Как выглядит нервная клетка: НЕРВНАЯ КЛЕТКА — Большая Медицинская Энциклопедия

Как устроена нервная клетка? Клетки нервной системы

Человеческий организм состоит из триллионов клеток, один только мозг содержит примерно 100 миллиардов нейронов, самых разных форм и размеров. Возникает вопрос, а как устроена нервная клетка, и чем она отличается от других клеток организма?

Устройство нервной клетки человека

Как большинство других клеток человеческого тела, нервные клетки имеют ядра. Но по сравнению с остальными, они являются уникальными, так как у них есть длинные, нитевидные ответвления, по которым передаются нервные импульсы.

Клетки нервной системы похожи на другие, так как также окружены клеточной мембраной, имеют ядра, содержащие гены, цитоплазму, митохондрии и другие органеллы. Они участвуют в таких фундаментальных клеточных процессах, как синтез белка и выработка энергии.

Нейроны и нервные импульсы

Нервная система состоит из нервов. Нерв — это пучок нервных клеток. Нервная клетка, передающая определенную информацию, называется нейрон. Данные, которые переносят нейроны, называются нервными импульсами. Подобно электрическим импульсам, они переносят информацию с невероятной скоростью. Быструю передачу сигналов обеспечивают аксоны нейронов, покрытые специальной миелиновой оболочкой.

Эта оболочка покрывает аксон подобно пластиковому покрытию на электрических проводах и позволяет нервным импульсам перемещаться быстрее. Что представляет собой нейрон? Он имеет особую форму, которая позволяет передать сигнал от одной клетки к другой. Нейрон состоит из трех основных частей: тела клетки, множества дендритов и одного аксона.

Типы нейронов

Нейроны обычно классифицируются на основании той роли, которую они играют в организме. Известны два основных типа нейронов – сенсорные и моторные. Сенсорные нейроны проводят нервные импульсы от органов чувств и внутренних органов в центральную нервную систему (ЦНС). Моторные нейроны, наоборот, несут нервные импульсы от ЦНС к органам, железам и мышцам.

Клетки нервной системы устроены таким образом, что оба типа нейронов работают сообща. Сенсорные нейроны несут информацию о внутренней и внешней среде. Эти данные используются для отправки сигналов через моторные нейроны, чтобы сообщить организму, как ему стоит реагировать на полученную информацию.

Синапс

Место, где аксон одного нейрона отвечает дендритам другого, называется синапсом. Нейроны связываются друг с другом посредством электрохимического процесса. При этом в реакцию вступают химические вещества, которые называются нейротрансмиттерами.

Тело клетки

Устройство нервной клетки предполагает наличие в теле клетки ядра и других органелл. Дендриты и аксоны, подключенные к телу клетки, напоминают лучи, исходящие от солнца. Дендриты получают импульсы от других нервных клеток. Аксоны передают нервные импульсы к другим клеткам.

Один нейрон может иметь тысячи дендритов, поэтому он может общаться с тысячами других клеток. Аксон покрыт миелиновой оболочкой – жировым слоем, который его изолирует и позволяет передавать сигнал намного быстрее.

Митохондрии

Отвечая на вопрос, как устроена нервная клетка, важно отметить элемент, отвечающий за поставку метаболической энергии, которая затем может легко утилизироваться. В этом процессе первостепенную роль играют митохондрии. Эти органеллы имеют собственную наружную и внутреннюю мембрану.

Основным источником энергии для нервной системы является глюкоза. Митохондрии содержат ферменты, необходимые для преобразования глюкозы в макроэргические соединения, главным образом в молекулы аденозинтрифосфата (АТФ), которые затем могут транспортироваться в другие районы тела, которые нуждаются в их энергии.

Ядро

Сложный процесс синтеза белка начинается в ядре клетки. Ядро нейрона содержит генетическую информацию, которая хранится в виде закодированных строк дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Каждая молекула ДНК содержит генетические коды для всех клеток в организме.

Именно в ядре начинается процесс построения белковых молекул, путем написания соответствующей части кода ДНК на комплементарных молекулах рибонуклеиновой кислоты (РНК). Выпущенные из ядра в межклеточную жидкость, они запускают процесс синтеза белка, в котором также принимают участие так называемые ядрышки. Это отдельная структура внутри ядра, отвечающая за построение молекулярных комплексов, называемых рибосомами, которые участвуют в синтезе белка.

Знаете ли вы, как устроена нервная клетка?

Нейроны — это самые живучие и длинные клетки в организме! Некоторые из них сохраняются в человеческом теле в течение всей жизни. Другие клетки умирают, их заменяют новые, а вот многие нейроны замене не подлежат. С возрастом их становится все меньше. Отсюда и пошло выражение о том, что нервные клетки не восстанавливаются. Однако данные исследований конца 20 века доказывают обратное. В одной из областей мозга, гиппокампе, новые нейроны могут вырасти даже у взрослых людей.

Нейроны могут быть довольно большими и составлять в длину несколько метров (кортикоспинальные и афферентные). В 1898 году известный специалист по нервной системе Камилло Гольджи сообщил о своем открытии – лентовидном аппарате, специализирующимся на нейронах в мозжечке. Этот прибор теперь носит имя своего создателя и известен как «аппарат Гольджи».

Из того, как устроена нервная клетка, следует ее определение как основного структурно-функционального элемента нервной системы, изучение простых принципов которой может служить ключом к решению многих проблем. В основном это касается автономной нервной системы, которая включает в себя сотни миллионов связанных между собой клеток.

Нервные клетки и их строение

Нервные клетки, которые образуют нервную ткань, бывают двух типов: нейроциты (нейроны) и глиоциты (глиальные клетки). Нейроны воспринимают раздражение, генерируют потенциал действия, проводят и передают нервные импульсы, устанавливают контакты между собой, а глиоциты обеспечивают условия для оптимального функционирования нейронов, т.е. изолируют их, защищают, принимают участие в обмене медиаторов и выделении фактора роста нейроцитов.

По информации на сегодняшний день, головной мозг человека содержит 25 млрд. нейронов, две трети из них находятся в коре, а численность глиальных клеток примерно в 10 раз выше.

Нейрон

Нервные клетки содержат нейроны, которые являются главным структурно-функциональным элементом нервной системы. Нейрон – это отростчатая клетка размером 4-130 мкм, состоящая из тела и отростков, которые бывают двух видов: аксон и дендриты. Отросток нервной клетки — аксон — иначе называют нейритом. Длина отростков достигает 1,5м. Аксон в клетке только один, длинный, слабо ветвящийся; по нему от тела клетки идет импульс. Дендриты обычно многочисленные, сильно ветвятся, короткие. По ним импульс поступает к телу нейрона. Нейронам присуща динамическая поляризация, они проводят нервный импульс исключительно в одну сторону – от дендрита к аксону. То есть, нейрон по своему строению напоминает воронку. Тело клетки в основном выполняет функцию трофики по отношению к отросткам. Форма тела может быть различной — от пирамидной, до округлой.

Типы нейронов

Нервные клетки по количеству отростков делят на несколько основных типов.

• униполярные — имеют единственный отросток, только лишь аксон. Эти клетки существуют только у эмбрионов как промежуточный этап при развитии нейроцитов;
• биполярные – содержат аксон и дендрит. Подобные нервные клетки у человека есть в сетчатке глаза и во внутреннем ухе;
• мультиполярные – обладают 2-мя и более отростками, аксоном и дендритами. Это самый распространенный тип нейронов в организме, они есть как в центральном отделе нервной системы, так и в периферическом;
• псевдоуниполярные клетки – из тела клетки выходит единственный общий отросток, включающий аксон и дендрит, позже он разделяется на два самостоятельных. Эти биполярные нейроны расположены в узлах черепных и спинномозговых.

Строение нервной клетки

Клетку покрывает неврилемма, которая кроме барьерной, рецепторной и обменной функции, выполняет специфическую функцию проведения нервного импульса.

Нервные клетки имеют цитоплазму, которая включает общие органеллы (митохондрии, эндоплазматическая сеть, клеточный центр, комплекс Гольджи, лизосомы) и органеллы специального назначения, так называемые, нейрофибриллы. Ядро нервных клеток светлое, круглое, содержит 1 или 2 ядрышка.

Типы клеток по их назначению

В соответствии с функциональным предназначением нервные клетки классифицируются на чувствительные, двигательные и вставочные.

Чувствительные нейроны – это такие клетки, тело которых находится в ганглиях периферической системы. Дендриты этих клеток заканчиваются чувствительными окончаниями, а аксон при этом направляется в ствол мозга или в спинной мозг.

Вставочные нервные клетки отвечают за передачу возбуждения нейрона.

Двигательные или секреторные клетки называются в зависимости от структуры (мышечное волокно или железа), где заканчивается их аксон.

Существуют еще вспомогательные нервные клетки, так называемые, глиоциты, которые изолируют нейроны друг от друга.

Эпендимоциты подобны эпителиальным тканям и выстилают полости спинного и головного мозга. Их функция — опорная и разграничительная.

Астроциты являются многоотростчатыми мелкими клетками звездчатой формы. По строению отростков астроциты бывают протоплазматические и волокнистые.

Нервные волокна образуются из отростков нервных клеток и леммоцитов. Снаружи нервное волокно покрывает тонкая оболочка из волокнистой рыхлой соединительной ткани, которая называется базальной пластинкой.

функции и строение нервных клеток

Человеческий мозг – это центральная часть нервной системы. Здесь осуществляется управление всеми процессами, происходящими в организме, на основе информации, поступающей от внешнего мира.

Нейроны головного мозга – это структурные функциональные единицы нервной ткани, обеспечивающие способность живых организмов приспосабливаться к изменениям внешней среды. Человеческий мозг состоит из  нейронов.

Функции нейронов головного мозга:

• передача информации об изменениях внешней среды;
• запоминание информации на длительный срок;
• создание образа внешнего мира на основе полученных сведений;
• организация оптимального поведения человека.

Все эти задачи подчинены одной цели – обеспечению живому организму успеха в борьбе за существование.

В этой статье будут рассмотрены следующие особенности нейронов:

• строение;
• взаимосвязь между собой;
• виды;
• развитие в разные периоды жизни человека.

Также в конце статьи вас ждут рекомендации, как поддерживать нервные ткани в здоровом состоянии.

В левом полушарии мозга содержится на 200 000 000 нейронов больше, чем в правом.

Строение нервной клетки

Нейроны в мозге имеют неправильную форму, они могут быть похожи на листик или цветок, обладать различными бороздами и извилинами. Цветовая палитра также разнообразна. Ученые полагают, что существует взаимосвязь между цветом и формой клетки и ее назначением.

Например, рецептивные поля клеток проекционной области зрительной коры имеют вытянутую форму, это помогает им избирательно реагировать на отдельные фрагменты линий с различной ориентацией в пространстве.

Каждая клетка имеет тело и отростки. В мозговой ткани принято выделять серое и белое вещество. Тела нейронов вместе с глиальными клетками, обеспечивающими защиту, изоляцию и сохранение структуры нервной ткани, составляют серое вещество. Отростки, организованные в пучки в соответствии с функциональным назначением, – это белое вещество.

Соотношение нейронов и глии у человека равно 1:10.

Виды отростков:

• аксоны – имеют удлиненный вид, на конце ветвятся на терминали – нервные окончания, которые необходимы для передачи импульса к другим клеткам;
• дендриты – более короткие, чем аксоны, также имеют разветвленную структуру; через них нейрон получает информацию.

Благодаря такому строению нейроны в головном мозге «общаются» между собой и объединяются в нейронные сети, которые и образуют мозговую ткань. И дендриты, и аксоны постоянно растут. Эта пластичность нервной системы лежит в основе развития интеллекта.

Нерв – это скопление многочисленных аксонов, принадлежащих разным нервным клеткам.

Синаптические связи

В основе формирования нейронных сетей лежит электрическое возбуждение, которое состоит из двух процессов:

• запуск электрического возбуждения от энергии внешних воздействий – происходит за счет особой чувствительности мембран, расположенных на дендритах;
• запуск клеточной активности на основании полученного сигнала и воздействие на другие структурные единицы нервной системы.

Быстродействие нейронов исчисляется несколькими миллисекундами.

Нейроны связаны между собой посредством специальных структур – синапсов. Они состоят из пресинаптической и постсинаптической мембран, между которыми находится синаптическая щель, заполненная жидкостью.

По характеру действия синапсы могут быть возбуждающими и тормозными. Передача сигналов может быть химической и электрической.

