Невронът или нервната клетка е основният елемент на нервната система. Именно невроните са отговорни за това, че чувстваме болка, можем ли да прочетем този текст в момента и благодарение на тях е възможно да движим ръката, крака си или която и да е друга част от тялото. Сложната структура и физиология на невроните позволяват на невроните да изпълняват такива изключително важни функции. И така, как е изградена нервна клетка и какви са нейните функции?
Съдържание
- Неврон (нервна клетка): развитие
- Неврон (нервна клетка): обща структура
- Неврон (нервна клетка): видове
- Неврон (нервна клетка): функции
- Потенциал за почивка и действие - предаване на импулс
- Деполяризация и хиперполяризация
- Хипертония - диета
- Невронни мрежи
Невроните (нервните клетки), заедно с глиалните клетки, са основните градивни елементи на нервната система. Светът започва да научава за сложната структура и функции на нервните клетки главно след 1937 г. - именно тогава JZ Young предлага работата върху свойствата на невроните да се извършва върху клетки на калмари (тъй като те са много по-големи от човешките клетки, всички експерименти определено се извършват върху тях). по-лесно).
В наши дни, разбира се, е възможно да се провеждат изследвания дори върху най-малките човешки клетки, но по това време животният модел е играл важна роля за откриването на физиологията на нервните клетки.
Невронът е основният градивен елемент на нервната система и сложността на дадена нервна система зависи основно от това колко от тези клетки са в тялото.
Например нематодите, които се изследват в различни лаборатории, имат само 300 неврона.
Добре познатата плодова муха определено има повече нервни клетки, около сто хиляди. Това число е нищо, ако се вземе предвид колко неврони има човек - предполага се, че има няколко милиарда от тях в човешката нервна система.
Неврон (нервна клетка): развитие
Процесът на създаване на нервни клетки е известен като неврогенеза. Като цяло, в развиващия се организъм (особено по време на вътрематочния живот) невроните възникват от невронни стволови клетки, а тези нервни клетки, които тогава възникват, обикновено вече не се подлагат на клетъчно делене.
В миналото се е смятало, че след развитието при хората изобщо не са се образували нови нервни клетки. Подобна убеденост показва колко опасни са всички заболявания, водещи до загуба на нервни клетки (тук говорим например за различни невродегенеративни заболявания).
Сега обаче е известно, че в определени области на мозъка е възможно да се създадат нови неврони дори в зряла възраст - такива региони се оказаха хипокампуса и обонятелната луковица.
Неврон (нервна клетка): обща структура
Невронът може да бъде разделен на три части, които са:
- тяло на нервните клетки (перикарион)
- дендрити (множество, обикновено малки издатини, простиращи се от перикариона)
- аксон (единичен, дълъг придатък, простиращ се от тялото на нервната клетка)
Тялото на нервната клетка, както и останалите й части, е покрито с клетъчна мембрана. Той съдържа всички основни клетъчни органели, като:
- клетъчното ядро
- рибозоми
- ендоплазмен ретикулум (агрегатите на ретикулума с богато разпръснати в него рибозоми се наричат гранули на Нисел - те са характерни за нервните клетки и присъстват в тях поради факта, че невроните произвеждат много протеини)
Дендритите са отговорни главно за приемането на информация, която тече към нервната клетка. В краищата им има много синапси. В една нервна клетка може да има само няколко дендрита и тя може да има толкова много от тях, че в крайна сметка те ще съставляват 90% от цялата повърхност на даден неврон.
Аксонът от своя страна е много по-различна структура. Това е единичен придатък, който се простира от тялото на нервната клетка. Дължината на аксона може да бъде изключително различна - точно както някои от тях са само няколко милиметра, в човешкото тяло можете да намерите аксони, много повече от метър.
Ролята на аксона е да предава сигнала, получен от дендритите, на други нервни клетки. Някои от тях са покрити със специална обвивка - тя се нарича миелинова обвивка и позволява много по-бързо предаване на нервните импулси.
Нервноклетъчните тела могат да бъдат намерени в строго определени структури на нервната система: те присъстват главно в централната нервна система, а в периферната нервна система - те се намират и в т.нар. ганглии. Клъстерите аксони, които идват от много различни нервни клетки и са покрити с подходящи мембрани, от своя страна се наричат нерви.
Неврон (нервна клетка): видове
Има поне няколко отделения на нервните клетки. Невроните могат да бъдат разделени, например, поради тяхната структура, където се различават следните:
- еднополюсни неврони: наречени така, защото имат само едно разширение
- биполярни неврони: нервни клетки, които имат един аксон и един дендрит
- многополярни неврони: те имат три или много повече удължения
Друго разделение на невроните се основава на дължината на техните аксони. В този случай са изброени следните:
- Прожекционни неврони: те имат изключително дълги аксони, които им позволяват да изпращат импулси към части от тялото, дори много отдалечени от техните перикариони
- неврони с къси аксони: тяхната задача е да предават възбуждания само между нервните клетки, разположени в непосредствена близост до тях
Обикновено обаче най-подходящото разделение на нервните клетки се основава на тяхната функция в организма. В този случай има три вида нервни клетки:
- двигателни неврони (известни също като центробежни или еферентни): те са отговорни за изпращането на импулси от централната нервна система към изпълнителните структури, например към мускулите и жлезите
- сензорни неврони (известни също като центростремителни, аферентни): те възприемат различни видове сензорни стимули, вкл. термично, докосване или мирис и предават получената информация на структурите на централната нервна система
- асоциативни неврони (известни също като интернейрони, посреднически неврони): те са посредници между сензорни и двигателни неврони, като цяло тяхната роля е да прехвърлят информация между различни нервни клетки
Невроните също могат да бъдат разделени поради начина, по който секретират невротрансмитери (тези вещества - които ще бъдат обсъдени по-късно - са отговорни за възможността за предаване на информация между невроните).
