Neirons: nervu šūnas struktūra un funkcijas

Neirons jeb nervu šūna ir nervu sistēmas pamatelements. Neironi ir atbildīgi par to, ka mēs jūtam sāpes, vai mēs šobrīd varam izlasīt šo tekstu, un, pateicoties viņiem, ir iespējams pārvietot roku, kāju vai jebkuru citu ķermeņa daļu. Neironu sarežģītā struktūra un fizioloģija ļauj neironiem veikt tik ārkārtīgi svarīgas funkcijas. Tātad, kā tiek veidota nervu šūna un kādas ir tās funkcijas?

Satura rādītājs

1. Neirons (nervu šūna): attīstība
2. Neirons (nervu šūna): vispārējā struktūra
3. Neirons (nervu šūna): veidi
4. Neirons (nervu šūna): funkcijas
5. Atpūtas un darbības potenciāls - impulsu pārnešana
6. Depolarizācija un hiperpolarizācija
7. Hipertensija - diēta
8. Neironu tīkli

Neironi (nervu šūnas), izņemot gliālās šūnas, ir nervu sistēmas pamatelementi. Pasaule par nervu šūnu sarežģīto uzbūvi un funkcijām sāka uzzināt galvenokārt pēc 1937. gada - tieši tad Dž. Jangs ierosināja darbu pie neironu īpašībām veikt kalmāru šūnās (jo tās ir daudz lielākas nekā cilvēka šūnas, visi eksperimenti noteikti tiek veikti ar tām). vieglāk).

Mūsdienās, protams, ir iespējams veikt pētījumus pat par vismazākajām cilvēka šūnām, taču tajā laikā dzīvnieku modelis ievērojami veicināja nervu šūnu fizioloģijas atklāšanu.

Neirons ir nervu sistēmas pamatelements, un noteiktās nervu sistēmas sarežģītība būtībā ir atkarīga no tā, cik daudz šo šūnu ir organismā.

Piemēram, nematodēm, kuras tiek pētītas dažādās laboratorijās, ir tikai 300 neironi.

Pazīstamajā augļu mušā noteikti ir vairāk nervu šūnu, aptuveni simts tūkstošu. Šis skaitlis nav nekas, ja ņem vērā, cik daudz cilvēkam ir neironu - tiek lēsts, ka cilvēka nervu sistēmā no tiem ir vairāki miljardi.

Neirons (nervu šūna): attīstība

Nervu šūnu veidošanās process ir pazīstams kā neiroģenēze. Kopumā attīstošajā organismā (īpaši intrauterīnās dzīves laikā) neironi rodas no nervu cilmes šūnām, un rezultātā iegūtās nervu šūnas pēc tam parasti neizdala šūnas.

Agrāk tika uzskatīts, ka pēc cilvēka attīstības vispār neveidojas jaunas nervu šūnas. Šāda pārliecība parādīja, cik bīstamas ir visas slimības, kas izraisa nervu šūnu zudumu (šeit mēs runājam par dažādām neirodeģeneratīvām slimībām).

Tomēr tagad ir zināms, ka dažos smadzeņu reģionos ir iespējams radīt jaunus neironus pat pieaugušā vecumā - šādi reģioni izrādījās hipokampu un ožas spuldzi.

Neirons (nervu šūna): vispārējā struktūra

Neironu var iedalīt trīs daļās, kas ir:

• nervu šūnu ķermenis (perikaryon)
• dendrīti (vairāki, parasti mazi izvirzījumi, kas stiepjas no perikariona)
• aksons (viens, garš piedēklis, kas stiepjas no nervu šūnas ķermeņa)

Nervu šūnas ķermenis, tāpat kā citas tā daļas, ir pārklāts ar šūnu membrānu. Tas satur visus pamata šūnu organellus, piemēram:

• šūnas kodols
• ribosomas
• endoplazmatiskais tīklojums (tīklojuma agregāti ar tajā bagātīgi izkaisītām ribosomām tiek saukti par Nissela granulām - tie ir raksturīgi nervu šūnām un ir tajos, jo neironi ražo daudz olbaltumvielu)

Dendrīti galvenokārt ir atbildīgi par informācijas saņemšanu, kas plūst uz nervu šūnu. Viņu galos ir daudz sinapses. Vienā nervu šūnā var būt tikai daži dendrīti, un to var būt tik daudz, ka tie galu galā sastāda līdz 90% no visas attiecīgā neirona virsmas.

Savukārt aksons ir daudz atšķirīga struktūra. Tas ir viens piedēklis, kas stiepjas no nervu šūnas ķermeņa. Aksona garums var būt ārkārtīgi atšķirīgs - tāpat kā daži no tiem ir tikai daži milimetri, cilvēka ķermenī jūs varat atrast daudz vairāk nekā metru garus aksonus.