В первом случае на пресинаптической мембране синтезируются нейромедиаторы, которые поступают на рецепторы постсинаптической мембраны другой клетки из специальных пузырьков – везикул. После их воздействия в соседний нейрон могут массированно поступать ионы определенного вида. Это происходит через калийные и натриевые каналы. В обычном состоянии они закрыты, внутри клетки находятся отрицательно заряженные ионы, а снаружи – положительно. Следовательно, на оболочке образуется разница напряжений. Это потенциал покоя. После попадания положительно заряженных ионов внутрь возникает потенциал действия – нервный импульс.

Баланс клетки восстанавливается с помощью специализированных белков – калиево-натриевых насосов.

Свойства химических синапсов:

• возбуждение осуществляется только в одном направлении;
• наличие задержки от 0,5 до 2 мс при передаче сигнала, связанной с длительностью процессов выделения медиатора, его передачи, взаимодействия с рецептором и образования потенциала действия;
• может возникать утомление, вызванное истощением запаса медиатора или появлением стойкой деполяризации мембраны;
• высокая чувствительность к ядам, лекарственным препаратам и другим биологически активным веществам.

В настоящее время известно более 100 нейромедиаторов. Примеры этих веществ – дофамин, норадреналин, ацетилхолин.

Для электрической передачи характерна узкая синаптическая щель и пониженное сопротивление между мембранами. В таком случае потенциал, созданный на пресинаптической мембране, вызывает распространение возбуждения на постсинаптической мембране.

Свойства электрических синапсов:

• скорость передачи информации выше, чем в химических синапсах;
• возможна как односторонняя, так и двусторонняя передача сигнала (в обратную сторону).

Также существуют смешанные синапсы, в них возбуждение может передаваться как с помощью нейромедиаторов, так и с помощью электрических импульсов.

Память включает в себя хранение и воспроизведение полученной информации. В результате обучения остаются так называемые следы памяти, а их наборы образуют энграммы – «записи». Нейронный механизм заключается в следующем: по цепи много раз проходят определенные импульсы, формируются структурные и биохимические изменения в синапсах. Этот процесс называется консолидацией. Многократное использование одних и тех же контактов создает специфические белки – это и есть следы памяти.

Особенности развития мозговой ткани

Структуры мозга продолжают формироваться до 3 лет. Масса мозга удваивается к концу первого года жизни ребенка.

Зрелость нервной ткани определяется степенью развития двух процессов:

• миелинизация – образование изолирующих оболочек;
• синаптогенез – формирование синаптических связей.

Миелинизация начинается на 4 месяце внутриутробной жизни с эволюционно более «старых» структур мозга, отвечающих за сенсорные и моторные функции. В системах, контролирующих скелетную мускулатуру, — незадолго до появления на свет младенца, и активно продолжается в течение первого года жизни. А в областях, связанных с высшими психическими функциями, такими как обучение, речь, мышление, миелинизация начинается лишь после рождения.

Именно поэтому в этот период особенно опасны инфекции и вирусы, оказывающие вредное воздействие на мозг. Это можно сравнить с автомобильной аварией: столкновение на маленькой скорости принесет меньший урон, чем на большой. Так и здесь – вмешательство в активный процесс созревания может нанести огромный вред и привести к печальным последствиям – ДЦП, олигофрении или задержке психического развития.

Стабилизация психофизиологических характеристик индивида происходит в 20 – 25 лет.

Процесс развития отдельной нервной клетки начинается с образования, имеющего специфическую электрическую активность. Его отростки, вытягиваясь, проникают в окружающие ткани и устанавливают синаптические контакты. Таким образом происходит иннервация (управление) всеми органами и системами организма. Данный процесс контролируется более чем половиной генов человека.

Клетки объединяются в особые связанные структуры – нейросети, которые выполняют конкретные функции.

Одно из научных предположений гласит, что иерархия структуры нейронов в головном мозге напоминает устройство Вселенной.

Развитие нейронов, их специализация, продолжается в течение всей жизни человека. У взрослого и младенца число нейронов приблизительно совпадает, но длина отростков и их количество отличается во много раз. Это связано с обучением и формированием новых связей.

Продолжительность существования нервных клеток и их хозяина чаще всего совпадает.

Виды нервных клеток

Каждый элемент в нейронной системе мозга выполняет определенную функцию. Рассмотрим, за что отвечают определенные виды нейронов.

Рецепторы

Большая часть рецепторных нейронов располагается в спинном мозге, их функция – передавать сигнал от рецепторов органов чувств в центральную нервную систему.

Командные нейроны

Здесь сходятся пути от клеток-детекторов, кратковременной и долговременной памяти и осуществляется принятие решения в ответ на входящий сигнал. Далее поступает команда в премоторные зоны, и формируется реакция.

Эффекторы

Они транслируют сигнал к органам и тканям. Эти нейроны имеют длинные аксоны. Мотонейроны – это эффекторные клетки, аксоны которых образуют нервные волокна, ведущие к мышцам. Эффекторные нейроны, регулирующие деятельность вегетативной нервной системы (к ней относятся обмен веществ, управление внутренними органами, дыхание, сердцебиение – все, что происходит без сознательного контроля), находятся за пределами головного мозга.

Промежуточные

Еще их называют контактными или вставочными – эти клетки являются связующим звеном между рецепторами и эффекторами.

Зеркальные нейроны

Данные нейроны обнаружены в различных участках центральной нервной системы. Считается, что эволюционно они появились для того, чтобы детеныши лучше и быстрее устраивались в окружающем мире.

Клетки были обнаружены в результате опыта с обезьянами. Животное доставало еду из кормушки специальными инструментами. Когда ученый делал то же самое, было выявлено, что у подопытной особи активируются определенные участки коры, как будто бы это делала она сама.

На работе зеркальных нейронов базируются эмпатия, социальные навыки, обучение, повторение, имитация. Способность прогнозировать тоже относится к этим клеткам.

Ученые установили: отчетливо представлять и делать – почти одно и то же. Такой метод психотерапии как визуализация построен на этом постулате.

Зеркальный нейроны – основа передачи культурного пласта от поколения к поколению и его наращивания. Например, обучаясь живописи, сначала мы повторяем уже существующие способы, то есть имитируем. А потом, на основе этого опыта, создаются оригинальные работы.

Нейроны новизны и тождества

Нейроны новизны впервые были обнаружены при исследовании лягушек, впоследствии были найдены и у человека. Эти клетки перестают отвечать на повторяющийся стимул. Изменение же сигнала, наоборот, провоцирует их активацию.

Клетки тождества определяют повторяющийся сигнал, что позволяет выдать ранее использовавшуюся реакцию, иногда даже опережая стимул – экстраполярный ответ.

Их совместное действие подчеркивает новизну, ослабляет влияние привычных стимулов и оптимизирует время формирования ответного поведения.

Заболевания, связанные с дефектами нервной ткани

В основе многих расстройств здоровья человека могут лежать различные нарушения нейронных связей головного мозга.

Аутизм

Ученые полагают, что аутизм связан с неразвитостью или дисфункцией зеркальных нейронов. Малыш, смотря на взрослого, не может понять поведение и эмоции другого человека и спрогнозировать его действия. Зарождается страх. Защитная реакция – замыкание в себе.

Болезнь Паркинсона

Причина нарушения двигательных функции при данном недуге – повреждение и гибель нейронов, продуцирующих дофамин.

Болезнь Альцгеймера

Одной из возможных причин является снижение производства нейромедиатора ацетилхолина. Второй вариант – накопление в нервной ткани амилоидных бляшек – патологического белкового налета.

Шизофрения

Одна из теорий гласит, что между клетками мозга шизофреника имеется нарушение контактов. Исследования показали, что у таких людей неправильно работают гены, отвечающие за выделение нейромедиаторов в синапсах. Еще одна версия – излишняя выработка дофамина. Третья теория происхождения заболевания – снижение скорости прохождения нервных импульсов вследствие повреждения миелиновых оболочек.

Нейродегеративные заболевания (связанные с гибелью нейронов) дают о себе знать тогда, когда большая часть клеток погибла, поэтому лечение начинается на поздних стадиях. Человек выглядит здоровым, признаков болезни нет, а опасный процесс уже запущен. Это происходит от того, что человеческий мозг очень пластичен и имеет мощные компенсаторные механизмы. Пример: когда умирают нейроны-производители дофамина при болезни Паркинсона, оставшиеся клетки продуцируют большее количество вещества. Также увеличивается чувствительность к нейромедиатору клеток, принимающих сигнал. Какое-то время эти процессы не дают проявляться симптомам болезни.

При недугах, вызванных аномалиями хромосом (синдром Дауна, синдром Вильямса), обнаруживаются патологические виды нервных клеток.

Как сохранить нервные клетки здоровыми

Сохранение нейронов в здоровом состоянии – залог счастливой жизни и возможности вести активный образ жизни в пожилом возрасте. Наши рекомендации помогут вам в этом.

1. Интеллектуальная деятельность в течение жизни способствует сохранению работоспособности до старости. Необходимо давать нервным клеткам нагрузку, создавать новые нейронные связи и укреплять старые, тренировать мозг.
2. Питаться нужно полезными продуктами, содержащими жиры, так как оболочка нейронов состоит, по сути, из жиров – липидов.
3. Пить больше жидкости – мозг состоит на 75% из воды. По этой же причине не следует злоупотреблять алкоголем, так как он обезвоживает организм.
4. Чтобы помочь нейронам головного мозга проснуться с утра, хорошо дать им небольшую разминку, например, разгадать кроссворд, вспомнить несколько слов иностранного языка, решить математическую задачу.
5. Дышать свежим воздухом – 20% от вдыхаемого кислорода потребляет головной мозг.
6. Физические упражнения улучшают кровообращение во всем организме, а кровь снабжает мозг кислородом.
7. Сон не менее 7-9 часов в сутки. Когда мы спим, полученная за день информация систематизируется: всем известно, что Менделеев увидел периодическую систему химических элементов во сне. Если человек отдыхает недостаточно, ресурсы мозга будут истощаться.

Заключение

Пластичность нейронов головного мозга позволяет не только выполнять генетически заданные программы, но и выстраивать новые. По образу и подобию человеческой нервной системы ведутся работы в области создания искусственного интеллекта. Существует множество научных споров об этичности, возможностях и опасностях данных разработок. В настоящее время исследователи рассматривают новые концепции образования нервных связей, применяя сложнейшие математические методы. Человеческий мозг до сих пор таит в себе множество загадок, которые еще предстоит раскрыть ученым.

Чувствительный нейрон или сенсорная нервная клетка

В теле человека находится около 100 000 000 нейронов. Для чего они нужны? Почему их так много? Что собой представляет чувствительный нейрон? Какую функцию выполняют вставочные и исполнительные нейроны? Давайте познакомимся поближе с этими потрясающими клетками.

Функции

Ежесекундно через наш головной мозг проходит множество сигналов. Процесс не останавливается даже во сне. Организму нужно воспринимать окружающий мир, совершать движения, обеспечивать работу сердца, дыхательной, пищеварительной, мочеполовой системы и т.д. В организации всей этой деятельности участвуют две основные группы нейронов – чувствительные и двигательные.

Когда мы притрагиваемся к холодному или горячему и чувствуем температуру предмета – это заслуга именно чувствительных клеток. Они мгновенно передают полученную с периферии организма информацию. Так обеспечивается рефлекторная деятельность.

Нейроны формируют всю нашу ЦНС. Главные их задачи:

1. получить информацию;
2. передать ее по нервной системе.

Эти уникальные клетки способны мгновенно передавать электрические импульсы.

Чтобы обеспечить процесс жизнедеятельности, организм должен обрабатывать огромное количество информации, которая поступает к нему из окружающего мира, реагировать на любой признак изменения условий среды. Чтобы сделать этот процесс максимально эффективным, нейроны делятся по своим функциям на:

• Чувствительные (афферентные) – это наши проводники в окружающий мир. Именно они воспринимают информацию извне, от органов чувств, и передают их в ЦНС. Особенность в том, что благодаря их контактной деятельности, мы чувствуем температуру, боль, давление, имеем другие чувства. Чувствительные клетки узкой специализации осуществляют передачу вкуса, запаха.
• Двигательные (моторные, эфферентные, мотонейроны). Двигательные нейроны передают информацию через электрические импульсы от ЦНС к мышечным группам, железам.
• Промежуточные (ассоциативные, интеркалярные, вставочные). Теперь подробнее разберемся, какую функцию выполняют вставочные нейроны, для чего они вообще нужны, в чем их отличие. Они располагаются между чувствительными и двигательными нейронами. Вставочные нейроны передают нервные импульсы от чувствительных волокон к двигательным. Они обеспечивают «общение» между эфферентными и афферентными нервными клетками. К ним нужно относиться, как к своеобразным природным «удлинителям», длинным полостям, которые помогают транслировать сигнал от сенсорного нейрона к двигательному. Без их участия это было бы невозможно сделать. В этом и заключается их функция.

