МЯДЕЛЕЦ ОБЩ.ГИСТ.. Литература для медицинских вузов все факультеты о. Д. Мяделец основы цитологии, эмбриологии и общей гистологии
Скачать 4.75 Mb.
|
Глава 13 ных направлениях в перикари-оне и в отростках нейроцита и L, представляют собой компоненты цитоскелета, склеившиеся в пучки при фиксации материа- | ла (т.е. фибриллы по своей сути являются артефактом) (рис. 13.3). В электронном микроскопе показано, что ци-тоскелет нейроцитов представлен микротрубочками (нейртрубочками), микрофиламента-ми и промежуточными фила-ментами (нейрофиламентами). Микротрубочки и микрофила-менты имеют такое же строение, как и в других клетках. При этом нейротубулы при помощи специального белка кинезина связаны с органеллами незина связаны.нейроцита и участвуют в аксональном токе. Нейрофиламенты — это фио-риллярные структуры диаметром 6—10 нм, состоящие из лежащих по спирали белковых молекул. При помощи поперечных мостиков они связаны друг с другом и с нейротрубочками поперечными мостиками. Кроме перечисленных органелл в нейроците содержится большое число митохондрий, хорошо развиты комплекс Гольджи, гладкая ЭПС. Между ядром и дендритами лежат цснтриоли. В стареющих нейронах встречаются жировые и пигментные включения, в частности, липофусцин (неправильно называемый пигментом старения). Он представляет собой видоизмененные лизосомы и встречается даже в нейронах плодов. В некоторых нейроцитах (нейроциты голубого пятна, черной субстанции) находятся включения меланина. Лизосомальный аппарат нейроцитов выражен очень сильно, лизосомы имеют различные размеры, осуществляют разрушение стареющих компонентов цитоплазмы нейроцита (аутофагия), взамен которых образуются новые. Следовательно, лизосомы участвуют в постоянном обновлении компонентов цитоплазмы нейроцита (внутриклеточной регенерации). Дендриты. Это отростки нейроцита, по которым нервный импульс передается к перикариону. Благодаря дендритам нейроцит получает информацию от других нейроцитов и от нервных окончаний. В области аксо-дендритических связей (синапсов) имеются дендритные выпячивания — так называемые дендритные шипики, в которых могут выявляться несколько цистерн, разделенных электронноплотным материалом. Цистерны и электронноплотный материал представляют собой шипиковый аппарат. Дендритные шипики очень лабильны, постоянно разрушаются и вновь образуются. Их количество существенно возрастает при усилении функциональной нагрузки на нейроцит и снижается при старении и падении функциональной нагрузки. Усиленное новообразование шиииков идет в первые месяцы жизни ребенка. В дендритах, особенно у места их отхождения от тела нейроцита, встречаются все виды органелл, количество которых падает по мере ветвления дендрита. Аксон. Передает нервный импульс от тела нейроцита к другим нервным клеткам или на рабочий орган. Имеет размеры до 1,5 м и может содержать до 99% цитоплазмы. Начинается аксон от аксонного холмика — выпячивания перикариоиа, в котором находится комплекс Гольджи и отсутствует субстанция Ниссля. В аксонном холмике происходит генерация нервного импульса. В этой зоне цитолемма нейроцита обладает большим количеством ионных каналов, необходимых для деполяризации. В центре аксона проходят продольно ориентированные пучки нейрофиламентов, а более периферически находятся нейротубулы и микрофиламенты, другие органеллы: цистерны агранулярной ЭПС, элементы комплекса Гольджи, митохондрии. Аксональный ток (аксоток). Основные синтетические процессы в нейроците идут в перикарионе. Здесь же сосредоточены основные органеллы. В отрсклках синтетические процессы идут медленнее и менее интенсивно. Поэтому вещества и органеллы поступают в отростки из перикариоиа. Установлено непрерывное движение нейроплазмы от тела клетки к термина-лям. Это движение называется аксотоком (термин распространяется как на движение веществ по аксону, так и по дендриту). Различают анте-роградный и ретроградный аксоток. Антероградный аксоток — это движение аксонлазмы от перикариоиа к терминальным ветвлениям. В свою очередь, антероградный аксоток подразделяется на медленный и быстрый аксоток. Медленный аксоток происходит со скоростью 1—5 мм в сутки. Посредством медленного аксотока транспортируются компоненты гиалоплазмы (аксоплазмы) с ферментами, а также компоненты цитос-келета. Быстрый аксоток протекает со скоростью от 50 до 2000 мм в сутки. Служит для транспорта большинства органелл и пузырьков медиаторов. Ретроградный аксоток — это аксоток от терминалей к