Evolutionens största bedrift är hjärnan och det utvecklade nervsystemet hos organismer, med ett allt mer komplext informationsnätverk baserat på kemiska reaktioner. En nervimpuls som löper längs neuronernas processer är kvintessensen av komplex mänsklig aktivitet. En impuls uppstår i dem, den rör sig längs med dem, och det är nervcellerna som analyserar dem. Neuronens processer är den huvudsakliga funktionella delen av dessa specifika celler i nervsystemet, och vi kommer att prata om dem.
Ursprung till neuron
Frågan om ursprunget för specialiserade celler är fortfarande öppen idag. Det finns åtminstone tre teorier om detta ämne - Kleinenberg (Kleinenberg, 1872), bröderna Hertwig (Hertwig, 1878) och Zavarzin (Zavarzin, 1950). Alla av dem kokar ner till det faktum att neuroner uppstod från primära känsliga ektodermala celler, och deras föregångare var klotformiga proteiner som kombinerades till buntar. Proteiner som sedan fick celluläramembran, visade sig kunna uppfatta irritation, generera och leda excitation.
Moderna idéer om neuronens struktur och processer
En specialiserad cell i nervvävnaden består av:
- Soma eller kropp av en neuron, som innehåller organeller, neurofibriller och en kärna.
- Många korta processer av en neuron som kallas dendriter. Deras funktion är att uppfatta upphetsning.
- En lång process av en neuron - ett axon, täckt som en "koppling" med en myelinskida. Axonets huvudsakliga funktion är att leda excitation.
Alla strukturer i en neuron har olika struktur av membran och de är alla helt olika. Bland de många neuronerna (det finns cirka 25 miljarder av dem i vår hjärna) finns det inga absoluta tvillingar både till utseende och struktur och, viktigast av allt, i de specifika funktionerna.
Korta processer av neuroner: struktur och funktioner
Kroppen av en neuron har många korta och grenade processer, som kallas ett dendritiskt träd eller en dendritisk region. Alla dendriter har många grenar och kontaktpunkter med andra neuroner. Detta nätverk av perception ökar nivån av informationsinsamling från miljön som omger neuronen. Alla dendriter har följande egenskaper:
- De är relativt korta - upp till 1 millimeter.
- De har inget myelinskida.
- Dessa neuronprocesser kännetecknas av närvaron av ribonukleotider, det endoplasmatiska retikulumet och ett omfattande nätverk av mikrotubuli, som har sina egnaunikhet.
- De har specifika processer – ryggar.
Dendritryggar
Dessa utväxter av det dendritiska membranet kan hittas på hela ytan i stort antal. Dessa är ytterligare kontaktpunkter (synapser) av neuronen, vilket avsevärt ökar området för interneuronala kontakter. Förutom att expandera den receptiva ytan spelar de en viktig roll i situationer med plötsliga extrema effekter (till exempel vid förgiftning eller ischemi). Deras antal ändras i sådana fall dramatiskt i riktning mot ökning eller minskning och stimulerar kroppen att öka eller minska hastigheten och antalet metaboliska processer.
Ledande process
Den långa processen för en neuron kallas en axon (ἀξον - axel, grekiska), den kallas också en axiell cylinder. På platsen för axonbildning på kroppen av en neuron, finns det en kulle som spelar en viktig roll i bildandet av en nervimpuls. Det är här som aktionspotentialen som tas emot från neurons alla dendriter summeras. Axonets struktur innehåller mikrotubuli, men nästan inga organeller. Näringen och tillväxten av denna process är helt beroende av kroppen av nervceller. När axonet skadas dör deras perifera del, medan kroppen och den återstående delen förblir livskraftiga. Och ibland kan en neuron växa fram ett nytt axon. Axonets diameter är bara några mikrometer, men längden kan nå 1 meter. Sådana är till exempel axonerna hos ryggmärgsneuroner som innerverar mänskliga lemmar.