Aksona loma ir pārnest signālu, ko dendrīti ir saņēmuši, uz citām nervu šūnām. Daži no tiem ir pārklāti ar īpašu apvalku - to sauc par mielīna apvalku, un tas ļauj daudz ātrāk pārnest nervu impulsus.

Nervu šūnu ķermeņus var atrast stingri noteiktās nervu sistēmas struktūrās: tie galvenokārt atrodas centrālajā nervu sistēmā, un perifērajā nervu sistēmā tie atrodas arī t.s. ganglijas. Daudzu dažādu nervu šūnu aksonu kopas, kuras pārklāj atbilstošas ​​membrānas, savukārt sauc par nerviem.

Neirons (nervu šūna): veidi

Ir vismaz vairākas nervu šūnu dalīšanas. Neironus var iedalīt, piemēram, to struktūras dēļ, kur izšķir:

• vienpolāri neironi: tā nosaukti, jo tiem ir tikai viens pagarinājums
• bipolāri neironi: nervu šūnas, kurām ir viens aksons un viens dendrīts
• daudzpolāri neironi: tiem ir trīs vai daudz vairāk pagarinājumu

Cits neironu sadalījums ir balstīts uz to aksonu garumu. Šajā gadījumā ir uzskaitīti šādi:

• Projekcijas neironi: tiem ir ārkārtīgi gari aksoni, kas ļauj tiem nosūtīt impulsus uz ķermeņa daļām, pat ļoti tālu no perikarioniem
• neironi ar īsiem aksoniem: viņu uzdevums ir pārraidīt ierosmes tikai starp nervu šūnām, kas atrodas to tiešā tuvumā

Parasti vispiemērotākais nervu šūnu dalījums tomēr balstās uz to darbību organismā. Šajā gadījumā ir trīs nervu šūnu veidi:

• kustīgie neironi (pazīstami arī kā centrbēdzes vai efferenti): tie ir atbildīgi par impulsu sūtīšanu no centrālās nervu sistēmas uz izpildstruktūrām, piemēram, muskuļiem un dziedzeriem
• maņu neironi (saukti arī par centripetāliem, aferentiem): tie uztver dažāda veida sensoros stimulus, t.sk. termiski, pieskarieties vai smaržojiet un pārsūtiet saņemto informāciju uz centrālās nervu sistēmas struktūrām
• asociatīvie neironi (saukti arī par starpneironiem, starpniecības neironiem): tie ir starpnieki starp maņu un kustību neironiem, parasti viņu loma ir informācijas nodošana starp dažādām nervu šūnām

Neironus var iedalīt arī neirotransmiteru sekrēcijas veida dēļ (šīs vielas - par kurām tiks runāts vēlāk - ir atbildīgas par informācijas pārnešanas iespēju starp neironiem).

Šajā pieejā cita starpā var uzskaitīt:

• dopamīnerģiski neironi (izdalot dopamīnu)
• holīnerģiski neironi (atbrīvo acetilholīnu)
• noradrenerģiskie neironi (izdalot norepinefrīnu)
• serotonīnerģiskie neironi (izdala serotonīnu)
• GABAergiskie neironi (atbrīvot GABA)

Neirons (nervu šūna): funkcijas

Būtībā neirona pamatfunkcijas tika minētas iepriekš: šīs šūnas ir atbildīgas par nervu impulsu saņemšanu un pārraidi. Tomēr tas nenotiek kā nedzirdīgs tālrunis, kur šūnas sarunājas savā starpā, bet gan izmantojot sarežģītus procesus, kurus vienkārši ir vērts apskatīt.

Impulsu pārnešana starp neironiem ir iespējama, pateicoties īpašiem savienojumiem starp tiem - sinapsēm. Cilvēka ķermenī ir divu veidu sinapses: elektriskās (to ir salīdzinoši maz) un ķīmiskās (dominējošās, ar tām saistīti neirotransmiteri).

Sinapsē ir trīs daļas:

• presinaptiska pārtraukšana
• sinapses plaisa
• postsinaptiska pārtraukšana

Presinaptiskais gals ir vieta, no kuras izdalās neirotransmiteri - tie nonāk sinaptiskajā spraugā. Tur viņi var saistīties ar receptoriem postsinaptiskajā terminālā. Galu galā pēc neirotransmiteru stimulēšanas var izraisīt ierosmi un, visbeidzot, informācijas pārraidi no vienas nervu šūnas uz otru.