Сами рецепторы – это специально отведенные для данной функции клетки кожи, мышц, внутренних органов, суставов. Рецепторы могут начинаться еще в клетках эпидермиса, слизистой. Они умеют точно улавливать мельчайшие изменения, как снаружи организма, так и внутри него. Такие изменения могут быть физическими или химическими. Затем они молниеносно преображаются в специальные биоэлектрические импульсы и отправляются непосредственно к сенсорным нейронам. Так сигнал проходит путь от периферии к центру организма, где мозг расшифровывает его значение.

Импульсы от органа в мозг проводят все три группы нейронов – двигательные, чувствительные и промежуточные. Из этих групп клеток и состоит нервная система человека. Такое строение позволяет реагировать на сигналы из окружающего мира. Они обеспечивают рефлекторную деятельность организма.

Если человек перестает чувствовать вкус, запах, снижается слух, зрение, это может указывать на нарушения в ЦНС. В зависимости от того, какие органы чувств задеты, невропатолог может определить, в каком отделе мозга возникли проблемы.

Есть две группы функций нервной системы:

1) Соматическая. Это сознательное управление мышцами скелета.

2) Вегетативная (автономная). Это неконтролируемое сознанием управление внутренними органами. Работа этой системы происходит, даже если человек находится в состоянии сна.

Структура

Сенсорные нейроны чаще всего униполярные. Это означает, что они снабжены лишь одним раздваивающимся отростком. Он выходит из тела клетки (сомы) и выполняет сразу функции и аксона, и дендрита. Аксон – это вход, а дендрит чувствительного нейрона – выход. После возбуждения чувствительных сенсорных клеток по аксону и дендриту проходит биоэлектрический сигнал.

Встречаются и биполярные нервные клетки, которые имеют соответственно два отростка. Их можно обнаружить, например, в сетчатке, структурах внутреннего уха.

Тело чувствительной клетки по своей форме напоминает веретено. От тела отходит 1, а чаще 2 отростка (центральный и периферический).

Периферический по своей форме очень напоминает толстую длинную палочку. Он достигает поверхности слизистой или кожи. Такой отросток похож на дендрит нервных клеток.

Второй, противоположный отросток, отходит от противоположной части тела клетки и по форме напоминает тонкую нить, покрытую вздутиями (их называют варикозности). Это аналог нервного отростка нейрона. Данный отросток направлен в определенный отдел ЦНС и так разветвляется.

Чувствительные клетки еще называют периферическими. Их особенность в том, что они непосредственно находятся за периферической нервной системой и ЦНС, но без них работа данных систем немыслима. Например, обонятельные клетки размещены в эпителии слизистой носа.

Как они работают

Функция чувствительного нейрона состоит в приеме сигнала от специальных рецепторов, расположенных на периферии организма, определении его характеристик. Импульсы воспринимаются периферическими отростками чувствительных нейронов, затем они передаются к их телу, а потом по центральным отросткам следуют непосредственно к ЦНС.

Дендриты сенсорных нейронов соединяются с различными рецепторами, а их аксоны – с остальными нейронами (вставочными). Для нервного импульса самым простым путем становится следующий – он должен пройти по трем нейронам: сенсорному, вставочному, моторному.

Самый типичный пример прохождения импульса – когда невропатолог стучит молоточком по коленному суставу. При этом моментально срабатывает простой рефлекс: коленное сухожилие после удара по нему приводит в движение мышцу, которая к нему прикреплена; чувствительные клетки от мышцы передают сигнал по чувствительным нейронам непосредственно в спинной мозг. Там сенсорные нейроны устанавливают контакт с двигательными, а те посылают импульсы обратно в мышцу, приводя ее в сокращение, нога при этом выпрямляется.

Кстати, в спинном мозге у каждого отдела (шейный, грудной, поясничный, крестцовый, копчиковый) находится сразу пара корешков: чувствительный задний, двигательный передний. Они образовывают единый ствол. Каждая из этих пар контролирует свою определенную часть тела и посылает центробежный сигнал, что делать дальше, как располагать конечность, туловище, что делать железе и т.д.

Чувствительные нейроны принимают участие в работе рефлекторной дуги. Она состоит из 5 элементов:

1. Рецептор. Преобразует в нервный импульс раздражение.
2. Импульс по нейрону следует от рецептора в ЦНС.
3. Вставочный нейрон, который расположен в мозге, передает сигнал от нейрона чувствительного к исполнительному.
4. По двигательному (исполнительному) нейрону основной импульс от мозга проводится к органу.
5. Орган (исполнительный) – это мышца, железа и т.д. Он реагирует на полученный сигнал сокращением, выделением секрета и т.д.

Вывод

Биология человеческого организма очень продумана и совершенна. Благодаря деятельности множества чувствительных нейронов мы можем взаимодействовать с этим удивительным миром, реагировать на него. Наш организм очень восприимчивый, развитие его рецепторов и чувствительных нервных клеток достигло высочайшего уровня. Благодаря такой продуманной организации ЦНС наши органы чувств могут воспринимать и передавать мельчайшие оттенки вкуса, запаха, тактильных ощущений, звука, цвета.

Нередко мы считаем, что главное в нашем сознании и деятельности организма – это кора и полушария мозга. При этом мы забываем, какие колоссальные возможности обеспечивает мозг спинной. Именно функционирование спинного мозга обеспечивает получение сигналов от всех рецепторов.

Трудно назвать предел этих возможностей. Наш организм очень пластичен. Чем больше человек развивается, тем больше возможностей предоставляется в его распоряжение. Такой простой принцип позволяет нам быстро приспособиться к изменениям окружающего мира.

понятие, сколько всего невронов в головном мозге человека, какое его строение, виды и функции, восстанавливаются ли нервные клетки.

В теле человека бессчетное количество клеток, каждая из которых имеет собственную функцию. Среди них самые загадочные – нейроны, отвечающие за любое совершаемое нами действие. Попробуем разобраться как работают нейроны и в чем их предназначение.

Что такое нейрон (нейронные связи)

В переводе с греческого нейрон, или как его еще называют неврон, означает «волокно», «нерв». Нейрон – это специфическая структура в нашем организме, которая отвечает за передачу внутри него любой информации, в быту называемая нервной клеткой.

Нейроны работают при помощи электрических сигналов и способствуют обработке мозгом поступающей информации для дальнейшей координации производимых телом действий.

Эти клетки являются составляющей частью нервной системы человека, предназначение которой состоит в том, чтобы собрать все сигналы, поступающие из вне или от собственного организма и принять решение о необходимости того или иного действия. Именно нейроны помогают справиться с такой задачей.

Каждый из нейронов имеет связь с огромным количеством таких же клеток, создаётся своеобразная «паутина», которая называется нейронной сетью. Посредством данной связи в организме передаются электрические и химические импульсы, приводящие всю нервную систему в состояние покоя либо, наоборот, возбуждения.

К примеру, человек столкнулся с неким значимым событием. Возникает электрохимический толчок (импульс) нейронов, приводящий к возбуждению неровной системы. У человека начинает чаще биться сердце, потеют руки или возникают другие физиологические реакции.

Мы рождаемся с заданным количеством нейронов, но связи между ними еще не сформированы. Нейронная сеть строится постепенно в результате поступающих из вне импульсов. Новые толчки формируют новые нейронные пути, именно по ним в течение жизни побежит аналогичная информация. Мозг воспринимает индивидуальный опыт каждого человека и реагирует на него. К примеру, ребенок, схватился за горячий утюг и отдернул руку. Так у него появилась новая нейронная связь.

Стабильная нейронная сеть выстраивается у ребенка уже к двум годам. Удивительно, но уже с этого возраста те клетки, которые не используются, начинают ослабевать. Но это никак не мешает развитию интеллекта. Наоборот, ребенок познает мир через уже устоявшиеся нейронные связи, а не анализирует бесцельно все вокруг.

Даже у такого малыша есть практический опыт, позволяющий отсекать ненужные действия и стремиться к полезным. Поэтому, например, так сложно отучить ребенка от груди — у него сформировалась крепкая нейронная связь между приложением к материнскому молоку и удовольствию, безопасности, спокойствию.

Познание нового опыта на протяжении всей жизни приводит к отмиранию ненужных нейронных связей и формированию новых и полезных. Этот процесс оптимизирует головной мозг наиболее эффективным для нас образом. Например, люди, проживающие в жарких странах, учатся жить в определенном климате, а северянам нужен совсем другой опыт для выживания.

Сколько нейронов в мозге

Нервные клетки в составе головного мозга занимают порядка 10 процентов, остальные 90 процентов это астроциты и глиальные клетки, но их задача заключается лишь в обслуживании нейронов.

Подсчитать «вручную» численность клеток в головном мозге также сложно, как узнать количество звезд на небе.

Тем не менее ученые придумали сразу несколько способов для определения количества нейронов у человека:

• Рассчитывается число нервных клеток на небольшой части мозга, а затем, количество умножается пропорционально полному объему. Исследователи исходят из постулата о том, что нейроны равномерно распределены в нашем мозге.
• Происходит растворение всех мозговых клеток. В результате получается жидкость, в составе которой можно увидеть клеточные ядра. Их можно посчитать. При этом служебные клетки, о которых мы сказали выше, не учитываются.

В результате описанных экспериментов установлено, что число нейронов в головном мозге человека — 85 миллиардов единиц. Ранее, на протяжении многих веков считалось, что нервных клеток больше, порядка 100 миллиардов.

Строение нейрона

На рисунке приведено строение нейрона. Он состоит из основного тела и ядра. От клеточного тела идет ответвление многочисленных волокон, которые именуются дендритами.

Мощные и длинные дендриты называются аксонами, которые в действительности намного длиннее, чем на картинке. Их протяженность варьируется от нескольких миллиметров до более метра.

Аксоны играют ведущую роль в передаче информации между нейронами и обеспечивают работу всей нервной системы.

Место соединения дендрита (аксона) с другим нейроном называется синапсом. Дендриты при наличии раздражителей могут разрастись настолько сильно, что станут улавливать импульсы от других клеток, что приводит к образованию новых синаптических связей.

Синаптические связи играют существенную роль в формировании личности человека. Так, личность с устоявшимся позитивным опытом будет смотреть на жизнь с любовью и надеждой, человек, у которого нейронные связи с негативным зарядом, станет со временем пессимистом.

Виды нейронов и нейронных связей

Нейроны можно обнаружить в различных органах человека, а не исключительно в головном мозге. Большое их количество расположено в рецепторах (глаза, уши, язык, пальцы рук – органы чувств). Совокупность нервных клеток, которые пронизывают наш организм составляет основу периферической нервной системы. Выделим основные виды нейронов.

Вид нейронной клетки	За что отвечает
Аффекторные	Являются переносчиками информации от органов чувств в головной мозг. У этого вида нейронов самые длинные аксоны. Импульс из вне поступает по аксонам строго в определенный участок головного мозга, звук — в слуховой «отсек», запах – в «обонятельный» и т.д.
Промежуточные	Промежуточные нервные клетки обрабатывают сведения, поступившие от аффекторных нейронов и передают ее периферическим органам и мышцам.
Эффекторные	На заключительном этапе в дело вступают эфференты, которые доводят команду промежуточных нейронов до мышц и других органов тела.

Слаженная работа нейронов трех типов выглядит так: человек «слышит» запах шашлыка, нейрон передает информацию в соответствующий раздел мозга, мозг передает сигнал желудку, который выделяет желудочный сок, человек принимает решение «хочу есть» и бежит покупать шашлык. Упрощенно так это действует.

Самыми загадочными являются промежуточные нейроны. С одной стороны, их работа обуславливает наличие рефлекса: дотронулся до электричества – отдернул руку, полетела пыль –зажмурился. Однако, пока не объяснимо как обмен между волокнами рождает идеи, образы, мысли?

Единственное, что установили ученые, это тот факт, что любой вид мыслительной деятельности (чтение книг, рисование, решение математических задач) сопровождается особой активностью (вспышкой) нервных клеток определенного участка головного мозга.

Есть особая разновидность нейронов, которые именуются зеркальными. Их особенность заключается в том, что они не только приходят в возбуждение от внешних сигналов, но и начинают «шевелиться», наблюдая за действиями своих собратьев – других нейронов.

Функции нейронов

Без нейронов невозможна работа организма человека. Мы увидели, что эти наноклетки отвечают буквально за каждое наше движение, любой поступок. Выполняемые ими функции до настоящего времени в полной мере не изучены и не определены.

Существует несколько классификаций функций нейронов. Мы остановимся на общепринятой в научном мире.

Функция распространения информации

Данная функция:

• является основной;
• изучена лучше остальных.

