Evolutionens største bedrift er hjernen og det udviklede nervesystem af organismer, med et stadig mere komplekst informationsnetværk baseret på kemiske reaktioner. En nerveimpuls, der løber langs neuronernes processer, er kvintessensen af kompleks menneskelig aktivitet. Der opstår en impuls i dem, den bevæger sig langs dem, og det er neuronerne, der analyserer dem. Neuronens processer er den vigtigste funktionelle del af disse specifikke celler i nervesystemet, og vi vil tale om dem.
Oprindelse af neuroner
Spørgsmålet om oprindelsen af specialiserede celler er stadig åbent i dag. Der er mindst tre teorier om dette emne - Kleinenberg (Kleinenberg, 1872), brødrene Hertwig (Hertwig, 1878) og Zavarzin (Zavarzin, 1950). Alle af dem koges ned til det faktum, at neuroner opstod fra primære følsomme ektodermale celler, og deres forgængere var kugleformede proteiner, der kombinerede i bundter. Proteiner, der efterfølgende modtog cellulæremembran, viste sig at være i stand til at opfatte irritation, generere og lede excitation.
Moderne ideer om neuronens struktur og processer
En specialiseret celle i nervevævet består af:
- Soma eller krop af en neuron, som indeholder organeller, neurofibriller og en kerne.
- Mange korte processer af en neuron kaldet dendritter. Deres funktion er at opfatte ophidselse.
- En lang proces af et neuron - et axon, dækket som en "kobling" med en myelinskede. Axonets hovedfunktion er at udføre excitation.
Alle strukturer af en neuron har en anden struktur af membraner, og de er alle helt forskellige. Blandt de mange neuroner (der er omkring 25 milliarder af dem i vores hjerne) er der ingen absolutte tvillinger både i udseende og struktur og, vigtigst af alt, i de særlige forhold ved funktion.
Korte processer af neuroner: struktur og funktioner
Kroppen af en neuron har mange korte og forgrenede processer, som kaldes et dendritisk træ eller en dendritisk region. Alle dendritter har mange grene og kontaktpunkter med andre neuroner. Dette netværk af perception øger niveauet af informationsindsamling fra omgivelserne omkring neuronen. Alle dendritter har følgende egenskaber:
- De er relativt korte - op til 1 millimeter.
- De har ikke en myelinskede.
- Disse neuronprocesser er karakteriseret ved tilstedeværelsen af ribonukleotider, det endoplasmatiske retikulum og et omfattende netværk af mikrotubuli, som har sine egneunikhed.
- De har specifikke processer - rygsøjler.
Dendrit-rygge
Disse udvækster af dendritiske membran kan findes på hele deres overflade i stort antal. Disse er yderligere kontaktpunkter (synapser) af neuronen, som i høj grad øger området for interneuronale kontakter. Ud over at udvide den modtagelige overflade spiller de en vigtig rolle i situationer med pludselige ekstreme effekter (for eksempel i tilfælde af forgiftning eller iskæmi). Deres antal i sådanne tilfælde ændrer sig dramatisk i retning af stigning eller fald og stimulerer kroppen til at øge eller mindske hastigheden og antallet af metaboliske processer.
Ledende proces
Den lange proces af en neuron kaldes en axon (ἀξον - akse, græsk), den kaldes også en aksial cylinder. På stedet for axondannelse på kroppen af en neuron er der en høj, der spiller en vigtig rolle i dannelsen af en nerveimpuls. Det er her, at aktionspotentialet modtaget fra alle neurons dendritter opsummeres. Axonets struktur indeholder mikrotubuli, men næsten ingen organeller. Ernæringen og væksten af denne proces er fuldstændig afhængig af neuronernes krop. Når axonen er beskadiget, dør deres perifere del, mens kroppen og den resterende del forbliver levedygtig. Og nogle gange kan en neuron vokse en ny axon. Axonets diameter er kun et par mikrometer, men længden kan nå 1 meter. Sådanne er f.eks. axonerne af rygmarvsneuroner, der innerverer menneskelige lemmer.
