Структурная и функциональная единица нервной системы

Нейрон как структурная и функциональная единица нервной системы

 

Структурной и функциональной единицей нервной системы является нейрон. Нейрон – высокоспециализированная клетка нервной ткани. Эти клетки способны обеспечивать следующие функции:

• восприятие информационного потока;
• обработку поступающего информационного потока;
• кодировку информации;
• передачу информации другим структурным элементам организма;
• хранение получаемой информации;
• реагирование на внешние раздражения;
• обеспечение взаимодействия между другими клетками нервной системы;
• обеспечение взаимодействия между собой и клетками других органов.

Особенностью структурно-функциональной единицы нервной системы является наличие способности генерировать электрические импульсы.

Каждая функциональная единица нервной системы в своем составе содержит специальные окончания – синапсы, служащие для обеспечения передачи информационного потока. На одной клетке может содержаться до 10 000 синапсов. Человеческий организм в составе НС содержит около 85 миллиардов нейронов. Этими клетками и взаимодействиями между ними обуславливается сложность и разнообразие НС. Сигнальные импульсы генерируются и разносятся при помощи ионов, провоцирующих возникновение электроразряда.

Функциональная структура нейрона

В структуре единицы НС можно выделить несколько элементов, которые отличаются между собой как по анатомическому строению, так и по выполняемым функциональным обязанностям. Такими элементами являются:

• тело нервной клетки;
• дендрит;
• аксон;
• синапс.

Тело клетки НС представляет собой центральную часть структурной единицы, которая в своем составе имеет цитоплазму и ядро. Цитоплазма содержит в своем составе все клеточные элементы, которые необходимы для обеспечения жизнедеятельности клеточного тела, а в ядре расположен генетический аппарат клетки. Тело снаружи покрыто клеточной оболочкой, состоящей из двух липидных слоев. Дополнительно в составе клеточной оболочки имеются ионные каналы, которые отвечают за обеспечение прохода определенных ионов. Билипидный слой позволяет проникать в клетку только кислороду, а наружу из клетки выводится углекислый газ.

Поверхность билипидного слоя имеет прикрепленные к ней в виде наростов, разветвленные полисахариды, которые обеспечивают принятие раздражения. Аксон чаще всего является длинным отростком нейрона, который необходим для обеспечения транспортировки возбуждения и получаемой информации от тела к органу и ткани-исполнителю. Снаружи аксон покрывает оболочка из миелина.

Дендриты являются короткими и разветвленными отростками нервной структурной единицы, которые обеспечивают восприятие импульсов возбуждения и торможения и передачу этих сигналов на тело. Дендриты обеспечивают связь между разными нейронами. Количество таких связей может достигать 20 тысяч. В отличие от аксона он не имеет на своей поверхности миелиновой оболочки.

Синапс – обособленная зона контакта нейрона, получающая информацию исполнительной клеткой. Синапс предназначен для осуществления передачи импульса между различными компонентами, входящими в состав нервной системы. Для ответной реакции структурное образование НС должно получить определенное количество импульсов от определенного количества синапсов. Этот эффект носит название порога возбудимости.

Классификация нейронов НС в зависимости от анатомического строения

В зависимости от количества и размещения дендритов и аксона структурные единицы НС можно разделить на несколько видов. Основными видами структурных формирований НС являются:

• безаксонные;
• униполярные;
• псевдоуниполярные;
• биполярные;
• мультиполярные.

Безаксонные единицы представляют собой небольшие образования, которые группируются в межпозвоночных ганглиях спинного мозга, они не имеют четкого, анатомически обусловленного разделения образуемых отростков на аксоны и дендриты. Все образующиеся у них отростки имеют одинаковую структуру. Функциональное значение этих структурных единиц НС изучено недостаточно хорошо.

Униполярные являются элементами, которые имеют один отросток, они присутствуют в структуре сенсорного ядра тройничного нерва и среднего мозга.

