Структуро-функциональная характеристика нервных и глиальных клеток

Восточно-Казахстанский  государственный университет имени  С.Аманжолова

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Реферат на тему:

«Структуро-функциональная характеристика нервных и глиальных  клеток»

 

 

 

 

 

 

 

 

    Выполнила: __________________________________________________

Проверила: Ракишева Т.Т., ст.преподаватель кафедры анатомии и физиологии

 

Усть-Каменогорск, 2006 г.

Оглавление

 

 

 

1. Физиология нервной клетки………………………………………...3
2. Обмен веществ в нейроне……………………………………………..9
3. Клетки глии……………………………………………………………..10
4. Функции глии………………………………………………………….11
5. Нервный импульс……………………………………………………..12
6. Мембранная теория проведения возбуждения………………...14
7. Передача в синапсе…………………………………………………….17
8. Список литературы……………………………………………………21 
   

1. Физиология нервной клетки

 

 Основными  элементами  нейронной  системы  являются   нервные   клетки. Подтверждение клеточной теории строения  нервной  системы  было  получено  с помощью электронной микроскопии, показавшей,  что  мембрана  нервной  клетки напоминает основную мембрану других клеток. Она представляется  сплошной  на всем протяжении поверхности нервной клетки и отделяет ее от  других  клеток. Каждая нервная клетка является анатомической, генетической и  метаболической единицей так  же,  как  и  клетки  других  тканей  организма.  Понятие,  что одиночная нервная клетка служит основной функциональной единицей, сменилось представлением о том, что такой функциональной  единицей  является  ансамбль тесно  связанных  друг  с  другом  нейронов.  Нервная  система  состоит   из популяций таких единиц, которые организованы  в функциональные  объединения разной степени сложности. В нервной системе человека  содержится  около 100 млрд нервных клеток. Поскольку каждая нервная клетка  функционально связана с тысячами других нейронов, то количество возможных вариантов таких связей близко к бесконечности. Нервную клетку следует  рассматривать  как  один  из уровней организации нервной системы, связующих молекулярный,  синаптические, субклеточные уровни  с  надклеточными  уровнями  локальных  нейронных  сетей нервных центров и функциональных систем мозга, организующих поведение.

  Нервные   клетки   выполняют   ряд   общих   неспецифических   функций, направленных на поддержание собственных  процессов  организации.  Это  обмен

веществами с окружающей средой, образование и расходование  энергии,  синтез

белков и др. Кроме того, нервные  клетки  выполняют  свойственные  только  им

специфические функции по  восприятию,  переработке  и  хранению  информации.

Нейроны способны воспринимать информацию,  перерабатывать  (кодировать)  ее,

быстро   передавать   информацию   по   конкретным   путям,   организовывать

взаимодействие  с  другими   нервными   клетками,   хранить   информацию   и

генерировать  ее.  Для  выполнения  этих  функций  нейроны  имеют   полярную

организацию с разделением  входов  и  выходов  и  содержат  ряд  структурно-

функциональных частей.

Нейроны разделяются на три основных типа: афферентные, эфферентные и промежуточные нейроны. Афферентные нейроны (чувствительные, или центростремительные) передают информацию от рецепторов в центральную нервную систему. Тела этих нейронов расположены вне центральной нервной системы — в спинномозговых ганглиях и в ганглиях черепно-мозговых   нервов.

Афферентный нейрон имеет ложноуниполярную  форму, т. е. оба его отростка выходят из одного полюса клетки. Далее нейрон разделяется на длинный дендрит, образующий на периферии воспринимающее образование — рецептор, и аксон, входящий через задние рога в спинной мозг. К афферентным нейронам относят также нервные клетки, аксоны которых составляют восходящие пути спинного и головного мозга. Эфферентные нейроны (центробежные) связаны с передачей нисходящих влияний от вышележащих этажей нервной системы к нижележащим (например, пирамидные нейроны коры больших полушарий — рис. 1) или из центральной нервной системы к рабочим органам (например, в передних рогах спинного мозга расположены тела двигательных нейронов, или мотонейронов, от которых идут волокна к скелетным мышцам; в боковых рогах спинного мозга находятся клетки вегетативной нервной системы, от которых идут пути к внутренним органам). Для эфферентных нейронов характерны разветвленная сеть дендритов и один длинный отросток — аксон. Промежуточные нейроны (интернейроны, или вставочные) — это, как правило, более мелкие клетки, осуществляющие связь между различными (в частности, афферентными и эфферентными) нейронами. Они передают нервные влияния в горизонтальном направлении (например, в пределах одного сегмента спинного мозга) и в вертикальном (например, из одного сегмента спинного мозга в другие — выше или нижележащие сегменты). Благодаря многочисленным разветвлениям аксона промежуточные нейроны могут одновременно возбуждать большое число других нейронов (например, звездчатые клетки коры — см. рис. 1).