Суть ее в том, что нейронами обрабатываются и переносятся в головной мозг все импульсы, которые поступают из окружающего мира или собственного тела. Далее происходит их обработка, подобно тому, как работает поисковик в браузере.

По результатам сканирования сведений из вне, головной мозг в форме обратной связи передает обработанную информацию к органам чувств или мышцам.

Мы не подозреваем, что в нашем теле происходит ежесекундная доставка и переработка информации, не только в голове и на уровне периферической нервной системы.

До настоящего времени создать искусственный интеллект, который бы приблизился к работе нейронных сетей человека, не удалось. У каждого из 85 миллиардов нейронов имеется, как минимум, 10 тысяч обусловленных опытом связей, и все они работают на передачу и обработку информации.

Функция аккумуляции знаний (сохранения опыта)

Человек обладает памятью, возможностью понимать суть вещей, явлений и действий, которые он единожды или многократно повторял. За формирование памяти отвечают именно нейронные клетки, точнее нейротрансмиттеры, связующие звенья между соседними нейронами.

Таким образом, за память отвечает не какая-то отдельная часть мозга, а маленькие белковые мостики между клетками. Человек может потерять память, когда произошло крушение этих нервных связей.

Функция интеграции

Данная функция позволяет взаимодействовать между собой отдельным долям головного мозга. Как мы уже сказали, сигналы от разных органов чувств поступают в разные отделы мозга.

Нейроны посредством «вспышек» активности передают и принимают импульсы в разных частях мозга. Так происходит процесс появления мыслей, эмоций и чувств. Чем больше таких разноплановых связей, тем эффективнее человек мыслит. Если человек способен к размышлениям и аналитике в определенном направлении, то он будет хорошо соображать и в другом вопросе.

Функция производства белков

Нейроны – настолько полезные клетки, что не ограничиваются только передаточными функциями. Нервные клетки вырабатывают необходимые для жизни человека белки. Опять же ключевую роль в производстве белков имеют нейротрансмиттеры, которые отвечают за память.

Всего в невронах индуцируется порядка 80 белков, вот основные из них, влияющие на самочувствие человека:

• Серотонин – вещество, вызывающее радость и удовольствие.
• Допамин – ведущий источник бодрости и счастья для человека. Активизирует физическую активность, помогает проснуться, переизбыток может привести к состоянию эйфории.
• Норадреналин – это «плохой» гормон, вызывающий приступы ярости и гнева. Наряду с кортизолом его называют гормоном стресса.
• Глутамат – вещество, отвечающие за хранение памяти.

Прекращение выработки белков или их выпуск в недостаточном количестве способны привести к тяжелым заболеваниям.

Восстанавливаются ли нервные клетки

При нормальном состоянии организма нейроны могут жить и функционировать очень долго. К сожалению, случается так, что они начинают массово погибать. Причин разрушения нервных волокон может быть много, но до конца механизм их деструкции не изучен.

Установлено, что нервные клетки погибают из-за гипоксии (кислородное голодание). Нейронные сети рушатся при отдельных травмах головного мозга, человек теряет память или утрачивает способность к хранению информации. В этом случае сами нейроны сохранены, но теряется их передаточная функция.

Отсутствие допамина ведет к развитию болезни Паркинсона, а его переизбыток является причиной шизофрении. Почему прекращается выработка белка не известно, спусковой механизм не выявлен.

Гибель нервных клеток происходит при алкоголизации личности. Алкоголик со временем может совершенно деградировать и утратить вкус к жизни.

Формирование нервных клеток происходит при рождении. Долгое время ученые полагали, что со временем нейроны отмирают. Поэтому с возрастом человек утрачивает способность накапливать информацию, хуже соображает. Нарушение функции по выработке допамина и серотонина связывается с наличием практически у всех пожилых людей депрессивных состояний.

Гибель нейронов, действительно неизбежна, в год исчезает примерно 1 процент от их количества. Но есть и хорошие новости. Последние исследования показали, что в коре головного мозга есть особенный участок, именуемый гипокаммом. Именно в нем генерируются новые чистые нейроны. Подсчитано примерное количество генерируемых ежедневно нервных клеток – 1400.

В науке обозначилось новое понятие «нейропластичность», обозначающее возможность мозга регенерироваться и перестраиваться. Но есть одна тонкость: новые нейроны еще не имеют никакого опыта и наработанных связей. Поэтому с возрастом или после заболевания мозг нужно тренировать, как и все иные мышцы тела: получать новые знания, анализировать происходящие события и явления.

Подобно тому, как мы усиливаем бицепс при помощи гантели, активизировать процесс включения новых нервных клеток можно следующими способами:

• изучение новых сфер знаний, которые ранее были не нужны или не интересны. К примеру, математику можно начать изучать живопись, а юристу – основы физики.
• через постановку сложных задач и поиск их решения;
• составлением планов деятельности, которые включают в себя множество исходных данных.

Механизм возрождения прост. У нас имеются совершенно не задействованные новые клетки, которые нужно заставить работать, а сделать это можно лишь путем постановки новых задач и изучения неизвестных предметных сфер.

Сейчас перечислим, что не нужно делать во избежание ускоренной гибели нейронов и связей между ними.

Вот список главных убийц нервных клеток:

• Стресс. При часто повторяющихся всплесках кортизола и норадреналина происходит ускоренное нарушение нейронных связей и смерть самих невронов. Следует научиться властвовать над своими негативными эмоциями.
• Алкоголь, о чем уже сказано. Этиловый спирт напрямую уничтожает нейроны.
• Отсутствие физических упражнений. Мозг нуждается в стабильных поставках глюкозы и кислорода. При занятиях физкультурой и то, и другое вещество поступает в организм в больших количествах. Полчаса в день – та норма занятий спортом, которая усиливает познавательные функции серого вещества.

Помогают в регенерации нейронов и некоторые продукты. В их числе гинко билоба и куркума. Известно, что рост нейронов стимулирует такое вещество, как сульфоран. Он содержится в больших количествах в капусте (особенно, брокколи), репе, кресс-салате и хрене.

Смотреть видео

НЕРВНЫЕ КЛЕТКИ ВОССТАНАВЛИВАЮТСЯ | Наука и жизнь

Крылатое выражение «Нервные клетки не восстанавливаются» все с детства воспринимают как непреложную истину. Однако эта аксиома — не более чем миф, и новые научные данные его опровергают.

Схематическое изображение нервной клетки, или нейрона, которая состоит из тела с ядром, одного аксона и нескольких дендритов.

Нейроны отличаются друг от друга по размеру, разветвленности дендритов и длине аксонов.

Понятие ‘глии’ включает все клетки нервной ткани, не являющиеся нейронами.

Нейроны генетически запрограммированы на миграцию в тот или иной отдел нервной системы, где с помощью отростков они устанавливают связи с другими нервными клетками.

Погибшие нервные клетки уничтожаются макрофагами, попадающими в нервную систему из крови.

Этапы образования нервной трубки в зародыше человека.

‹

›

Природа закладывает в развивающийся мозг очень высокий запас прочности: при эмбриогенезе образуется большой избыток нейронов. Почти 70% из них гибнут еще до рождения ребенка. Человеческий мозг продолжает терять нейроны и после рождения, на протяжении всей жизни. Такая гибель клеток генетически запрограммирована. Конечно же погибают не только нейроны, но и другие клетки организма. Только все остальные ткани обладают высокой регенерационной способностью, то есть их клетки делятся, замещая погибшие. Наиболее активно процесс регенерации идет в клетках эпителия и кроветворных органах (красный костный мозг). Но есть клетки, в которых гены, отвечающие за размножение делением, заблокированы. Помимо нейронов к таким клеткам относятся клетки сердечной мышцы. Как же люди умудряются сохранить интеллект до весьма преклонных лет, если нервные клетки погибают и не обновляются?

Одно из возможных объяснений: в нервной системе одновременно «работают» не все, а только 10% нейронов. Этот факт часто приводится в популярной и даже научной литературе. Мне неоднократно приходилось обсуждать данное утверждение со своими отечественными и зарубежными коллегами. И никто из них не понимает, откуда взялась такая цифра. Любая клетка одновременно и живет и «работает». В каждом нейроне все время происходят обменные процессы, синтезируются белки, генерируются и передаются нервные импульсы. Поэтому, оставив гипотезу об «отдыхающих» нейронах, обратимся к одному из свойств нервной системы, а именно — к ее исключительной пластичности.

Смысл пластичности в том, что функции погибших нервных клеток берут на себя их оставшиеся в живых «коллеги», которые увеличиваются в размерах и формируют новые связи, компенсируя утраченные функции. Высокую, но не беспредельную эффективность подобной компенсации можно проиллюстрировать на примере болезни Паркинсона, при которой происходит постепенное отмирание нейронов. Оказывается, пока в головном мозге не погибнет около 90% нейронов, клинические симптомы заболевания (дрожание конечностей, ограничение подвижности, неустойчивая походка, слабоумие) не проявляются, то есть человек выглядит практически здоровым. Значит, одна живая нервная клетка может заменить девять погибших.

Но пластичность нервной системы — не единственный механизм, позволяющий сохранить интеллект до глубокой старости. У природы имеется и запасной вариант — возникновение новых нервных клеток в головном мозге взрослых млекопитающих, или нейрогенез.

Первое сообщение о нейрогенезе появилось в 1962 году в престижном научном журнале «Science». Статья называлась «Формируются ли новые нейроны в мозге взрослых млекопитающих?». Ее автор, профессор Жозеф Олтман из Университета Пердью (США) с помощью электрического тока разрушил одну из структур мозга крысы (латеральное коленчатое тело) и ввел туда радиоактивное вещество, проникающее во вновь возникающие клетки. Через несколько месяцев ученый обнаружил новые радиоактивные нейроны в таламусе (участок переднего мозга) и коре головного мозга. В течение последующих семи лет Олтман опубликовал еще несколько работ, доказывающих существование нейрогенеза в мозге взрослых млекопитающих. Однако тогда, в 1960-е годы, его работы вызывали у нейробиологов лишь скепсис, их развития не последовало.

И только спустя двадцать лет нейрогенез был вновь «открыт», но уже в головном мозге птиц. Многие исследователи певчих птиц обращали внимание на то, что в течение каждого брачного сезона самец канарейки Serinus canaria исполняет песню с новыми «коленами». Причем новые трели он не перенимает у собратьев, поскольку песни обновлялись и в условиях изоляции. Ученые стали детально изучать главный вокальный центр птиц, расположенный в специальном отделе головного мозга, и обнаружили, что в конце брачного сезона (у канареек он приходится на август и январь) значительная часть нейронов вокального центра погибала, — вероятно, из-за избыточной функциональной нагрузки. В середине 1980-х годов профессору Фернандо Ноттебуму из Рокфеллеровского университета (США) удалось показать, что у взрослых самцов канареек процесс нейрогенеза происходит в вокальном центре постоянно, но количество образующихся нейронов подвержено сезонным колебаниям. Пик нейрогенеза у канареек приходится на октябрь и март, то есть через два месяца после брачных сезонов. Вот почему «фонотека» песен самца канарейки регулярно обновляется.

В конце 1980-х годов нейрогенез был также обнаружен у взрослых амфибий в лаборатории ленинградского ученого профессора А. Л. Поленова.

Откуда берутся новые нейроны, если нервные клетки не делятся? Источником новых нейронов и у птиц, и у амфибий оказались нейрональные стволовые клетки стенки желудочков мозга. Во время развития зародыша именно из этих клеток образуются клетки нервной системы: нейроны и клетки глии. Но не все стволовые клетки превращаются в клетки нервной системы — часть из них «затаивается» и ждет своего часа.

Как было показано, новые нейроны появляются из стволовых клеток взрослого организма и у низших позвоночных. Однако потребовалось почти пятнадцать лет, чтобы доказать, что аналогичный процесс происходит и в нервной системе млекопитающих.

Развитие нейробиологии в начале 1990-х годов привело к обнаружению «новорожденных» нейронов в головном мозге взрослых крыс и мышей. Их находили большей частью в эволюционно древних отделах головного мозга: обонятельных луковицах и коре гиппокампа, которые отвечают главным образом за эмоциональное поведение, реакцию на стресс и регуляцию половых функций млекопитающих.

Так же, как у птиц и низших позвоночных, у млекопитающих нейрональные стволовые клетки располагаются поблизости от боковых желудочков мозга. Их перерождение в нейроны идет очень интенсивно. У взрослых крыс за месяц из стволовых клеток образуется около 250 000 нейронов, замещая 3% всех нейронов гиппокампа. Продолжительность жизни таких нейронов очень высока — до 112 дней. Стволовые нейрональные клетки преодолевают длинный путь (около 2 см). Они также способны мигрировать в обонятельную луковицу, превращаясь там в нейроны.