перикариону. Имеет скорость до 200 мм в сутки. При помощи его к перикариону доставляются вещества, синтезируемые глией, из терминалей отростков удаляются различные вещества, транспортируются синаптические пузырьки, при помощи которых перикарион получает информацию о состоянии периферии. При помощи ретроградного аксотока могут транспортироваться стареющие органеллы, которые в дальнейшем подвергаются разрушению лизосомами перикариоиа. Механизм аксотока. В настоящее время считают, что структурную основу аксотока составляют нейротубулы, с которыми связаны сократимые белки ди-неин и кинезин. В связи с этим выделяют два основных механизма аксотока: 1. актин-миозиновый. На поверхности нейротубул обнаружены белки типа актина и миозина. Актин также входит в состав актиновых микро-филамент. Актиновые нити вступают в контакт с миозиновыми филамен-тами. К миозиновым филаментам прикрепляются пиноцитозные пузырьки. При помощи их совершается аксоток, они содержат вещества, доставляемые на периферию. В результате скольжения актиновых нитей вдоль миозиновых происходит транспорт пузырьков, происходит аксоток. Установлено, что вокруг нейротрубочек и нейрофиламентов находится менее вязкая зона аксоплазмы, что способствует транспорту везикул. В аксотоке играет роль также гладкая ЭПС, которая является источником образования транспортных пузырьков. 2. Тубулиново-кинезиновый (динеиновый) механизм аксотока заключается в следующем. Молекула кинезина одним концом прикрепляется к транспортируемой органелле или транспортному пузырьку, а другим совершает шаговые перемещения вдоль микротрубочки. Шаг перемещения кинезина составляет 8 нм. Сходным с кииезиновым является динеиновый механизм аксотока. Кроме указанных механизмов, в аксотоке играет роль глия, в первую очередь, олигодендроглия, клетки которой находятся в постоянных пульсирующих движениях. Это как бы массирует отростки нейроцитов и способствуют аксотоку. Функции аксотока: 1. В нейроне большинство веществ образуется в перикарионе, там же образуются и органеллы, с аксотоком они идут в отростки и обеспечивают их функции. 2. С ретроградным аксотоком в перикарион поступает информация с периферии, в том числе и в виде веществ, синтезируемых в глиальных клетках. 3. Аксоток играет важную роль в регенерации нервных волокон. Роль аксотока в патологии. Патология аксотока. За счет аксотока могут транспортироваться не только метаболиты и органеллы, но и вирусы бешенства, герпеса, полиомиелита. Это способствует достаточно быстрому распространению данных микроорганизмов и поражению нейроцитов. Аксоток может нарушаться при недостатке витамина В, (болезнь бери-бери), при сахарном диабете, при подагре. Это ведет к дегенеративным изменениям нервных отростков и сопровождается потерей или понижением чувствительности, движений. Плазмолемма (аксолемма) — это плазматическая мембрана нейроци-та. Она имеет такое же строение, как в других клетках, но в функциональном отношении имеет особенности: обладает повышенной способностью пропускать ионы, которые перемещаются за счет работы энергозависимого калий-натриевого насоса (энергозависимые ионные каналы). Он создает внутри клетки более высокую концентрацию ионов калия и более низкую концентрацию натрия по сравнению с внеклеточной средой. В покое происходит постепенная утечка калия во внеклеточную среду, что создает потенциал покоя в -70 мВ. При раздражении мембрана быстро пропускает натрий внутрь клетки, а калий — наружу. Возникает потенциал действия, или нервный импульс. Его генерация происходит в области аксонного холмика. Более подробно механизмы генерации нервных импульсов рассмотрены в курсе физиологии. НЕЙРОГЛИЯ В процессе развития нервной ткани из материала нейрального зачатка (нервной трубки, нервного гребня) наряду с нервными клетками образуются и глиоциты — вспомогательные клетки нервной ткани. Количество глиальных клеток как минимум в 10 раз превышает число нейроцитов. Термин "глия" (в переводе с греческого означает "клей") предложил известный немецкий патолог Р. Вирхов, который считал, что при помощи глии происходит склеивание нейроцитов в единое целое и заполнение промежутков между нейроцитами и нервными волокнами (по первоначальному представлению Р. Вирхова, глия является неклеточным материалом). Лишь позже была доказана клеточная природа глии. Глиальные клетки, в отличие от нейроцитов, способны к делению. Эта способность особенно возрастает при повреждении мозга, что ведет к формированию глиальных