Функциональное значение различных  структурных элементов нервной клетки.

Форма нервной клетки, длина и  расположение отростков чрезвычайно  разнообразны и зависят от функционального  назначения нейрона. Различные структурные элементы нейрона имеют свои функциональные особенности и разное физиологическое значение. Нервная клетка состоит из тела, или сомы (рис. 2), и различных отростков. Тело  покрыто слоистой  мембраной,  которая представляет  собой два   слоя   липидов   с противоположной ориентацией, образующих матрикс, в который заключены белки. Часть  мембранных  белков   является   гликопротеинами   с   полисахаридными цепочками, выступающими над наружной поверхностью  мембраны.  Они  вместе  с углеводами образуют гликокаликс  —  тонкий  слой  на  поверхности  клеточной мембраны,  который  заполняет  межклеточные  щели  и способствует  созданию связей между нейронами,  распознаванию клеток,  регуляции диффузии  через мембрану, обмену с внешней средой.  При возбуждении проницаемость клеточной мембраны изменяется, что играет важнейшую роль в возникновении потенциала действия и передаче нервных импульсов. Многочисленные древовидно разветвленные отростки дендриты (от греч. dendron — дерево) служат входами нейрона, через которые сигналы поступают в нервную клетку. Выходом нейрона является отходящий от тела клетки отросток аксон (от греч. axis — ось), который передает нервные импульсы дальше — другой нервной клетке или рабочему органу (мышце, железе). Аксоны многих нейронов покрыты миелиновой оболочкой, образованной Шванновскими клетками, многократно «обернутыми» вокруг ствола аксона. Однако начальная часть аксона и расширение в месте его выхода из тела клетки — аксонный холмик лишены такой оболочки. Мембрана этой немиелинизированной части нейрона — так называемого начального сегмента — обладает высокой возбудимостью.

Внутренняя часть клетки заполнена цитоплазмой, в которой расположены ядро и различные органоиды. Цитоплазма очень богата ферментными системами (в частности, обеспечивающими гликолиз) и белком. Ее пронизывает сеть трубочек и пузырьков — эндоплазматический ретикулюм. В цитоплазме имеются также отдельные зернышки — рибосомы. Скопления эндоплазматического ретикулюма  со встроенными в него  рибосомами  составляют  характерное для тел нейронов образование — субстанцию  Ниссля.  Скопления гладкого  эндоплазматического ретикулюма, в которые не  встроены  рибосомы,  составляют  сетчатый  аппарат Голъджи; предполагается, что он имеет значение для секреции  нейромедиаторов и нейромодулято-ров. Лизосомы  представляют  собой  заключенные  в  мембраны скопления  различных  гидролитических  ферментов,   расщепляющих   множество внутри-  и  внеклеточнолокализоважных  веществ  и  участвующих  в  процессах фагоцитоза  и  экзоцитоза.  Это белковые депо нейронов, где также происходит синтез белков и РНК. При чрезмерно длительном возбуждении нервной клетки, вирусных поражениях центральной нервной системы и других неблагоприятных воздействиях величина этих рибосомных зернышек резко уменьшается.

В крупных нейронах почти  ¹/₃ — ¹/₄ величины их тела составляет ядро. Оно содержит довольно постоянное количество дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Ядро  регулирует  синтез  белков  во   всей   клетке   и   контролирует дифференцирование молодых нервных клеток. При усилении  активности  нейрона увеличивается    площадь   ядра    и    активизируются     ядерно-плазменные отношения. Входящие в его состав ядрышки участвуют в снабжении клетки рибонуклеиновыми кислотами (РНК) и протеинами. В моторных клетках при двигательной деятельности ядрышки заметно увеличиваются в размерах. 