Обонятельные луковицы головного мозга млекопитающих отвечают за восприятие и первичную обработку различных запахов, включая и распознавание феромонов — веществ, которые по своему химическому составу близки к половым гормонам. Сексуальное поведение у грызунов регулируется в первую очередь выработкой феромонов. Гиппокамп же расположен под полушариями мозга. Функции этой сложноорганизованной структуры связаны с формированием краткосрочной памяти, реализацией некоторых эмоций и участием в формировании полового поведения. Наличие у крыс постоянного нейрогенеза в обонятельной луковице и гиппокампе объясняется тем, что у грызунов эти структуры несут основную функциональную нагрузку. Поэтому нервные клетки в них часто гибнут, а значит, их необходимо обновлять.

Для того чтобы понять, какие условия влияют на нейрогенез в гиппокампе и обонятельной луковице, профессор Гейдж из Университета Салка (США) построил миниатюрный город. Мыши там играли, занимались физкультурой, отыскивали выходы из лабиринтов. Оказалось, что у «городских» мышей новые нейроны возникали в гораздо большем количестве, чем у их пассивных сородичей, погрязших в рутинной жизни в виварии.

Cтволовые клетки можно извлечь из мозга и пересадить в другой участок нервной системы, где они превратятся в нейроны. Профессор Гейдж с коллегами провел несколько подобных экспериментов, наиболее впечатляющим среди которых был следующий. Участок мозговой ткани, содержащий стволовые клетки, пересадили в разрушенную сетчатку глаза крысы. (Светочувствительная внутренняя стенка глаза имеет «нервное» происхождение: состоит из видоизмененных нейронов — палочек и колбочек. Когда светочувствительный слой разрушается, наступает слепота.) Пересаженные стволовые клетки мозга превратились в нейроны сетчатки, их отростки достигли зрительного нерва, и крыса прозрела! Причем при пересадке стволовых клеток мозга в неповрежденный глаз никаких превращений с ними не происходило . Вероятно, при повреждении сетчатки глаза вырабатываются какие-то вещества (например, так называемые факторы роста), которые стимулируют нейрогенез. Однако точный механизм этого явления до сих пор не ясен.

Перед учеными встала задача показать, что нейрогенез идет не только у грызунов, но и у человека. Для этого исследователи под руководством профессора Гейджа недавно выполнили сенсационную работу. В одной из американских онкологических клиник группа больных, имеющих неизлечимые злокачественные новообразования, принимала химиотерапевтический препарат бромдиоксиуридин. У этого вещества есть важное свойство — способность накапливаться в делящихся клетках различных органов и тканей. Бромдиоксиуридин включается в ДНК материнской клетки и сохраняется в дочерних клетках после деления материнской. Патологоанатомическое исследование показало, что нейроны, содержащие бромдиоксиуридин, обнаруживаются практически во всех отделах мозга, включая кору больших полушарий. Значит, эти нейроны были новыми клетками, возникшими при делении стволовых клеток. Находка безоговорочно подтвердила, что процесс нейрогенеза происходит и у взрослых людей. Но если у грызунов нейрогенез идет только в гиппокампе, то у человека, вероятно, он может захватывать более обширные зоны головного мозга, включая кору больших полушарий. Недавно проведенные исследования показали, что новые нейроны во взрослом мозге могут образовываться не только из нейрональных стволовых, но из стволовых клеток крови. Открытие этого феномена вызвало в научном мире эйфорию. Однако публикация в журнале «Nature» за октябрь 2003 года во многом остудила восторженные умы. Оказалось, что стволовые клетки крови действительно проникают в мозг, но они не превращаются в нейроны, а сливаются с ними, образуя двуядерные клетки. Затем «старое» ядро нейрона разрушается, а его замещает «новое» ядро стволовой клетки крови. В организме крысы стволовые клетки крови в основном сливаются с гигантскими клетками мозжечка — клетками Пуркинье, правда, происходит это довольно редко: во всем мозжечке можно обнаружить лишь несколько слившихся клеток. Более интенсивное слияние нейронов происходит в печени и сердечной мышце. Пока совершенно непонятно, какой в этом физиологический смысл. Одна из гипотез заключается в том, что стволовые клетки крови несут с собой новый генетический материал, который, попадая в «старую» клетку мозжечка, продлевает ей жизнь.

Итак, новые нейроны могут возникать из стволовых клеток даже в мозге взрослого человека. Этот феномен уже достаточно широко применяется для лечения различных нейродегенеративных заболеваний (заболеваний, сопровождающихся гибелью нейронов головного мозга). Препараты стволовых клеток для трансплантации получают двумя способами. Первый — это использование нейрональных стволовых клеток, которые и у эмбриона, и у взрослого человека располагаются вокруг желудочков головного мозга. Второй подход — использование эмбриональных стволовых клеток. Эти клетки располагаются во внутренней клеточной массе на ранней стадии формирования зародыша. Они способны превращаться практически в любые клетки организма. Наибольшая сложность в работе с эмбриональными клетками — заставить их трансформироваться в нейроны. Новые технологии позволяют сделать это.

В некоторых лечебных учреждениях в США уже сформированы «библиотеки» нейрональных стволовых клеток, полученных из зародышевой ткани, и проводятся их пересадки пациентам. Первые попытки трансплантации дают положительные результаты, хотя на сегодняшний день врачи не могут разрешить основную проблему подобных пересадок: безудержное размножение стволовых клеток в 30-40% случаев приводит к образованию злокачественных опухолей. Пока не найдено подхода к предотвращению подобного побочного эффекта. Но, несмотря на это, трансплантация стволовых клеток, несомненно, будет одним из главных подходов в терапии таких нейродегенеративных заболеваний, как болезни Альцгеймера и Паркинсона, ставших бичом развитых стран.

«Наука и жизнь» о стволовых клетках:

Белоконева О., канд. хим. наук. Запрет для нервных клеток. — 2001, № 8.

Белоконева О., канд. хим. наук. Праматерь всех клеток. — 2001, № 10.

Смирнов В., акад. РАМН, член-корр. РАН. Восстановительная терапия будущего. — 2001, № 8.

Как называются нервные клетки? Какие основные части нервной клетки (нейрона) В ПОРЯДКЕ? ВЕРНО ИЛИ ЛОЖНО: терминалы аксонов одного нейрона касаются дендритов.

Презентация на тему: «Как называются нервные клетки? Каковы основные части нервной клетки (нейрона) В ПОРЯДКЕ? ВЕРНО ИЛИ НЕВЕРНО: окончания аксона одного нейрона касаются дендритов». — Стенограмма презентации:

1

2 Как называются нервные клетки? Какие основные части нервной клетки (нейрона) В ПОРЯДКЕ? ВЕРНО ИЛИ НЕВЕРНО: терминалы аксонов одного нейрона касаются дендритов следующего нейрона при передаче сообщения / сигнала. Какие 4 доли мозга?

3 Сколько полушарий в головном мозге? Как на самом деле называется «маленький мозг»? Как называется пучок волокон, соединяющий 2 полушария?

4  1.Что значит быть «врожденным»?  2. Играет ли эволюция роль в поведении?

5  Учебное намерение: изложите 3 принципа биологического уровня анализа (LoA)  Критерии успеха: учащиеся продемонстрируют владение 3 принципами и подтвердят исследования предстоящих доказательств

6  ЧТО ТАКОЕ ПРИРОДА VS.ДЕБАТЫ О ДЕБАЛЕ?  Природа: поведение человека является результатом биологических факторов  Воспитание: поведение человека является результатом факторов окружающей среды

7  1.?  2.?  3.? … .Посмотрите их в своей книге! Кому ты рассказываешь!  (страницы 38 и 39)

8  1. Поведение может быть врожденным, поскольку оно генетически обусловлено  2. Исследования на животных могут дать представление о поведении человека. 3. Существуют биологические корреляты поведения

10  ИССЛЕДОВАНИЕ Близнецов  Почему нужно изучать близнецов?  Что такое монозиготные близнецы?  Дизиготные близнецы?  Модель диатеза-стресса  Генетическая предрасположенность (диатез) к развитию расстройства, которое МОЖЕТ ИЛИ НЕ МОЖЕТ быть вызвано окружающей средой (стресс)

11  Близнецы разлучены при рождении http: // www.youtube.com/watch?v=0yTCS hemS_0 & feature = related

Организация типов клеток (Раздел 1, Глава 8) Нейронаука в Интернете: Электронный учебник для нейронаук | Кафедра нейробиологии и анатомии

8.1 Введение в нейроны и глиальные клетки

По оценкам, нервная система человека состоит из примерно 360 миллиардов неневральных глиальных клеток и 90 миллиардов нервных клеток. Кроме того, существуют сотни различных типов нейронов, основанных только на морфологии.Часто похожие нейроны обладают совершенно разными свойствами. Например, они используют разные нейротрансмиттеры и реагируют на них. В этом разделе рассматриваются клеточные компоненты нервной ткани. Студенты должны уметь описывать нейроны и глию, их морфологические компоненты, видимые в световой и электронный микроскоп, а также некоторые из основных функциональных ролей, которые эти типы клеток играют в нервной системе.

8.2 Модель Neuron

Рисунок 8.1 Нажмите на части модельного нейрона, чтобы просмотреть структуры.

Изучив модель нейрона выше, узнайте больше о функциях каждой структуры, нажав на список ниже.

1. Сома клетки
2. Дендрит
3. Начальный сегмент и аксонный холм
4. Аксон
5. Нервные окончания
6. Нервно-мышечное соединение

8.3 Клеточная сома

Щелкните идентифицированные структуры на модельном нейроне, чтобы перейти к соответствующему разделу.

Область нейрона, содержащая ядро, известна как тело клетки , сома или перикарион (рис. 8.2). Тело клетки — это метаболический центр нейрона.

Внутренняя часть сомы состоит из цитоплазмы, геля внутри микротрабекулярной решетки, образованной микротрубочками и связанных с ними белков, которые составляют цитоскелет .

Энергетический метаболизм и синтез макромолекул, используемых клеткой для поддержания своей структуры и выполнения своей функции, являются основными видами деятельности нейрональной сомы.Как описано в главе 6, он также действует как рецептивная область для синаптических входов от других клеток. В цитоплазму нейронов встроены органеллы, общие для других клеток, ядро ​​ , ядрышко , эндоплазматическая сеть , аппарат Гольджи , митохондрии , рибосомы , лизосомы и , эндосомы Пероксисомы . Многие из этих клеточных включений отвечают за выражение генетической информации, контролирующей синтез клеточных белков, участвующих в производстве энергии, росте и замене материалов, потерянных в результате истирания.

Рис. 8.2 (см. Увеличенное изображение) Схематическое изображение тела клетки нейрона или перикариона с акцентом на эндоплазматический ретикулум, аппарат Гольджи и цитоскелет. Наведите курсор на изображение, чтобы определить органеллы.

8.4 Дендриты

Щелкните идентифицированные структуры на модельном нейроне, чтобы перейти к соответствующему разделу.

Мембрана нейрона действует как рецептивная поверхность на всем ее протяжении; однако специфические входные данные (называемые афферентами) от других клеток поступают в основном на поверхность тела клетки и на поверхность специализированных отростков, известных как дендриты. Дендритные отростки могут широко ветвиться и часто покрыты выступами, известными как дендритный шипы . Шипы обеспечивают огромное увеличение площади поверхности, доступной для синаптических контактов.Дендритные отростки и шипы нейронов — это, по сути, расширения цитоплазмы, содержащие большинство органелл, обнаруженных в теле клетки. Дендриты содержат многочисленные упорядоченные массивы микротрубочек и меньше нейрофиламентов (см. Ниже). Белки, ассоциированные с микротрубочками (MAP) в дендрите, имеют более высокую молекулярную массу, чем белки, обнаруженные в аксоне. Примером является MAP2. Кроме того, микротрубочки в дендритах имеют свои положительные концы по направлению к соме клетки. Митохондрии часто расположены продольно. Шероховатый эндоплазматический ретикулум и рибосомы присутствуют в больших, но не в маленьких дендритах. Форма и протяженность «дендритного дерева» отдельного нейрона указывают на количество и разнообразие информации, полученной и обработанной этим нейроном. Дендритные шипы часто содержат микрофиламентов , которые являются цитоскелетным элементом , ответственным за изменения формы шипов, наблюдаемые в некоторых примерах синаптической пластичности.

Рисунок 8.3 (См. Увеличенное изображение) Схематическое изображение дендрита нейрона, подчеркивающее области контакта с другими афферентными входами нейрона.

Информация принимается дендритом через массив рецепторов на поверхности дендрита, которые реагируют на передатчики, выпущенные из окончаний аксонов других нейронов. Дендриты могут состоять из одного ответвления от сомы или разветвленной сети, способной принимать входные данные от тысяч других клеток.Например, средний мотонейрон спинного мозга с дендритным деревом среднего размера получает 10 000 контактов, из которых 2 000 находятся на соме и 8 000 — на дендритах.