рубцов. Кроме того, из-за способности к пролиферации глиоциты могут формировать доброкачественные и злокачественные опухоли мозга (опухоли, происходящие из нейроцитов, точнее, из медуллобластов, возможны только в раннем постнатальном периоде). Клетки глии выполняют трофическую, опорную, разграничительную, защитную, секреторную функции, участвуют в проведении нервного импульса, поддерживают гомеостаз нервной ткани, участвуют в образовании гемото-энцефалического барьера. Как видно из таблицы, нейроглия делится на две разновидности: мак-роглию и микроглию, или глиальные макрофаги. В свою очередь, макроглия делится на эпендимоглию, астроглию, олигодендроглию. Некоторые ученые указывают на наличие четвертого вида макроглии — мультипотен-циальной, способной превращаться в другие виды макроглии. По другим взглядам, так называемая мультипотенциальная глия представляет собой камбий для макроглии. Эпендимная глия. Выстилает центральный канал спинного мозга, полости желудочков головного мозга (рис. 13.4 б). Эта глия имеет вид однослойного эпителия (по Н.Г. Хлопину, эпителий эпендимоглиального типа). На поверхности, обращенной в сторону канала, на глиальных клетках есть реснички. От базалыюй части клетки отходят отростки, которые идут через всю толщину спинного или головного мозга и соединяются друг с другом на наружной поверхности, участвуя в образовании наружной гли-альной пограничной мембраны. Боковыми сторонами эпенимоциты связаны друг с другом при помощи межклеточных контактов. В области сосудистых сплетений, секретирующих спинномозговую жидкость, находится разновидность эпендимоглии, называемая хороидной эпендимоглией. Ее клетки имеют кубическую форму и покрывают выпячивания мягкой мозговой оболочки, вдающиеся в просвет желудочков го-ловкого мозга. Апикальные поверхности хороидных эпендимоцитов имеют многочисленные микроворсинки, базальные формируют многочисленные ножки, переплетающиеся и образующие своеобразный базальный лабиринт. Боковыми поверхностями клетки тесно связаны друг с другом. Танициты, находящиеся в стенках 3-го желудочка, воронкового кармана и срединного возвышения, также относятся к эпендимоглии. Танициты имеют кубическую или призматическую форму. На апикальной поверхности несут микроворсинки и отдельные реснички. От базальной поверхности клеток отходит отросток, идущий к капилляру и образующий на нем пластинчатое расширение. Радиальные глиоциты как разновидность эпендимоглии описаны выше. Все глиоциты лежат па базальной мембране. Функции эпендимоглии: опорная, защитная, секреторная (секреция церебральной жидкости), разграничительная, защитная, трофическая. Эиендимоглия образует нейро-ликворный и гемато-ликворный барьеры (соответственно барьеры между нейроцитами и ликвором, кровью и ликво-ром). Танициты осуществляют транспорт веществ из ликвора в кровеносные сосуды, осуществляют тем самым связь между этими двумя жидкимисистемами. Астроцитная глия. Составляет опорную структуру головного и спинного мозга. Маркером астроглии является глиальный фибриллярный кислый белок (ГФКБ), из которого построены промежуточные филаменты. Есть две разновидности астроглии: плазматическая и волокнистая. В сером веществе преобладает плазматическая астроглии, а в белом — волокнистая. Плазматическая глия имеет короткие и толстые отростки (рис. 13.4 а), богатые цитоплазмой различными органеллами, включениями гликогена и с невысоким содержанием промежуточных филаментов. Волокнистая астроглия имеет тонкие длинные отростки, в которых содержится большое количество фибриллярного аппарата. За счет отростков глиоцитов создаются глиаль-ные опорные и разграничительные структуры (мембраны) в белом веществе. При помощи отростков астроциты контактируют не только друг с другом, но также с клетками олигодендроглии и эпендимоглии. Плазматическая астроглия создает глиальные пограничные мембраны вокруг сосудов и участвует в образовании гематоэнцефалического барьера (ГЭБ). Функции астроглии: опорная; барьерно-защитная (участие в образовании ГЭБ; астроциты имеют выраженную способность к фагоцитозу, переработке и представлению антигенов, выработке медиаторов иммунных реакций); разграничительная; транспортная (участие в аксотоке); трофическая; регуляторная и метаболическая (астроциты способны захватывать медиатор из синаитической щели и передавать его нейрону, участвуют в метаболизме медиаторов); пластическая (при повреждении мозга формируют глиальный рубец). Олигодендроглия. Эта разновидность