  Важными  органеллами  нервных  клеток   являются митохондрии — основные структуры энергообразования. На  внутренней  мембране митохондрии содержатся все ферменты  цикла  лимонной  кислоты  —  важнейшего звена аэробного пути расщепления глюкозы, который в десятки раз  эффективней анаэробного  пути.  Ферменты  цепи  переноса  электронов  создают   энергию, которая идет на образование АТФ и АДФ. Важной  особенностью  энергетического обмена нервных клеток является  отсутствие  собственных  углеводов  в  форме гликогена.  Нейроны  позвоночных  используют   глюкозу,   беспозвоночных   — трегалозу.  Высокий  уровень  энерготрат   нервных   клеток   и   отсутствие собственных запасов углеводов делают их особо  чувствительными  к  нарушению поступления крови, в которой содержится глюкоза и кислород, необходимые для аэробного энергообразования на митохондриях. В нервных клетках содержатся также микротрубочки,   нейрофиламенты   и   микрофиламенты,   различающиеся диаметром. Микротрубочки (диаметр 300 нм) идут  от  тела  нервной клетки  в аксон и дендриты и представляют собой внутриклеточную транспортную  систему.

Нейрофиламен-ты (диаметр 100  нм)  встречаются  только  в  нервных  клетках,

особенно  в  крупных  аксонах,  и  тоже  составляют  часть  ее  транспортной системы.  Микрофиламенты  (диаметр  50  нм)  хорошо  выражены   в   растущих

отростках нервных клеток,  они  участвуют  в  некоторых  видах  межнейронных

соединений.

Дендриты представляют собой древовидно-ветвящиеся отростки нейрона, его главное рецептивное поле, обеспечивающее сбор информации, которая  поступает через синалсы от других нейронов или прямо из среды. При  удалении  от  тела происходит ветвление дендритов: число  дендритных  ветвей  увеличивается,  а

диаметр их сужается. На поверхности дендритов  многих  нейронов  (пирамидные

нейроны коры, клетки Пуркинье мозжечка  и  др.)  имеются  шипики.  Шипиковый

аппарат является составной частью системы канальцев  дендрита:  в  дендритах

содержатся  микротрубочки,  нейрофиламенты,  сетчатый  аппарат   Гольджи   и

рибосомы. Функциональное созревание и начало активной  деятельности  нервных

клеток  совпадает  с  появлением   пгапиков;   продолжительное   прекращение

поступления информации к  нейрону  ведет  к  рассасыванию  шипиков.  Наличие

шипиков  увеличивает  воспринимающую  поверхность  дендритов;  так,  площадь

дендритов клеток Пуркинье мозжечка около 250 000  мкм2.  Мембрана  дендритов

по своим свойствам отличается от мембраны других участков нервной  клетки  и

не способна к быстрому и  надежному проведению возбуждения.

 Аксон представляет собой одиночный, обычно  длинный  выходной  отросток нейрона, служащий для быс трого проведения возбуждения. (В структуру  аксона входят начальный сегмент, аксональное волокно  и  телодендрий.)  Аксональное волокно отличается постоянством диаметра по всей длине.  В  конце  он  может ветвиться на большое  (до  1000)  количество  веточек.  Аксоплазма  содержит множество микротрубочек и нейрофиламентов, с помощью которых  осуществляется аксональныи транспорт химических веществ от тела к окончаниям  (ортоградный) и  от  окончаний  к  телу   нейрона   (ретроградный).   Существует   быстрый аксональныи транспорт со скоростью сотен миллиметров  в  сутки  и  медленный транспорт  со  скоростью  несколько   миллиметров   в   сутки.   По   аксону транспортируются вещества, необходимые для синаптической передачи,  пептиды, продукты нейросекреции. В зависимости  от  скорости  проведения  возбуждения различают несколько типов  аксонов,  отличающихся  диаметром,  наличием  или отсутствием миелиновой оболочки и другими характеристиками.

    Начальный сегмент аксона нейронов является  тригерной  зоной  —  местом

первоначальной  генерации   возбуждения.   Этот   участок   нервной   клетки

начинается от аксонного  холмика  и,  воронкообразно  сужаясь,  переходит в

начальный участок аксона, не покрытый миелиновой оболочкой.  Поскольку  этот участок мембраны нейрона  является  наиболее  возбудимым,  то  здесь  обычно первоначально и возникает  возбуждение,  которое  затем  распространяется  по аксону и телу нейрона. Таких запускающих  возбуждение  участков  может  быть несколько. Начальный сегмент аксона имеет важное значение для  интегративной деятельности нервной клетки. Телодендрий представляет  собой  часть  нервной клетки,  которая  осуществляет  соединение   с   другими   нейронами   путем синаптических контактов.  Это  конечные  разветвления  —  терминали  аксона, которые  не  покрыты  миелиновой  оболочкой  и   заканчиваются   утолщениями различной  формы  (булавы,  кольца/пуговки,  чаши  и др.),  которые входят составной частью  в синапс.   В   утолщениях   локализовано   значительное количество   пузырьков,   расположенных   свободно    или    встроенных    в