Axon myelination
Skallen af neurons lange processer er dannet af Schwann-celler. Disse celler vikler sig omkring sektioner af axonet, og deres drøbel vikler sig rundt om det. Cytoplasmaet af Schwann-celler er næsten fuldstændig tabt, og kun en membran af lipoproteiner (myelin) er tilbage. Formålet med myelinskeden af neuronlegemernes lange processer er at give elektrisk isolering, hvilket fører til en stigning i nerveimpulsens hastighed (fra 2 m/s til 120 m/s). Skallen har brud - indsnævringer af Ranvier. På disse steder går impulsen, som en strøm af galvanisk karakter, frit ind i mediet og går tilbage. Og det er i Ranviers indsnævringer, at aktionspotentialet opstår. Impulsen bevæger sig således langs aksonet i hop - fra indsnævring til indsnævring. Myelin er hvidt, det er det, der tjente som et kriterium for at opdele nervestoffet i gråt (neuronlegemer) og hvidt (baner).
Axon bushes
I sin ende forgrener axonen sig mange gange og danner en busk. For enden af hver gren er der en synapse - stedet for kontakt mellem et axon og et andet axon, dendrit, neuronlegeme eller somatiske celler. Denne multiple forgrening muliggør multipel innervering og duplikering af impulstransmission.
Synapsen er stedet for nerveimpulstransmission
Synapser er unikke formationer af neuroner, hvor signalet transmitteres gennem stoffer kaldet mediatorer. Aktionspotentialet (nerveimpulsen) når slutningen af processen - aksonfortykkelsen, som kaldes den præsynaptiske region. Der er flere vesikler med mediatorer (vesikler). Neurotransmittere er biologisk aktive molekyler designet til at transmittere en nerveimpuls (for eksempel acetylcholin i muskelsynapser). Når en transmembranstrøm i form af et aktionspotentiale når synapsen, stimulerer det membranpumperne, og calciumioner kommer ind i cellen. De initierer brud på vesikler, mediatoren går ind i den synaptiske kløft og binder sig til receptorerne i den postsynaptiske membran af impulsmodtageren. Denne vekselvirkning udløser membranens natrium-kalium-pumper, og et nyt aktionspotentiale, identisk med det forrige, opstår.
Axon og målcelle
I processen med embryogenese og post-embryogenese af kroppen, vokser neuroner axoner til de celler, som skulle innerveres af dem. Og denne vækst er strengt rettet. Mekanismerne bag neuronal vækst er blevet opdaget for ikke så længe siden, og de sammenlignes ofte med en ejer, der fører en hund i snor. I vores tilfælde er værten neuronets krop, snoren er axonet, og hunden er vækstpunktet for axonen med pseudopodia (pseudopodia). Orienteringen og retningen af axonvækst afhænger af mange faktorer. Denne mekanisme er kompleks og stort set endnu ikke fuldt ud forstået. Men faktum består - axonet når præcis sin målcelle, og processerne i motorneuronen, som er ansvarlig for lillefingeren, vil vokse ind i lillefingerens muskler.
Axon-love
Når en nerveimpuls ledes langs axoner, fungerer fire hovedlove:
- Loven om anatomisk og fysiologisk integritet. Ledning er kun mulig langs intakte processer af neuroner. Skader forårsaget af ændringer i membranpermeabilitet (under påvirkning af lægemidler eller giftstoffer) gælder også for denne regel.
- Loven om excitationsisolation. Ét axon - ledning af én excitation. Axoner deler ikke nerveimpulser med hinanden.
- Loven om ensidig besiddelse. Axonet leder impuls enten centrifug alt eller centripet alt.
- Loven om intet tab. Dette er egenskaben ved ikke-dekrementering - når man udfører en impuls, stopper den ikke og ændrer sig ikke.
varianter af neuroner
Neuroner er stjerneformede, pyramideformede, granulerede, kurvformede - de kan være sådan i form af kroppen. Efter antallet af processer er neuroner: bipolære (en dendrit og axon hver) og multipolære (én axon og mange dendritter). Ved funktionalitet er neuroner sensoriske, plug-in og udøvende (motoriske og motoriske). Der skelnes mellem neuroner af Golgi type 1 og Golgi type 2. Denne klassificering er baseret på længden af axonneuronprocessen. Den første type er, når axonet strækker sig langt ud over kroppens placering (pyramidale neuroner i hjernebarken). Den anden type - axonet er placeret i samme zone som kroppen (cerebellære neuroner).
