короткие аксоны и модулируют активность близлежащих нервных клеток).
АКСОННЫЙ ТРАНСПОРТ.
Аксонный транспорт - это перемещение веществ по аксону. Транспорт материалов от тела нейрона к синапсу называется антероградным, а в обратном направлении - ретроградным.
Различают быстрый аксонного транспорт (100-1000 мм/сутки) и медленный (0,2-1 мм/сутки) и промежуточный (2-50 мм/сутки).
С передвижением веществ в нейроне связаны: обеспечение передачи нервного импульса, постоянное обновление компонентов мембран и цитоплазмы; осуществление обратной связи между отростками и телом нейрона. Вещества перемещаются в везикулах с затратой энергии вдоль микротрубочек, которые выполняют направляющую функцию.
Нервные волокна - это отростки нервных клеток, покрытые оболочками. В зависимости от строения оболочки они делятся на две основные группы - миелиновые и безмиелиновые. Главная функция нервных волокон - передача нервного импульса.
Скорость проведения нервного импульса 0,3-10 м/с и 80-120 м/с.
По толщине нервные волокна делят на
Группа А - прибл. 3-16 мкм (большинство волокон ЦНС)
Группа Б - прибл. 1,2-3 мкм (преганглионарные волокна ВНС)
Группа С - прибл. 0,3-1,5 мкм (постганглионарные волокна ВНС)
Миелиновая оболочка - упорядоченная липопротеидная структура - защитный слой, окружающий АКСОНЫ НЕРВНЫХ волокон периферической и центральной нервной системы. Волокно оказывается заключено как бы в капсулу, благодаря чему сохраняется проводимость и поток электрических импульсов, поступающих к нервным окончаниям, оказывается непрерывным.
Миелиновая оболочка начинается немного отступя от тела нейрона.
|
|
|