Биполярные структурные образования имеют в своем строении два отростка, один из которых является аксоном, а второй дендритом. Такой тип структурных единиц НС располагается в высокоспециализированных сенсорных структурах организма, таких как, например, сетчатка глаза или вестибулярный ганглий.

Мультиполярные клеточные элементы имеют один аксон и несколько дендритов. Этот вид образований характерен для отделов ЦНС. Псевдоуниполярные единицы являются уникальными образованиями, у которых есть только один отросток, покрытый миелиновой оболочкой и имеющий Т-образное разветвление: по одной ветви возбуждение транспортируется к телу, а по второй – от него. Такой тип образований располагается в спинальных ганглиях.

http://www.youtube.com/watch?v=nrx74HymyNc

Функциональная классификация элементов НС

В зависимости от положения в рефлекторной дуге выделяют несколько типов структурных элементов. Такими типами являются:

• чувствительные;
• эфферентные;
• вставочные;
• секреторные.

Чувствительные структурные элементы носят название афферентных структур, к ним относятся первичные клеточные образования, располагающиеся в органах чувств, и псевдоуниполярные нервные образования, имеющие дендриты со свободными окончаниями.

Вставочные элементы носят название интернейронов и представляют собой группу нервных образований, которые обеспечивают связь между чувствительными и двигательными структурами НС. Этот тип структур делится на три разновидности. Секреторная группа элементов обеспечивает секрецию высокоактивных веществ, которые носят название нейрогормонов. Эти элементы имеют развитой комплекс Гольджи, отвечающий за синтез нейрогормонов.

http://www.youtube.com/watch?v=uNHye_1wukM

Эфферентные структурные элементы – образования, обеспечивающие передачу импульсов к органам или клеткам-мишеням. Они бывают ультиматными или неультиматными. В зависимости от формы и размера тела элементы делятся на сферические, зернистые, звездчатые, пирамидальные грушевидные и т.д. Размер может варьироваться в диапазоне от 5 мкм до 120-150 мкм.

Развитие и рост нейрона

Развитие функционально-структурного компонента НС начинается с маленькой клетки-предшественника, которая прекращает процесс деления еще до образования отростков. Первым образованием, которое начинает свой рост, является аксон, образование дендритов происходит позже. В процессе роста на конце отростка формируется образование в виде утолщения, имеющего неправильную форму. Вероятнее всего, оно необходимо для прокладки пути для роста через ткани. Это образование называется конусом роста. Утолщение на поверхности имеет большое количество шипиков. Длина шипов – 50 мкм, а ширина 0,1 – 0,2 мкм. Расширенная часть конуса имеет ширину приблизительно 5 мкм. Форма расширенной части ростового конуса способна изменяться. Между шипами расположена складчатая мембрана. Микрошипы постоянно двигаются, поэтому способны вытягиваться в длину или втягиваться, прикасаться к окружающему субстрату и прилипать к нему.

Ростовой конус заполняется мелкими пузырьками. Под складчатой мембраной располагается уплотненная масса, состоящая из актиновых филаментов. В состав содержимого конуса входят митохондрии.

https://www.youtube.com/watch?v=Ro-ksMiZfbs

Микротрубочки и нейрофиламенты, находящиеся в этой области, способны удлиняться за счет синтезирования новых структурных компонентов у основания отростка. Конус роста представляет собой зону быстрого экзо- и эндоцитоза, о чем может свидетельствовать множество расположенных здесь пузырьков. Образующиеся в большом количестве мембранные пузырьки транспортируются по отростку от тела к конусу при осуществлении аксонного транспорта. Мембранный материал, который синтезируется в теле, транспортируется по отростку к конусу роста. Здесь происходит его включение в плазматическую мембрану путем осуществления процессов экзоцитоза. При осуществлении этого процесса происходит удлинение отростка тела структурного элемента нервной системы.