глии имеет небольшое число тонких отростков (в переводе с греческого термин "олигодендроглия" означает "глия с малым количеством отростков"). Тела клеток имеют неболь-раной. Некоторые исследователи отмечают также наличие в ЦНС очень тонких "голых" нервных волокон, полностью лишенных глиальной оболочки. Они чаще встречаются в период эмбриогенеза. Скорость проведения нервного импульса по безмиелиновым нервным волокнам невысока — 1—5 м/сек. Находится этот тин нервных волокон в основном в вегетативной нервной системе (пост-ганглионарные волокна). Миелиновые нервные волокна также состоят из нервного отростка — осевого цилиндра—и леммоцитов. Отросток не просто лежит в углублении на поверхности леммоцита, а окружен слоистой оболочкой, образованной при накручивании мезаксона вокруг отростка нейроцита. Эта оболочка называется миелиновой оболочкой. Миелиновая оболочка состоит из внутреннего, собственно ми-елинового слоя, образованного многочисленными (до 200— 300) кольцами дубликатуры цитолеммы леммоцита, и наружного слоя,в котором находятся ядра и цитоплазма леммоцита — неврилеммы. Миелиновая оболочка содержит большие количества липидов и поэтому интенсивно окрашивается осмиевой кислотой. В отдельных участках в витках мезаксона между двумя его слоями остаются небольшие участки цитоплазмы. Эти уча стки не прокрашиваются осмиевой кислотой и выглядят в виде расположенных иод острым углом к осевому цилиндру светлых полосок (насечки миелина или насечки Шмидт-Лантермана). По ходу мислинового волокна есть сужения — узловые перехваты Ранвье. Они представляют собой границы двух соседних леммоцитов. В местах узловых перехватов в каждом из контактирующих леммоцитов образуется кольцо из плотно лежащих микротрубочек, которые обеспечивают плотное прилегание леммоцитов к осевому цилиндру. Кроме того, участки соседних леммоцитов образуют многочисленные отростки с интердигитациями, которыми взаимодействуют друг с другом. В области узлового перехвата осевой цилиндр расширяется, его цитолемма содержит повышенное количество натриевых каналов, отсутствующих в других участках волокна. Все расстояние между двумя соседними перехватами называется межузловым сегментом. Проведение нервного импульса по миелиновым нервным волокнам происходит в зависимости от толщины волокна со скоростью от 10 до 120 м/сек. Такая скорость обеспечивается следующим. Миелиновая оболочка действует наподобие аккумулятора — способствует накоплению электрического заряда. В области перехвата миелина нет, и весь заряд скапливается здесь. При достижении некоторого уровня он "перепрыгивает" на соседний перехват и затем на другие. Такой путь передачи импульсов называется сальтаторным (от слова сальто — прыжок). Миелиновые волокна толще безмиелиновых, причем каждое волокно содержит только один осевой цилиндр. Этот тип волокон находится в соматической нервной системе, входит в состав преганглионарных волокон ВНС. Снаружи и миелиновые, и безмиелиновые нервные волокна окружены базалыюй мембраной. ОБРАЗОВАНИЕ МИЕЛИНОВЫХ НЕРВНЫХ ВОЛОКОН (МИЕ-ЛИНОГЕНЕЗ). Образование миелиповых нервных волокон несколько различается в центральной и периферической нервной системе (ПНС) (рис. 13.8 а). В ПНС при образовании миелинового нервного волокна осе- вой цилиндр вдавливается в поверхность леммоцита, складки которого окружают осевой цилиндр и образуют мезаксон. Это первая стадия миелиноге-неза — стадия глиоза нервного волокна. Во вторую стадию (стадию мие-линогенеза) мезаксон начинает расти за счет синтеза леммоцитом все но- вых участков илазмолеммы и накручивается вокруг осевого цилиндра. Образуются многочисленные витки миелина. При этом цитоплазма леммоцита сдвигается на периферию вместе с ядрами леммоцита, образуя неврилемму. Снаружи от миелинового волокна образуется базальная мембрана. Между слоями мезаксона в некоторых местах остаются участки цитоплазмы (насечки миелина). При миелинизации нервных волокон в ЦНС погружения осевого цилиндра в цитоплазму леммоцита не происходит. Вместо этого олигоденд-роцит формирует тонкий плоский отросток. Этот отросток в форме языка охватывает осевой цилиндр, а затем, в силу образования все новых порций цитолеммы, растет и послойно накручивается вокруг осевого цилиндра, образуя витки миелина (рис. 13.8 б). Второе отличие от миелинизации в ПНС состоит в том, что один олигодендроцит может принимать участие в миелинизации многих (до 50) осевых цилиндров, образуя столько же отростков. Зоны узловых перехватов