8.5 Начальный сегмент и аксонный холм

Щелкните идентифицированные структуры на модельном нейроне, чтобы перейти к соответствующему разделу.

Конусообразная область тела клетки, где берет начало аксон, называется аксоном бугорком .Эта область свободна от рибосом, и большинства других клеточных органелл, за исключением цитоскелетных элементов и органелл, которые транспортируются вниз по аксону. Нейрофиламенты в бугорке аксона собираются вместе в пучки. Область между бугром аксона и началом миелиновой оболочки известна как начальный сегмент . Во многих случаях эта область является анатомическим местом инициации потенциала действия.Область под аксолеммой в этой области имеет материал, который темнеет при просмотре с помощью ЭМ. Эта область показана на рисунке 8.4. На самом дальнем конце аксона и его коллатералах находятся небольшие ответвления, кончики которых представляют собой пуговичные цитоплазматические увеличения, называемые терминальными бутонами или нервными окончаниями .

Рис. 8.4 (см. Увеличенное изображение) Схематическое изображение начального сегмента нейрона с выделением областей, в которых возникает потенциал действия.

8,6 Аксон

Щелкните идентифицированные структуры на модельном нейроне, чтобы перейти к соответствующему разделу.

Другой тип процесса в идеализированном нейроне — аксон. Каждый нейрон имеет только один аксон, и он обычно более прямой и гладкий, чем дендритные профили. Аксоны также содержат пучки микротрубочек и нейрофиламентов и разбросанные митохондрии .Большинство MAP в аксоне имеют меньшую молекулярную массу, чем в дендрите. Преобладающий MAP в аксонах — это tau . Микрофиламенты внутри аксона обычно связаны с областью, прилегающей к плазмалемме, и часто являются наиболее плотными в узлах Ranvier . За пределами начальных сегментов аксоплазма лишена грубого эндоплазматического ретикулума и свободных рибосом. Ветви аксонов известны как axon collaterales . Сам аксон часто окружен мембранным материалом, называемым миелиновой оболочкой, образованным клетками глии.Миелиновая оболочка действует для изоляции плазмалеммы аксона таким образом, что требует более быстрого распространения деполяризации плазмалеммы и увеличивает скорость проведения нервного импульса (см. Главу 3).

Рис. 8.5 (см. Увеличенное изображение) Схематическое изображение аксона с акцентом на области микротрубочек, нейрофиламентов, движущихся в цитоплазме.

8,7 Нервное окончание

Щелкните идентифицированные структуры на модельном нейроне, чтобы перейти к соответствующему разделу.

Часть плазматической мембраны нервного окончания, которая специализируется на формировании функциональных контактов с другими клетками, — это синапс .

Когда нейроны взаимодействуют с мышечными волокнами, область функционального контакта называется нервно-мышечным соединением или моторной замыкательной пластиной (глава 4).Согласно классическому определению синапса, когда нерв , заканчивающий синапс на дендрите или соме второго нейрона, называется либо аксодендритом , либо аксосоматическим синапсом соответственно (Глава 7). Однако почти все возможные комбинации пре- и постсинаптических элементов были обнаружены в центральной нервной системе. Эти различные типы синапсов обозначаются сочетанием названия структуры пресинаптического элемента с названием постсинаптической структуры.Например, когда передача информации происходит от аксона к аксону или от одного терминала к другому, задействованный синапс называется аксоаксоническим синапсом .

8.8 Клеточные элементы в типичном нервном окончании

Области функциональных контактов между нейронами (синапсами) имеют отличные морфологические характеристики. Хотя размер и форма бутонов отдельных нейронов сильно различаются, синапсы можно идентифицировать по наличию следующего:

1. A пресинаптический комплемент мембраносвязанных синаптических везикул существует.Это сферические пузырьки в нервных окончаниях возбуждения, показанные на рис. 8.6. В тормозных нейронах синаптические пузырьки часто уплощены, как показано на рисунке 8.7.
2. Нервное окончание часто имеет скопления плотного материала в цитоплазме, непосредственно прилегающих к мембране на пре- и постсинаптической стороне соединения (они известны как пресинаптическая плотность или постсинаптическая плотность, соответственно). Этот плотный материал на пресинаптической стороне является считается местом прикрепления пузырьков. плотный материал на постсинаптической стороне является местом, где преобладают рецепторные белки и каналы.
3. Присутствует много митохондрий , особенно в нервном окончании; и
4. Имеется отчетливая синаптическая щель или межклеточное пространство размером примерно 20-40 нм.
5. Присутствует эндоплазматический ретикулум , который регулирует уровень Ca ²⁺ .
6. Эндосомальная мембрана , которая участвует в рециклировании синаптических пузырьков.

8.9 Варианты конструкции

Существует множество разновидностей «модельного» нейрона, описанного выше. Важная модификация, которая происходит особенно в рецепторных нейронах, включает обозначение нейронного отростка как дендрита или как аксона. Классически аксон был идентифицирован как миелинизированный или немиелинизированный процесс, который передает сигналы от тела клетки. Классический вид дендрита представляет собой немиелинизированную трубку цитоплазмы, которая несет информацию к телу клетки.Однако это различие не распространяется на ВСЕ нейроны. Некоторые клетки имеют миелинизированный отросток, который передает сигналы телу клетки. Следовательно, морфологически «дендрит» и «аксон» могут быть неразличимы. Ни положение тела клетки, ни наличие или отсутствие миелина не всегда являются полезным критерием для понимания ориентации нейрона. Область инициирования импульса является более надежным ориентиром для понимания функционального фокуса клетки.Эта область аналогична начальному участку модельного нейрона, рассмотренному выше. Обычно волокно или отросток, который содержит начальный сегмент или триггерную зону, называют аксоном. Обратите внимание, как показано на рисунке 8.8, зона срабатывания не обязательно должна быть непосредственно рядом с телом ячейки.

Рисунок 8.8 Сравнение вариаций структуры нейронов

8.10.Название нейронов

Для классификации и именования нейронов разработано множество соглашений. Один из старейших, разработанный Гольджи в конце 1800-х годов, основан на сложности дендритного дерева нейрона. Благодаря этому подходу клетки классифицируются на униполярные, биполярные и мультиполярные нейроны, как показано на рисунке 8.8. Униполярные клетки имеют только один клеточный отросток и в основном обнаруживаются у беспозвоночных. Однако сенсорные нейроны позвоночных — еще одна форма этого типа клеток.Поскольку эти клетки начинают свое развитие как биполярные нейроны, а затем становятся униполярными по мере созревания, их называют псевдо-униполярными клетками . Биполярные клетки присутствуют в сетчатке и обонятельной луковице . Мультиполярные клетки составляют остальные типы нейронов и, следовательно, являются наиболее многочисленными типами. Они были далее подразделены на клетки Гольджи типа II , которые представляют собой маленькие нейроны, обычно интернейроны, и клетки Гольджи типа I , которые представляют собой большие мультиполярные нейроны.

Клетки

также названы по их форме (например, пирамидальные клетки показаны на рисунке 8.9) или по имени человека, который их первым описал (например, клетки Пуркинье показаны на рисунке 8.10). Совсем недавно клетки были названы в честь их функции или нейромедиатора, который они содержат (например, группы норадреналиновых клеток ЦНС, описанные в главе 12). Это описание возможно благодаря разработке гистохимических и иммуноцитохимических методов для специфической идентификации нейромедиатора типа , используемого нейронами.

Два варианта морфологии клеток. Слева находится пирамидальная ячейка, названная в честь ее характерной пирамидальной формы. Эта клетка выделяется в коре головного мозга. Справа — сома и дендриты клетки Пуркинье, обнаруженные в мозжечке и названные в честь ученого Пуркинье.

8.11 Органелл

Многие термины, используемые в этом разделе, определены ниже.

Аксолемма — это плазмалемма аксона.

Эндоплазматический ретикулум — это лабиринтообразный мембранно-ограниченный отсек в цитоплазме, где синтезируются липиды и образуются мембраносвязанные белки. В некоторых областях нейрона ER лишен рибосом и называется гладким ER. Гладкий ER участвует в буферизации Ca ²⁺ , а также в биосинтезе и рециклинге синаптических пузырьков, как будет обсуждаться в главе 10.

Эндосома — это мембранно-ограниченная органелла, которая переносит материалы, попавшие в организм в результате эндоцитоза, и передает их лизосомам и пероксисомам для деградации. Он также функционирует в нервном окончании, перерабатывая синаптические пузырьки.

Аппарат

Гольджи представляет собой набор уложенных друг на друга органелл с гладкой поверхностью, связанных с мембраной, где белки и липиды, образующиеся в эндоплазматическом ретикулуме, модифицируются и сортируются.

Лизосомы содержат ферменты, которые переваривают соединения, образующиеся внутри или вне клеток.Они участвуют в превращении белков в аминокислоты и гликогена в глюкозу, основное питательное вещество нейронов. Их ферменты действуют при кислом pH. Как будет описано позже, они также служат везикулами для обратного транспорта от окончаний аксонов к соме. Многие лизосомы разлагаются до гранул липофусцина, которые накапливаются по мере старения организма и рассматриваются как отходы нейронов. Лизосомы образуются в результате отпочкования аппарата Гольджи. Они имеют различные формы и размеры, связанные с мембраной, от 250 до 700 нм в диаметре.

Микрофиламенты — это нити диаметром 7 нм, расположенные в виде парной спирали из двух нитей глобулярного актина. Микрофиламенты особенно заметны в синаптических окончаниях, в дендритных шипах и в ассоциации с аксолеммой.

Микротрубочки — это трубчатые структуры диаметром от 20 до 25 нм, которые образуют рыхлые пучки вокруг ядра и воронки в основании аксональных и дендритных отростков, где они образуют параллельные массивы, распределенные в продольном направлении. Они состоят из димеров α- и β-субъединиц тубулина и содержат связанные белки, известные как белки, связанные с микротрубочками (MAPS).MAPS регулируют полимеризацию субъединиц тубулина с образованием микротрубочек. Димеры α- и β-субъединиц тубулина полимеризуются с образованием прото-филаментов, расположенных в виде спирали, так что 13 димерных субъединиц составляют каждый полный оборот α-спирали. Кроме того, микротрубочки не являются непрерывными, и каждая микротрубочка состоит из множества единиц размером 100 нм. Микротрубочки участвуют в аксоплазматическом транспорте (см. Ниже).

Митохондрии распространены повсеместно по цитоплазме всей нервной клетки и особенно многочисленны при пресинаптических специализациях.

Нейрофиламенты — это тип промежуточных волокон, обнаруженных в нервных клетках. Нейрофиламенты участвуют в поддержании формы и механической прочности нейрона. Хотя нейрональные нейрофиламенты классифицируются как промежуточные филаменты, их состав в нейронах отличается от состава других клеток. Они состоят из трех субъединиц, которые образуют трубочку диаметром 10 нм. Это нейрофиламент окрашивается тяжелым металлом, что позволяет визуализировать форму нейронов.Нейрофиламенты образуют рыхлые пучки вокруг ядра клетки и других органелл и воронки в основание аксональных и дендритных отростков, где они образуют параллельные массивы, распределенные в продольном направлении. Нейрофиламентов больше, чем микротрубочек в аксонах, тогда как микротрубочек больше, чем нейрофиламентов в дендритах. Именно нейрофиламенты модифицируются при болезни Альцгеймера с образованием нейрофибриллярных клубков.

Nucleolus находится в центре ядер всех нейронов.Это заметное, глубоко окрашенное сферическое включение размером около одной трети ядра. Ядрышко синтезирует рибосомную РНК, которая играет важную роль в синтезе белка.

Ядро нейрона большое и круглое, обычно расположено в центре. В некоторых клетках в ядре видны массы глубоко окрашивающего хроматина. Ядерная мембрана нейронов похожа на мембрану других клеток — двойная мембрана, перемежающаяся порами (ядерными порами), которые участвуют в ядерно-цитоплазматических взаимодействиях.Ядро нейронов имеет сферическую форму и имеет диаметр от 3 до 18 микрометров в зависимости от размера нейрона. Нейроны с длинными аксонами имеют более крупное тело и ядро ​​клетки. Как и в других клетках, основным компонентом ядра является дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК), вещество хромосом и генов.

Пероксисомы — это небольшие мембраносвязанные органеллы, которые используют молекулярный кислород для окисления органических молекул. Они содержат некоторые ферменты, которые либо производят, либо разлагают перекись водорода.

Плазмалемма нейрона отображается в электронном микроскопе как типичная двухслойная клеточная мембрана толщиной примерно 10 нм.