При този подход може да се изброят, наред с други:
- допаминергични неврони (секретиращи допамин)
- холинергични неврони (освобождаване на ацетилхолин)
- норадренергични неврони (секретират норепинефрин)
- серотонергични неврони (освобождава серотонин)
- GABAергични неврони (освобождаване на GABA)
Неврон (нервна клетка): функции
По принцип основните функции на неврона са споменати преди: тези клетки са отговорни за приемането и предаването на нервните импулси. Това обаче не се случва като глух телефон, където клетките си говорят помежду си, а чрез сложни процеси, които просто си струва да се разгледат.
Предаването на импулси между невроните е възможно благодарение на специфични връзки между тях - синапси. В човешкото тяло има два вида синапси: електрически (от които са относително малко) и химически (доминиращи, с това са свързани невротрансмитерите).
Синапсът има три части:
- пресинаптично прекратяване
- синаптична цепнатина
- постсинаптично прекратяване
Пресинаптичният край е мястото, от което се освобождават невротрансмитерите - те отиват в синаптичната цепнатина. Там те могат да се свържат с рецептори в постсинаптичния терминал. В крайна сметка, след стимулация от невротрансмитери, възбуждането може да се задейства и накрая предаването на информация от една нервна клетка до друга.
Потенциал за почивка и действие - предаване на импулс
Потенциал за почивка и действие - предаване на импулс
Тук си струва да се спомене още едно явление, свързано с предаването на сигнали между нервните клетки - потенциалът на действие.
Всъщност, когато се генерира, той започва да се разпространява по аксона и може да достигне точка, в която невротрансмитер ще бъде освободен от неговия край - което е пресинаптичният край, благодарение на което възбуждането ще се разпространи допълнително.
Нервните клетки, които понастоящем не изпращат никакви импулси, т.е. донякъде почиват, имат т.нар потенциал за почивка - зависи от разликата в концентрациите на различни катиони между вътрешността на нервната клетка и външната среда.
Основните причини за тази разлика са катионите натрий (Na +), калий (K +) и хлорид (Cl-).
По принцип вътрешността на неврона е отрицателно заредена спрямо външната му страна - когато вълната на възбуждане го достигне, тази ситуация се променя и той става много по-положително зареден.
Когато зарядът вътре в неврона достигне стойността, известна като праговия потенциал, се задейства възбуждането - импулсът се „изстрелва“ по цялата дължина на аксона.
Тук трябва да се подчертае, че нервните клетки винаги изпращат един и същ тип импулс - независимо колко силна е стигащата до тях стимулация, те винаги реагират с еднаква сила (дори се споменава, че те изпращат импулси в съответствие с принципа „всичко или нищо“ ).
Деполяризация и хиперполяризация
През цялото време се споменава, че когато невротрансмитерите достигнат нервната клетка чрез синапси, това води до предаване на нервен импулс. Само че подобно описание би било лъжа - невротрансмитерите могат да бъдат разделени на възбуждащи и инхибиторни по два начина.
Първият от тях всъщност води до деполяризация, която води до трансфер на информация между нервните клетки.
Съществуват обаче и инхибиторни невротрансмитери, които - когато достигнат неврона - водят до хиперполяризация (т.е. понижаване на потенциала на нервната клетка), което означава, че невронът става много по-малко способен да предава импулси.
Противно на външния вид, инхибирането на нервните клетки е изключително важно - благодарение на него е възможно регенериране или „почивка“ на нервните клетки.
Невронни мрежи
Когато обсъждаме функциите на нервните клетки, тук си струва да споменем, че не са важни отделните неврони, а целите им мрежи. В човешкото тяло има изключително много т.нар невронни мрежи. Те могат да включват например сензорен неврон, интернейрон и двигателен неврон. За илюстриране на работата на такава мрежа може да се даде примерна ситуация: случайно докосване на фитила на горяща свещ с ръка.
Фактът, че сме го направили, се информира от сензорния неврон - той получава сензорни стимули, свързани с висока температура. Той предава информация по-нататък - обикновено го прави с помощта на интернейрона, благодарение на което съобщението за вредния стимул достига до структурите на централната нервна система. Там се обработва и накрая - благодарение на моторния неврон - се изпраща сигнал от съответните мускули, което води до факта, че инстинктивно отдръпваме ръката си от запаления фитил.
Тук е описан доста прост пример за невронна мрежа, но той вероятно показва колко сложна е връзката между отделните неврони и защо нервните клетки и тяхната функция са толкова важни за функционирането на човека.
Източници:
- Lodish H. et al., "Преглед на структурата и функцията на невроните," Молекулярно-клетъчна биология. 4-то издание, Ню Йорк, 2000 г.
- H. Krauss, P. Sosnowski (eds)., Основи на човешката физиология, Wyd. Научен университет в Познан, 2009, Познан, стр. 258-274
- Структура на мозъка
- Периферна нервна система
- Гръбначен мозък