в ЦНС более широкие, в отличие от ПНС перекрытия их цитолеммой леммоцитов не происходит. Это обеспечивает более высокую скорость передачи нервного импульса. И в ЦНС, и в ПНС происходит постоянный процесс разрушения старых фрагментов миелина с замещением их новыми — ремоделирование миелина. Фагоцитоз старых компонентов миелина осуществляется как глиальными клетками, так и макрофагами РВНСТ эндоневрия. ПАТОЛОГИЯ МИЕЛИНА. Физиологическая роль миелина особенно хорошо видна при рассмотрении так называемых демиелинизирующих заболеваний (рассеянный склероз, боковой амиотрофический склероз, сирин-гомиелия и др.), т. е. заболеваний, которые связаны с нарушением образования миелина и его повышенной деструкцией. Это может быть вызвано изменением химического состава миелина под действием некоторых вирусов (вирус кори и др.), и последующей аутоимунной реакцией на измененный миелин. Демиелинизация может наступать и при многих других заболеваниях (сахарном диабете, интоксикациях и др.). При дифтерии в периферической нервной системе также имеет место демиелинизация нервных волокон, однако она связана с тем, что дифтерийный токсин, не воздействуя на предсуществующий миелин, блокирует его синтез шван-новскими клетками, т.е. ремоделирование миелина. В любом случае потеря миелина ведет к нарушению изоляции нервных волокон, замедлению проведения нервного импульса и появлению тяжелых симптомов у больного. МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ НЕРВНЫХ ВОЛОКОН Наряду с морфологической существует морфофункциональная классификация нервных волокон (см. таблицу). РЕГЕНЕРАЦИЯ НЕРВНЫХ ВОЛОКОН Физиологическая регенерация нервных волокон связана с восстановительными процессами как в осевом цилиндре, так и в леммоцитах. Она осуществляется в осевом цилиндре на внутриклеточном уровне, а стареющие шванновские клетки могут замещаться новыми, образовавшимися в результате митоза других леммоцитов. После повреждения нервного волокна по обе стороны от повреждения наступает дегенерация осевого цилиндра — уоллеровская дегенерация (рис. 13.9, 13.10). В перикарионе происходит исчезновение субстанции Ниссля — хроматолиз. Проксимальный отрезок осевого цилиндра дегенерирует на сравнительно небольшом протяжении, тогда как дистальный разрушается на всем протяжении до рабочего органа. Нейроглиоциты и макрофаги фагоцитируют продукты распада, очищают место повреждения. Затем леммоциты размножаются и образуют дорожки — ленты Бюнг-нера. На проксимальном отрезке осевого цилиндра образуется наплыв ак-соплазмы — формируется колба роста. В дальнейшем колба роста осевого цилиндра растет по дорожке из леммоцитов со скоростью 2—4 мм/сутки до тех пор, пока не достигает иннервируемого органа. При этом осевой цилиндр разветвляется на несколько отдельных веточек, самостоятельно растущих по "дорожке" лент Бюнг-нера. Через 4—6 нед. в целом восстанавливается строение и функции нейрона, появляется хроматофильная субстанция. После достижения растущим отростком нервной клетки рабочего органа вокруг новообразованного осевого цилиндра леммоциты образуют миелиновую оболочку. Успешная регенерация нервных волокон зависит от многих факторов. Замедляют или полностью останавливают регенерацию: 1) наличие в зоне повреждения мертвых тканей, которые стимулируют разрастание здесь рубцовой ткани; 2) большое расстояние между отрезками нервного волокна; 3) сильное повреждение сосудов и нарушение кровоснабжения нерва. Все это стимулирует рубцевание. Разрастание рубцовой ткани иногда вызы- вает развитие ампутационной невромы, состоящей из разросшихся отростков нейронов и глии, окруженных грубой руб-цовой тканью. Невромы могут вызывать сильные (фантомные) боли и требуют оперативного вмешательства. Поэтому для улучшения срастания нервов производят тщательное сшивание (под операционным микроскопом) отрезков нерва, кровеносных сосудов, крово-снабжающих нерв, иссекают мертвые ткани. Стимулируется регенерация фактором роста нервов, который вырабатывается слюнными железами (зализывание ран животными имеет большой физиологический смысл), простатой. Стимулируют регенерацию нервных волокон анаболические гормоны, витамины, особенно витамин В12, фолиевая кислота, оротат калия, препараты ДНК и РНК и др. В центральной нервной системе регенерация нервных волокон не наблюдается. Это связано не с отсутствием способности нейроцитов ЦНС к восстановлению отростков, а с образованием глиального рубца, нарушающего рост отростков нейроцитов. |