Axon myelination
Höljet av neuronens långa processer bildas av Schwann-celler. Dessa celler sveper sig runt delar av axonet, och deras uvula sveper sig runt den. Cytoplasman hos Schwann-celler är nästan helt förlorad och endast ett membran av lipoproteiner (myelin) finns kvar. Syftet med myelinskidan för neuronkropparnas långa processer är att tillhandahålla elektrisk isolering, vilket leder till en ökning av nervimpulsens hastighet (från 2 m/s till 120 m/s). Skalet har bristningar - sammandragningar av Ranvier. På dessa platser kommer impulsen, som en ström av galvanisk natur, fritt in i mediet och går tillbaka. Och det är i Ranviers förträngningar som aktionspotentialen uppstår. Således rör sig impulsen längs axonet i hopp - från förträngning till förträngning. Myelin är vitt, detta är det som fungerade som ett kriterium för att dela upp nervsubstansen i grått (neuronkroppar) och vitt (banor).
Axonbuskar
I slutet förgrenar sig axonet många gånger och bildar en buske. I slutet av varje gren finns det en synaps - platsen för kontakten av ett axon med ett annat axon, dendrit, nervceller eller somatiska celler. Denna multipla förgrening möjliggör multipel innervering och duplicering av impulsöverföring.
Synapsen är platsen för överföring av nervimpulser
Synapser är unika formationer av neuroner där signalen överförs genom substanser som kallas mediatorer. Aktionspotentialen (nervimpulsen) når slutet av processen - axonförtjockningen, som kallas den presynaptiska regionen. Det finns flera vesiklar med mediatorer (vesiklar). Neurotransmittorer är biologiskt aktiva molekyler utformade för att överföra en nervimpuls (till exempel acetylkolin i muskelsynapser). När en transmembranström i form av en aktionspotential når synapsen stimulerar den membranpumparna och kalciumjoner kommer in i cellen. De initierar bristningen av vesikler, mediatorn går in i den synaptiska klyftan och binder till receptorerna i det postsynaptiska membranet hos impulsmottagaren. Denna interaktion utlöser membranets natrium-kaliumpumpar och en ny aktionspotential, identisk med den tidigare, uppstår.
Axon och målcell
I processen med embryogenes och post-embryogenes av kroppen, växer neuroner axoner till de celler som bör innerveras av dem. Och denna tillväxt är strikt riktad. Mekanismerna för neuronal tillväxt har upptäckts för inte så länge sedan, och de jämförs ofta med en ägare som leder en hund i koppel. I vårt fall är värden nervcellens kropp, kopplet är axonet och hunden är tillväxtpunkten för axonet med pseudopodia (pseudopodia). Orienteringen och riktningen för axontillväxt beror på många faktorer. Denna mekanism är komplex och i stort sett ännu inte helt förstådd. Men faktum kvarstår - axonet når exakt sin målcell, och processerna hos motorneuronen, som är ansvarig för lillfingret, kommer att växa in i lillfingrets muskler.
Axon laws
När en nervimpuls leds längs axoner fungerar fyra huvudlagar:
- Lagen om anatomisk och fysiologisk integritet. Ledning är möjlig endast längs intakta processer av neuroner. Skador orsakade av förändringar i membranpermeabiliteten (under påverkan av droger eller gifter) gäller även denna regel.
- Lagen om excitationsisolering. Ett axon - ledning av en excitation. Axoner delar inte nervimpulser med varandra.
- Lagen om ensidigt innehav. Axonet leder impuls antingen centrifug alt eller centripet alt.
- Lagen om ingen förlust. Detta är egenskapen att inte dekrementera - när man utför en impuls stannar den inte och förändras inte.
Varieties of neurons
Neuroner är stjärnformade, pyramidformade, granulära, korgformade - de kan vara så i kroppens form. Efter antalet processer är neuroner: bipolära (en dendrit och axon vardera) och multipolära (en axon och många dendriter). Genom funktionalitet är neuroner sensoriska, plug-in och verkställande (motoriska och motoriska). Man särskiljer neuroner av Golgi typ 1 och Golgi typ 2. Denna klassificering baseras på längden av axonneuronprocessen. Den första typen är när axonet sträcker sig långt bortom platsen för kroppen (pyramidala neuroner i hjärnbarken). Den andra typen - axonet är beläget i samma zon som kroppen (hjärnhjärnans neuroner).