Постсинаптическая плотность — это темный материал постсинаптической клетки, прилегающей к синапсу. Рецепторы, ионные каналы и другие сигнальные молекулы, вероятно, связаны с этим материалом.

Пресинаптическая плотность — это область темного окрашивающего материала пресинаптической мембраны, где предполагается, что синаптические везикулы состыковываются до слияния с пресинаптической мембраной.

Рибосомы — это частицы, состоящие из рибосомной РНК и рибосомного белка, которые связываются с мРНК и катализируют синтез белков. Когда рибосомы прикреплены к внешним мембранам ER, органелла называется грубым ER. Грубый ЭПР в пластинах с вкраплениями рибосом виден в световой микроскоп как вещество Ниссля. В световых микроскопических препаратах внешний вид вещества Ниссля варьирует в разных типах нейронов. Он может иметь вид густо окрашенных овоидов или тонкодисперсных частиц или скоплений гранул.

Синапс — это соединение, которое позволяет сигналам проходить от нервной клетки к другой клетке или от одной нервной клетки к мышечной клетке. Синаптическая щель — это промежуток между мембраной пре- и постсинаптической клетки. В химическом синапсе сигнал переносится диффузионным нейромедиатором. Щель между пресинаптической клеткой и постсинаптическими клетками имеет ширину от 20 до 40 нм и может казаться прозрачной или полосатой. Недавние исследования показали, что расщелина сама по себе не является пустым пространством, а заполнена углеводосодержащим материалом.

Синаптические везикулы — это маленькие сферические органеллы в цитоплазме нейронов, которые содержат нейромедиатор и различные белки, необходимые для секреции нейромедиатора. Везикулы, содержащие тормозной нейротрансмиттер, часто бывают плоскими или эллиптическими, тогда как везикулы, содержащие возбуждающий нейромедиатор, обычно более сферические.

8.12 Глиальные клетки и функции

Рисунок 8.11 Типы нейроглии.Нажмите на различные глиальные клетки, чтобы просмотреть детали их структуры и функции.

Самыми многочисленными клеточными составляющими центральной нервной системы являются ненейрональные, нейроглиальные («нервный клей») клетки, которые занимают пространство между нейронами. Было подсчитано, что существует примерно 360 миллиардов глиальных клеток, которые составляют 80-90% клеток ЦНС. В этом разделе будут рассмотрены общие классификации нейроглиальных клеток и описаны некоторые общие свойства, которые отличают нейроглию от нейронов.

Нейроглия отличается от нейронов в нескольких общих чертах тем, что они

1. не образуют синапсов,
2. имеют по существу только один тип процесса,
3. сохраняют способность делиться, а
4. менее возбудимы, чем нейроны.
   

Нейроглии классифицируются по размеру и форме их ядра и отличаются от нейронов на уровне светового микроскопа. Щелочные (основные) красители используются для выявления морфологии ядра.Кроме того, используются несколько металлических красителей, показывающих форму клетки и архитектуру цитоплазмы. Характеристики ядер, включая размер, форму, интенсивность окрашивания и распределение хроматина, используются для различения типов клеток в патологическом материале. Также используются характеристики тела клетки, включая размер, форму, расположение, структуру ветвления и плотность отростков.

Нейроглия делится на две основные категории в зависимости от размера: макроглия , и микроглия.Макроглия имеет эктодермальное происхождение и состоит из астроцитов , олигодендроцитов и эпендимальных клеток . Клетки Microglia , вероятно, мезодермального происхождения. Сравнение различных типов нейроглии показано на рисунке 8.11.

8,13 Макроглии

Щелкните глиальную клетку, чтобы перейти к соответствующему разделу.

Существует три типа макроглии: олигодендроглия, эпендима и астроциты.В этом разделе обсуждаются два типа астроцитов: протоплазматические и фиброзные.

8.14 Протоплазматические астроциты

Протоплазматические астроциты находятся в основном в сером веществе. Со специфическими пятнами серебра или глии их клеточные тела и процессы очень нерегулярны. Эти отростки могут быть большими или очень мелкими, иногда образующими пласты, которые проходят между аксонами и дендритами и могут даже окружать синапсы.Эти тонкие пластинчатые отростки придают телу протоплазматической клетки астроцита «нечеткий» или мутный вид под световым микроскопом. В цитоплазме можно увидеть пучки тонких фибрилл. Ядро протоплазматического астроцита имеет эллипсоидную или бобовидную форму с характерными пятнами хроматина. Отмечены определенные типы межклеточных контактов между отростками протоплазматических астроцитов. Они, вероятно, опосредуют ионный обмен между клетками.

8.15 Волокнистые астроциты

Волокнистые астроциты обнаруживаются в основном в белом веществе, имеют более гладкий контур клеточного тела, чем протоплазматические астроциты, как видно из глиальных пятен, и имеют отростки, которые имеют тенденцию выходить из тела клетки радиально.Эти отростки более узкие и разветвляются, образуя концы ножек на кровеносных сосудах, эпендиме и мягкой мозговой оболочке. Следовательно, отростки фиброзных астроцитов не образуют пласты и не имеют тенденции соответствовать форме окружающих нейронов или сосудистых элементов. Основная отличительная черта фиброзных астроцитов, как следует из названия, — это обилие глиальных фибрилл, расположенных параллельными рядами в цитоплазме и простирающихся в отростки.

При окрашивании по Нисслю волокнистые астроциты имеют ядро ​​, по существу такое же, как ядро ​​протоплазматического типа с пятнистым внешним видом.Межклеточные соединения также наблюдались между фиброзными астроцитами.

Рис. 8.14 Астроцит с концевым питанием, выступающим на поверхность нейронов, кровеносных сосудов, эпендимы и мозговых оболочек. Ни один астроцит не проецируется на все эти структуры.

Оба типа астроцитов функционируют для поддержки нейронов в непосредственной близости от них.Они обеспечивают физический барьер между клетками, поддерживают ионное и pH-равновесие внеклеточного пространства вокруг нейронов и постоянно изменяют химическую среду соседних клеток. Как показано на рис. 8.14, астроциты образуют сплошную оболочку вокруг внешней поверхности ЦНС ( глиальный лимитанс, ) и вокруг кровеносных сосудов ( периваскулярная стопа, ). Во время развития они образуют каркас, по которому нервные клетки мигрируют, чтобы достичь своей зрелой структуры. Во время травмы астроциты пролиферируют и фагоцитируют мертвых клеток.Это часто приводит к образованию глиального рубца .

В дополнение к этим общим функциям, астроциты также действуют более специализированными способами, облегчая функцию нейронов. Они метаболизируют нейротрансмиттеры, удаляя их из синаптической щели. Например, глутамат аминокислоты поглощается астроцитами и инактивируется путем преобразования в глутамин. Затем глутамин транспортируется в нейрон для повторного синтеза в глутамат (см. Главу 13). Более свежие данные указывают на то, что астроциты могут резко изменять размер как часть физиологической регуляции нейрональной среды.Эти функции будут обсуждаться в следующих разделах.

8.16 Олигодендроглии

Щелкните глиальную клетку, чтобы перейти к соответствующему разделу.

Олигодендроциты также расположены как в сером, так и в белом веществе. Они являются преобладающим типом клеток в белом веществе, где они часто расположены в виде рядов клеток между группами нейрональных отростков. Их называют межпучковой олигодендроглии , и они участвуют в образовании и поддержании миелина, окружающего нейрональные отростки поблизости.В сером веществе олигодендроглии обычно располагаются около нейронов и поэтому известны как перинейрональные сателлитные клетки . Тела олигодендроглии часто располагаются вблизи капилляров, но у них отсутствуют определенные периваскулярные концевые ножки, характерные для астроцитов.

Отростки олигодендроцитов меньше и более тонкие, чем астроциты, а форма тела клетки от многоугольной до сферической. Ядро олигодендроцита меньше, чем у астроцита, расположено эксцентрично в теле клетки, содержит сгустки хроматина и может окрашиваться щелочными красителями.Цитоплазма олигодендроцитов имеет тенденцию быть темнее, чем у астроцитов с серебряными пятнами, и не содержит глиальных фибрилл (хотя они действительно содержат микротрубочек ).

Роль олигодендроглии в центральной нервной системе, особенно межпучковых олигодендроцитов , заключается в образовании и поддержании миелина. Миелин представляет собой оболочку из мембранного материала, описанную доктором Бирном, которая обертывает аксон нейрона, как показано на рисунке 8.15 для облегчения проведения потенциала действия посредством скачкообразной проводимости. Миелин состоит из концентрических слоев мембран, спрессованных друг относительно друга с внутренним (то есть против нервного волокна) и внешним воротником цитоплазмы. Как показано на рис. 8.15, один олигодендроцит способствует миелинизации нескольких соседних нервных отростков. Более того, более одного олигодендроцита способствует миелинизации одного междоузлия аксона.Пластинки миелиновых мембран являются результатом спирального обертывания аксона цитоплазматическими отростками межпучковой олигодендроглии. Кроме того, олигодендроцит, образующий конкретный миелин , , , междоузлия, (то есть миелин между двумя узлами) редко можно увидеть непосредственно рядом с обернутым миелином отростком. Это связано с тем, что тонкие цитоплазматические мостики соединяют область тела клетки олигодендроцита с внешней оболочкой миелина. Важно отметить, что область аксона, обнаженная в узле Ранвье , не голая.Это может быть место ветвления аксона, место синаптических контактов или оно может быть покрыто различными глиальными отростками. Аксон в узловой области обычно содержит скопления органелл, особенно митохондрий .

В периферической нервной системе (ПНС) шванновские клетки ответственны за образование миелина. Эти клетки миелинизируют аксоны иначе, чем межпучковые олигодендроглии. Как показано на рис. 8.16, они мигрируют вокруг аксона, закладывая мембрану, покрывающую аксон, выдавливая цитоплазму шванновской клетки.Кроме того, каждое междоузлия аксона ПНС представляет собой одну шванновскую клетку. Кроме того, немиелинизированные аксоны в ПНС также окружены мембранами, образованными шванновскими клетками.

Рисунок 8.16. Схематическое изображение того, как одиночные шванновские клетки миелинизируют каждую межузловую область. Просмотр ЭМ ячейки Шванна.

8,17 Эпендима

Щелкните глиальную клетку, чтобы перейти к соответствующему разделу.

Эпендимальные клетки происходят из ранних зародышевых эпителия , выстилающего просвет нервной трубки и, таким образом, также являются эктодермальными производными (наряду с нейронами, астроцитами и олигодендроцитами). Клетки эпендимы выстилают желудочек головного мозга и центральный канал спинного мозга . Они расположены в виде однослойного столбчатого эпителия и имеют многие гистологические характеристики простого эпителия, которые варьируются от плоского до кубовидного в зависимости от их расположения.Эпендима, образующая слизистую оболочку желудочка, не соединяется с базальной пластиной , а опирается непосредственно на подлежащую нервную ткань. Как показано на рис. 8.17, поверхность, обращенная к желудочку, содержит множество микроворсинок и ресничек . Эти реснички перемещают спинномозговую жидкость ( CSF ) в желудочки . Боковые границы эпендимных клеток относительно прямые и образуют стыки с соседними клетками.

Эпендимные клетки преобразованы в различных областях желудочков в слои кубовидного эпителия, которые действительно лежат на базальной мембране (образованной выростом мягкой мозговой оболочки) над богатым ложе сосудистой сети и соединительной ткани. Это сосудистая оболочка сплетение , исследованная в лаборатории, которая отвечает за секрецию, поглощение и транспорт веществ в спинномозговую жидкость и из нее.

Рисунок 8.17 Схематическое изображение расположения эпендимных клеток, образующих ресничную выстилку желудочков. Просмотрите слой эпендима.

8,18 Микроглия

Щелкните глиальную клетку, чтобы перейти к соответствующему разделу.

Микроглия, в отличие от других типов глиальных клеток, происходит из эмбриональной мезодермы .Они присутствуют во всей центральной нервной системе, но обычно незаметны в зрелой нормальной ткани и их трудно идентифицировать с помощью светового или электронного микроскопа. Их больше в сером веществе, и они могут поражать до 5-10% нейроглии в коре головного мозга.

По общему виду микроглия похожа на олигодендроциты, хотя они меньше и имеют волнообразные отростки с шиповидными выступами. Ядра микроглии имеют удлиненную или треугольную форму и глубоко окрашиваются щелочными красителями.

После повреждения нервной ткани микроглии размножаются и мигрируют к месту повреждения, где они очищают клеточный дебрис путем фагоцитоза . Реагирующие микроглии имеют набухшую форму с укороченными отростками и их трудно отличить от фагоцитов с периферии или мигрирующих периваскулярных клеток . Подсчитано, что по крайней мере одна треть фагоцитов, появляющихся в области поражения, имеет происхождение из ЦНС.