Atpūtas un darbības potenciāls - impulsu pārnešana

Atpūtas un darbības potenciāls - impulsu pārnešana

Šeit ir vērts pieminēt vēl vienu parādību, kas saistīta ar signālu pārraidi starp nervu šūnām - darbības potenciālu.

Patiesībā, kad tas tiek ģenerēts, tas sāk izplatīties pa aksonu, un tas var sasniegt punktu, kurā no tā gala tiks atbrīvots neirotransmiters - tas ir presinaptiskais nobeigums, pateicoties kuru ierosme izplatīsies tālāk.

Nervu šūnām, kas šobrīd nesūta nekādus impulsus, t.i., nedaudz atpūšas, ir t.s. atpūtas potenciāls - atkarīgs no dažādu katjonu koncentrāciju atšķirības starp nervu šūnas iekšpusi un ārējo vidi.

Galvenie šīs atšķirības iemesli ir nātrija (Na +), kālija (K +) un hlorīda (Cl-) katijoni.

Parasti neirona iekšpuse ir negatīvi uzlādēta attiecībā pret tā ārpusi - kad ierosmes vilnis to sasniedz, šī situācija mainās un tā kļūst daudz pozitīvāk uzlādēta.

Kad lādiņš neirona iekšienē sasniedz vērtību, kas pazīstama kā sliekšņa potenciāls, tiek ierosināta ierosme - impulss tiek "izšauts" visā aksona garumā.

Šeit jāuzsver, ka nervu šūnas vienmēr sūta tāda paša veida impulsu - neatkarīgi no tā, cik spēcīga ir stimulācija, kas tos sasniedz, viņi vienmēr reaģē ar tādu pašu spēku (tiek pat minēts, ka tie sūta impulsus pēc principa "viss vai nekas") ).

Depolarizācija un hiperpolarizācija

Visu laiku tiek minēts, ka tad, kad neirotransmiteri caur sinapsēm nonāk nervu šūnā, tas pārraida nervu impulsu. Tomēr šāds apraksts vien būtu meli - neirotransmiterus var iedalīt ierosinošos un inhibējošos divos veidos.

Pirmais no tiem faktiski noved pie depolarizācijas, kuras rezultātā notiek informācijas nodošana starp nervu šūnām.

Tomēr ir arī inhibējoši neirotransmiteri, kas, sasniedzot neironu, noved pie hiperpolarizācijas (t.i., nervu šūnas potenciāla pazemināšanās), kas nozīmē, ka neirons kļūst daudz mazāk spējīgs pārraidīt impulsus.

Pretēji šķietamajam, nervu šūnu nomākšana ir ārkārtīgi svarīga - tieši pateicoties tam ir iespējama nervu šūnu atjaunošanās vai "atpūta".

Neironu tīkli

Apspriežot nervu šūnu funkcijas, šeit ir vērts pieminēt, ka svarīgi ir nevis atsevišķi neironi, bet gan visu to tīkli. Cilvēka ķermenī ir ārkārtīgi daudz tā saukto neironu tīkli. Tie var ietvert, piemēram, sensoro neironu, interneuronu un motoro neironu. Lai ilustrētu šāda tīkla darbību, var minēt situācijas piemēru: nejauši ar roku pieskaroties degošas sveces daktim.

To, ka mēs to esam izdarījuši, informē maņu neirons - tieši tas saņem maņu stimulus, kas saistīti ar augstu temperatūru. Tas pārraida informāciju tālāk - parasti to dara ar interneurona palīdzību, pateicoties kuru ziņa par kaitīgo stimulu nonāk centrālās nervu sistēmas struktūrās. Tur tas tiek apstrādāts, un visbeidzot - pateicoties motora neironam - tiek nosūtīts signāls no attiecīgajiem muskuļiem, kas noved pie tā, ka mēs instinktīvi atvelkam roku no iedegtās daktis.

Šeit ir aprakstīts diezgan vienkāršs neironu tīkla piemērs, taču tas, iespējams, parāda, cik sarežģītas ir attiecības starp atsevišķiem neironiem un kāpēc nervu šūnas un to darbība ir tik svarīga cilvēka darbībai.

Avoti:

1. Lodish H. et al., "Neironu struktūras un funkcijas pārskats", Molekulārā šūnu bioloģija. 4. izdevums, Ņujorka, 2000. gads
2. H. Krauss, P. Sosnovskis (red.), Cilvēka fizioloģijas pamati, Wyd. Poznaņas Zinātniskā universitāte, 2009. gads, Poznaņa, 258. – 274. Lpp

• Smadzeņu struktūra
• Perifēra nervu sistēma
• Muguras smadzenes