Най-голямото постижение на еволюцията е мозъкът и развитата нервна система на организмите, с все по-сложна информационна мрежа, базирана на химични реакции. Нервният импулс, протичащ покрай процесите на невроните, е квинтесенцията на сложната човешка дейност. В тях възниква импулс, той се движи по тях и невроните ги анализират. Процесите на неврона са основната функционална част от тези специфични клетки на нервната система и ние ще говорим за тях.
Произход на невроните
Въпросът за произхода на специализираните клетки е отворен и днес. Има поне три теории по този въпрос – Клайненберг (Kleinenberg, 1872), братя Хертвиг (Hertwig, 1878) и Заварзин (Zavarzin, 1950). Всички те се свеждат до факта, че невроните възникват от първично чувствителни ектодермални клетки, а техните предшественици са глобуларни протеини, които се комбинират в снопове. Протеини, които впоследствие получиха клетъчнимембрана, се оказа способна да възприема дразнене, да генерира и провежда възбуждане.
Модерни идеи за структурата на неврона и процесите
Специализирана клетка на нервната тъкан се състои от:
- Сома или тяло на неврон, което съдържа органели, неврофибрили и ядро.
- Много къси израстъци на неврон, наречени дендрити. Тяхната функция е да възприемат възбуда.
- Един дълъг процес на неврон - аксон, покрит като "съединител" с миелинова обвивка. Основната функция на аксона е да провежда възбуждане.
Всички структури на неврон имат различна структура на мембраните и всички те са напълно различни. Сред многото неврони (има около 25 милиарда от тях в нашия мозък) няма абсолютни близнаци както по външен вид, така и по структура и най-важното – в спецификата на функциониране.
Кратки процеси на неврони: структура и функции
Тялото на неврона има много къси и разклонени израстъци, които се наричат дендритно дърво или дендритна област. Всички дендрити имат много разклонения и точки на контакт с други неврони. Тази мрежа от възприятие повишава нивото на събиране на информация от околната среда около неврона. Всички дендрити имат следните характеристики:
- Те са сравнително къси - до 1 милиметър.
- Те нямат миелинова обвивка.
- Тези невронни процеси се характеризират с наличието на рибонуклеотиди, ендоплазмения ретикулум и обширна мрежа от микротубули, която има свои собствениуникалност.
- Те имат специфични процеси - бодли.
Дендритни бодли
Тези израстъци на дендритната мембрана могат да бъдат намерени по цялата им повърхност в голям брой. Това са допълнителни контактни точки (синапси) на неврона, които значително увеличават площта на междуневронните контакти. Освен че разширяват рецептивната повърхност, те играят важна роля в ситуации на внезапни екстремни ефекти (например при отравяне или исхемия). Броят им в такива случаи се променя драстично в посока на увеличение или намаляване и стимулира организма да увеличава или намалява скоростта и броя на метаболитните процеси.
Провеждане на процес
Дългият процес на неврон се нарича аксон (ἀξον - ос, гръцки), нарича се още аксиален цилиндър. На мястото на образуване на аксон върху тялото на неврон има насип, който играе важна роля за образуването на нервен импулс. Тук се обобщава потенциалът на действие, получен от всички дендрити на неврона. Структурата на аксона съдържа микротубули, но почти никакви органели. Храненето и растежът на този процес зависи изцяло от тялото на невроните. При увреждане на аксона периферната им част умира, докато тялото и останалата част остават жизнеспособни. И понякога неврон може да израсне нов аксон. Диаметърът на аксона е само няколко микрометра, но дължината може да достигне 1 метър. Такива са например аксоните на невроните на гръбначния мозък, които инервират човешки крайници.