Проверьте свои знания

Какие из следующих типов клеток пролиферируют в ЦНС в ответ на повреждение? (Примечание: существует более одного правильного ответа.)

A. Нейроны

Б. Микроглия

C. Волокнистые астроциты

D. Протоплазматические астроциты

E. Макрофаги

Какие из следующих типов клеток пролиферируют в ЦНС в ответ на повреждение? (Примечание: существует более одного правильного ответа.)

A. Нейроны. Этот ответ НЕПРАВИЛЬНЫЙ.

Хотя в настоящее время спорным, перевес доказательств указывает на то, что нейроны не претерпевают деление клеток, когда они созреют в процессе развития организма.

Б. Микроглия

C. Волокнистые астроциты

D. Протоплазматические астроциты

E. Макрофаги

Какие из следующих типов клеток пролиферируют в ЦНС в ответ на повреждение? (Примечание: существует более одного правильного ответа.)

A. Нейроны

B. Microglia Ответ ПРАВИЛЬНЫЙ!

Микроглия как делится, так и мигрирует в области клеточного повреждения в центральной нервной системе в ответ на повреждение.

C. Волокнистые астроциты

D. Протоплазматические астроциты

E. Макрофаги

Какие из следующих типов клеток пролиферируют в ЦНС в ответ на повреждение? (Примечание: существует более одного правильного ответа.)

A. Нейроны

Б. Микроглия

C. Волокнистые астроциты. Ответ ПРАВИЛЬНЫЙ!

Как фиброзные, так и протоплазматические астроциты подвергаются клеточному делению в ответ на повреждение.

D. Протоплазматические астроциты

E. Макрофаги

Какие из следующих типов клеток пролиферируют в ЦНС в ответ на повреждение? (Примечание: существует более одного правильного ответа.)

A. Нейроны

Б. Микроглия

C. Волокнистые астроциты

D. Протоплазматические астроциты. Ответ ПРАВИЛЬНЫЙ!

И фиброзные, и протоплазматические астроциты подвергаются клеточному делению в ответ на повреждение.

E. Макрофаги

Какие из следующих типов клеток пролиферируют в ЦНС в ответ на повреждение? (Примечание: существует более одного правильного ответа.)

A. Нейроны

Б. Микроглия

C. Волокнистые астроциты

D. Протоплазматические астроциты

E. Макрофаги. Ответ ПРАВИЛЬНЫЙ!

Макрофаги появляются в ЦНС после травмы и работают вместе с глиальными клетками ЦНС, фагоцитируя остатки ЦНС.

Какой из следующих типов клеток отвечает за поддержание pH внеклеточного пространства ЦНС? (Примечание: существует более одного правильного ответа.)

A. Микроглия

Б. Волокнистые астроциты

с.Протоплазматические астроциты

D. Эпендимные клетки

E. Макрофаги

Какой из следующих типов клеток отвечает за поддержание pH внеклеточного пространства ЦНС? (Примечание: существует более одного правильного ответа.)

A. Microglia. Этот ответ НЕПРАВИЛЬНЫЙ.

Б. Волокнистые астроциты

C. Протоплазматические астроциты

Д.Эпендимные клетки

,00

E. Макрофаги

Какой из следующих типов клеток отвечает за поддержание pH внеклеточного пространства ЦНС? (Примечание: существует более одного правильного ответа.)

A. Микроглия

B. Фиброзные астроциты. Ответ ПРАВИЛЬНЫЙ!

C. Протоплазматические астроциты

D. Эпендимные клетки

E.Макрофаги

Какой из следующих типов клеток отвечает за поддержание pH внеклеточного пространства ЦНС? (Примечание: существует более одного правильного ответа.)

A. Микроглия

Б. Волокнистые астроциты

C. Протоплазматические астроциты. Ответ ПРАВИЛЬНЫЙ!

D. Эпендимные клетки

E. Макрофаги

Какой из следующих типов клеток отвечает за поддержание pH внеклеточного пространства ЦНС? (Примечание: существует более одного правильного ответа.)

A. Микроглия

Б. Волокнистые астроциты

C. Протоплазматические астроциты

D. Эпендимные клетки. Этот ответ НЕПРАВИЛЬНЫЙ.

E. Макрофаги

Какой из следующих типов клеток отвечает за поддержание pH внеклеточного пространства ЦНС? (Примечание: существует более одного правильного ответа.)

А.Микроглия

Б. Волокнистые астроциты

C. Протоплазматические астроциты

D. Эпендимные клетки

E. Макрофаги. Этот ответ НЕПРАВИЛЬНЫЙ.

Присмотритесь к нервам, которые сокращают жировые клетки | Наука

Когда человеческому телу требуется дополнительная энергия, мозг приказывает жировым клеткам высвободить свои запасы.Теперь исследователи впервые визуализировали нервы, по которым эти сообщения передаются от мозга к жировой ткани. Они обнаружили, что активация этих нервов у мышей помогает грызунам похудеть — наблюдение, которое может привести к новым методам лечения людей с ожирением.

«Используемые здесь методы действительно новы и интересны», — говорит нейроэндокринолог Хайке Мюнцберг-Грюнинг из Центра биомедицинских исследований Университета Луизианы в Пеннингтоне в Батон-Руж, которая не участвовала в новом исследовании.«Их работа имеет значение для исследований ожирения, а также для изучения этих нервов в других тканях».

Диаграммы обмена данными между мозгом и жировой тканью уже давно включают двусторонние стрелки: жировые клетки производят гормон лептин, который поступает в мозг, чтобы снизить аппетит и повысить метаболизм. В свою очередь, мозг посылает сигналы жировым клеткам, когда пора расщеплять их отложения жировых молекул, таких как липиды, в энергию. Исследователи предположили, что должен существовать набор нервных клеток, которые соединяются с традиционной жировой тканью, чтобы передавать эти сообщения, но они никогда не могли однозначно увидеть или охарактеризовать их.

Теперь они есть. Благодаря двум видам микроскопии нейробиолог Ана Домингос из Instituto Gulbenkian de Ciência в Оейрасе, Португалия, создала изображения, показывающие пучки нервов, четко обволакивающие жировые клетки у мышей. Далее она и ее коллеги с помощью различных красок показали, что нервы принадлежат к типу симпатической нервной системы, которая тянется наружу от спинного мозга и поддерживает баланс систем организма.

«Люди и раньше смотрели на тонкие срезы жировой ткани, и было действительно трудно сказать, на что вы смотрите», — говорит Домингос.Ее команда, с другой стороны, использовала методы, которые позволяли визуализировать целую ткань сразу. «Созданные нами изображения действительно доказали, что в жировой ткани заканчиваются нервы».

Затем, чтобы исследовать роль этих нервных клеток в ожирении, исследователи генетически сконструировали мышей, чтобы они могли выборочно включать симпатические нервы в жировых тканях грызунов с помощью лазера; это был первый раз, когда исследователи использовали так называемую оптогенетику для контроля клеток симпатической нервной системы, а не головного и спинного мозга, составляющих центральную нервную систему.Включив эти нервы, Домингос и его коллеги сообщают сегодня в Cell , имитирующем эффект, который оказывает увеличение лептина, стимулируя расщепление жира. С другой стороны, когда они сконструировали мышей, лишенных симпатических нервов, повышение уровня лептина больше не приводило к разрушению жировых клеток.

«Если мы сможем найти лекарства, которые специфически активируют эти нейроны у людей, мы сможем повлиять на ожирение», — говорит Домингос. Она отмечает, что многие люди с ожирением устойчивы к лептину — их мозг перестает реагировать на высокие уровни лептина.Ее результаты показывают, что включение нервов, которые мозг использует для отправки сигналов в ответ на лептин, может быть способом обойти это сопротивление.

В этом году Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов одобрило первый блокатор нервов для лечения ожирения путем прерывания обмена сообщениями между желудком и мозгом, но то, как он работает на клеточном уровне, плохо изучено. «Есть много опасений, что подобным образом мы блокируем как хорошие, так и плохие нервные волокна», — говорит Мюнцберг-Грюнинг, который предполагает, что целенаправленное воздействие на недавно обнаруженные нервы в жировой ткани может привести к меньшему количеству побочных эффектов.Но остаются вопросы, добавляет она, о том, передают ли также сигналы жировые клетки другие типы нервов и являются ли сами жировые клетки, принимающие сигналы, уникальными.

Как нервные клетки сохраняют форму

Нервные клетки с интактными синапсами. Под микроскопом синапсы нервных клеток гиппокампа выглядят как маленькие грибовидные выпуклости, называемые дендритными шипами. Изображение: Институт биологии развития Макса Планка

Нервные клетки хранят и передают информацию через специальные контактные сайты, называемые синапсами.Синапсы также играют роль в определении того, что мы помним и что забываем. Когда мы узнаем, как структура, так и функциональные характеристики этих контактных площадок меняются. Ученые только сейчас начинают понимать молекулярные процессы, вызывающие это изменение.

Исследователи под руководством Майкла Киблера из Института биологии развития Макса Планка в Табингене (ныне Центр исследований мозга Венского университета) определили белок, который необходим для поддержания синапсов: если белок Staufen2 удаляется в нервная клетка, клетка теряет большую часть своих синапсов.Более того, передача сигналов на остальных сайтах контакта значительно нарушена. Белки Штауфен участвуют в транспортировке молекулярных схем (мРНК) в определенные места в клетке. Нарушение структуры и функции синапсов без белка Staufen2 предполагает, что транспорт мРНК к синапсам имеет решающее значение для их поддержания и хранения памяти ( Journal of Cell Biology , 17 января 2006 г.).

Нервные клетки получают сигналы от других нервных клеток через дендриты, которые разветвляются, как ветви дерева.Клетка-тело получает поступающую информацию и передает ее дальше через аксон, длинный выступ от клетки. Нервные клетки контактируют друг с другом в узкоспециализированных местах, известных как синапсы. Там информация не только пассивно передается. Синапсы могут, в зависимости от ввода, изменяться и таким образом сохранять новую память.

Синапс состоит из двух частей: одна происходит от аксона передающей клетки, другая — из дендрита принимающей клетки (см. Изображение). Обе части представляют собой особый набор молекул, что четко отличает их от остальной части клетки.Кроме того, эти контактные площадки могут изменять структуру и характеристики при поступлении сигналов. В дендритах эти изменения могут происходить только тогда, когда в синапсе вырабатываются определенные белки. Однако предварительным условием для синтеза белка является то, что мРНК, несущие «план» белка, действительно достигают синапса. МРНК должны распознаваться специальными РНК-связывающими белками и транспортироваться в синапсы, которые в некоторых случаях находятся на значительном расстоянии от тела клетки. Белок Staufen2 участвует в этом транспортном процессе.

Бернхард Гетце и Паоло Макки впервые показали, что белок Staufen2 необходим для поддержания синапсов. Исследователи разрушили различные белки нервных клеток. Если специфический для мозга белок Staufen2 отсутствовал, архитектура синапсов была серьезно нарушена. Вместо нескольких грибовидных дендритных шипов клетка производила только длинные тонкие выступы, похожие по форме на незрелые синапсы. Более подробный анализ актинового цитоскелета предоставил первые доказательства возможного объяснения наблюдаемых изменений синапсов.Актин — это центральный белок в скелете клетки, который поддерживает форму синапсов. Бесформенные синапсы в нервных клетках с дефицитом Staufen2 имеют значительно меньше актиновых волокон, чем нормальные синапсы. МРНК актина обычно транспортируется в дендриты и локально транслируется в белок. Если в нервных клетках нет Staufen2, который мог бы выполнять функции транспортного белка, меньшее количество мРНК попадает в синапс — это может объяснить его измененную форму.

«Мы хотели знать, могут ли нервные клетки с дефицитом Staufen2 по-прежнему передавать сигналы», — объясняет Майкл Киблер.Чтобы определить это, исследователи сотрудничали с группой Стефана Бёма в Институте фармакологии Венского медицинского университета. Измерения электрической активности отдельных синапсов показали нарушение передачи сигнала в клетках, лишенных белка Staufen2. «Это было важным доказательством того, что Staufen2 необходим для образования функциональных синапсов в нервных клетках», — говорит Киблер. Таким образом, его группа создает первую концептуальную связь между молекулярными процессами в принимающей части нервной клетки и изменениями в структуре и функции ее синапсов.Это может привести к лучшему пониманию молекулярных механизмов, лежащих в основе способности мозга учиться и запоминать.

Источник: Max-Planck-Gesellschaft

---

Белковое платье нейрона

---

Ссылка : Как нервные клетки сохраняют форму (2006, 17 января) получено 16 января 2021 г.