Аксонова миелинизация
Обвивката на дългите израстъци на неврона се формира от швановите клетки. Тези клетки се обвиват около участъци от аксона и тяхната увула се увива около него. Цитоплазмата на клетките на Schwann е почти напълно загубена и остава само мембрана от липопротеини (миелин). Целта на миелиновата обвивка на дългите израстъци на телата на невроните е да осигури електрическа изолация, което води до увеличаване на скоростта на нервния импулс (от 2 m/s до 120 m/s). Черупката има разкъсвания - стеснения на Ранвие. На тези места импулсът, подобно на ток с галваничен характер, свободно влиза в средата и влиза обратно. И именно в стесненията на Ранвие възниква потенциалът за действие. Така импулсът се движи по аксона на скокове - от свиване до свиване. Миелинът е бял, това е, което послужи като критерий за разделяне на нервната субстанция на сиво (невронни тела) и бяло (пътища).
Axon bushes
В края си аксонът се разклонява много пъти и образува храст. В края на всеки клон има синапс - мястото на контакт на един аксон с друг аксон, дендрит, тяло от неврони или соматични клетки. Това множество разклонения позволява многократна инервация и дублиране на предаване на импулси.
Синапсът е мястото на предаване на нервните импулси
Синапсите са уникални образувания от неврони, където сигналът се предава чрез вещества, наречени медиатори. Потенциалът за действие (нервният импулс) достига до края на процеса – удебеляването на аксона, което се нарича пресинаптична област. Има множество везикули с медиатори (везикули). Невротрансмитерите са биологично активни молекули, предназначени да предават нервен импулс (например ацетилхолин в мускулните синапси). Когато трансмембранен ток под формата на потенциал на действие достигне до синапса, той стимулира мембранните помпи и калциевите йони навлизат в клетката. Те инициират разкъсването на везикулите, медиаторът навлиза в синаптичната цепнатина и се свързва с рецепторите на постсинаптичната мембрана на импулсния приемник. Това взаимодействие задейства натриево-калиевите помпи на мембраната и възниква нов потенциал на действие, идентичен с предишния.
Аксон и целева клетка
В процеса на ембриогенеза и постембриогенеза на тялото, невроните развиват аксони към онези клетки, които трябва да бъдат инервирани от тях. И този растеж е строго насочен. Механизмите на растеж на невроните са открити не толкова отдавна и те често се сравняват със собственик, който води куче на каишка. В нашия случай гостоприемникът е тялото на неврона, каишката е аксона, а кучето е точката на растеж на аксона с псевдоподия (псевдоподия). Ориентацията и посоката на растеж на аксона зависи от много фактори. Този механизъм е сложен и до голяма степен все още не е напълно разбран. Но фактът остава - аксонът достига точно до целевата си клетка и процесите на моторния неврон, който е отговорен за малкия пръст, ще прераснат в мускулите на малкия пръст.
Аксонски закони
При провеждане на нервен импулс по аксоните работят четири основни закона:
- Законът за анатомичната и физиологична цялост. Провеждането е възможно само по протежение на непокътнати израстъци на невроните. Повреди, причинени от промени в пропускливостта на мембраната (под въздействието на лекарства или отрови), също се отнасят за това правило.
- Законът за изолиране на възбуждане. Един аксон - провеждане на едно възбуждане. Аксоните не споделят нервните импулси един с друг.
- Законът за едностранното държане. Аксонът провежда импулс или центробежно, или центростремително.
- Законът за липса на загуба. Това е свойството на ненамаляването - при провеждане на импулс той не спира и не се променя.
Разновидности на невроните
Невроните са звездовидни, пирамидални, зърнести, с форма на кошница - могат да бъдат и такива във формата на тялото. По броя на процесите невроните биват: биполярни (по един дендрит и аксон всеки) и многополярни (един аксон и много дендрити). По функционалност невроните са сензорни, добавъчни и изпълнителни (моторни и двигателни). Различават се неврони от Голджи тип 1 и Голджи тип 2. Тази класификация се основава на дължината на невронния процес на аксона. Първият тип е, когато аксонът се простира далеч извън местоположението на тялото (пирамидални неврони на мозъчната кора). Вторият тип - аксонът се намира в същата зона като тялото (мозъчни неврони).
