ответы. Ответы на вопросы к разделу Нейрон клетка нервной системы
 Скачать 1.61 Mb.
|
|
Ответы на вопросы к разделу 1. Нейрон – клетка нервной системы. Основной структурно-функциональной единицей нервной системы является нервная клетка или нейрон. У нейрона имеется тело клетки и отростки (дендриты и аксоны). Нервный импульс распространяется всегда в одном направлении: по дендритам и по аксону тела клетки. Нейрон - система, имеющая множество входов (дендриты) и лишь один выход (аксон). Количество волокон, несущих импульс к центру превосходит число волокон несущих импульс к периферии. Нейроны можно подразделить на чувствительные, двигательные и вставочные. Во вставочных нейронах происходит предварительная, промежуточная переработка импульсов и организуются калотеральные/окольные связи. Особенно наглядно такое подразделение нейронов обнаруживается в структурах спинного мозга. Связи между нервными клетками и их отростками устанавливаются при помощи синапсов, которых производят переключение импульсов в определённом направлении от аксонов к дендриту или к телу клетки. Синаптические связи осуществляют взаимодействие различных нейронов. Существование полисинаптической нервной системы создаёт возможность формирование сложных структур, способных относительно автономно регулировать различные функции. Комплекс нейронов, участвующих в регуляции какой- либо функции, обозначается как нервный центр. Понятие «нервный центр» применимо больше в физиологическом смысле, поскольку объединение нейронов в единую функциональную группу распространяется на нервные клетки, расположенные в различных участках. Регуляция функций дыхательного центра головного мозга, центра мочеиспускания и т.д. осуществляется при одновременном участии многих отделов нервной системы. Различные нервные образования, участвующие в образовании какой-либо определённой функции, носят название функциональной системы. Функциональная система объединяет различные анатомические элементы на основе их участия организации конкретной. Например, целостную регуляцию дыхания нельзя свести к особенностям различных уровней организации. Тело нейрона содержит цитоплазму, ядро, есть микротрубочки и нейрофиламенты, органеллы и включения. 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. 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. 2. Макроглия — производная глиобластов, выполняет опорную, разграничительную, т рофическую и секреторную функции. Эпендимальные клетки (некоторые ученые выделяют их из глии вообще, некоторые — включают в макроглию) напоминают однослойный эпителий, лежат на базальной мембране и имеют кубическую или призматическую форму. В нервной системе имеются нейроглии. Нервная ткань - ткань, состоящая из нейронов макро- и микроглеи. Только взаимосвязанная работа всех элементов способна обеспечить полноценную работу мозга. Эти клетки находятся в контакте с нейронами, мозговыми оболочками, церебральными сосудами. Образуют оптимальные для нейронов условия. Глия служит опорой, питанием и разграничением нервных клеток, также выполняет секреторные функции. Количество этих клеток больше, чем нервных. Увеличение или уменьшение количества клеток может вести к развитию патологии нервной системы. Глиальные клетки классифицируются: макроглия и микроглия. Макро неоднородна, к ней относятся: эпендимальные, астроциты (форма звезды, представлены только в вегетативной нервной системе в белом и сером веществах). Каждая из групп имеет свои виды клеток. Макроглия развивается из эктодермы (наружного эмбрионального листка), имеет общее с нейронами происхождение. 3.Микроглия (особый вид клеток, разбросаны по всему веществу головного и спинного мозга, способны к фагоцитозу, основная роль связана с защитой церебральных структур от патологических агентов; уничтожение вирусов, гибнущие нейроны разрушаются). Микроглиальные макрофаги имеют мезодермальное происхождение (из среднего зародышевого листка). Элементы микроглии формируются из структур крови. Заселяют мозг на ранних этапах эмбриогенеза и дифференцируются в микроглию. В последующем число церебральных макрофагов поддерживается на необходимом уровне в результате их пролиферации. Глиальные клетки обладают рядом отличительных характеристик. Такие особенности формируют уникальные для работы нейронов условия. Глиациты способны к делению, но не способны самостоятельно осуществлять передачу неравного импульса. Мембранный потенциал глии существенно выше, чем потенциал нейронов. Это определяется концентрацией катионов кальция в цитоплазме нейронов. При воздействии раздражителей клетки глии способны отвечать лишь медленно волновыми изменениями уровня мембранного потенциала. При этом в нейронном ответе типичны «локальные спайки», т.е. пачки импульсов. Для полноценной работы нервной системы необходима слаженная работы глии и нейронов. Глиациты к дополнению сосудам и оболочкам мозга формируют строму тканей головного мозга. 4. Синапсы в нервной системе. Синапс (соединение/связь) - специализированный контакт между нервными клетками и возбудимыми образованиями. Это обеспечивает передачу возбуждения с сохранением информационной значимости этого возбуждения. С помощью синапсов осуществляется взаимодействие разнородных по функции тканей организма, т.е. взаимодействия нервной и секреторной тканей. Синаптическая область характеризуется специфическими свойствами. Само понятие было введено в 1897г. Шеррингтоном. Он называл это соединением аксона одной нервной клетки с телом другой. Все синапсы имеют принципиально общие черты строения. Имеется синаптическая бляшка, содержащая пузырьки, медиатор (вещество, способствующее передаче импульсов), гранулы гликогена и спиралевидные нити, поддерживающие синапс. Синаптическая щель - пространство между пресинаптическим окончанием и участком мембраны клетки, является непосредственным продолжением межклеточного пространства. Постсинаптическая мембрана - участок эффекторной клетки, контактирующей с пресинаптической мембраной через щель. От постсинаптической мембраны по направлению прослеживаются нежные микротрубочки, образованные молекулами белка. Им принадлежит роль распространения и обработки информации. Уникальной структурой постсинаптической мембраны являются клеточные рецепторы (сложные белковые молекулы, способные к конформации, т.е. изменению пространственной организации молекулы при взаимодействии с соответствующими им веществами, при связывании меняет свою пространственную конфигурацию). Участки такого взаимодействия называют центрами связи. В результате конформации меняется проницаемость мембранных каналов у эффекторной клетки. Это способствует ее возбуждению или торможению. Классификация синапсов. В основу положены три принципа: 1. В соответствии с морфологическим (Аксональные синапсы, Аксосоматические, Аксодендритические, Дендрадендритные, Нервномышечные. Аксоэпителиальные, Межнейронные); 2. Центральные и периферические; 3. В соответствии нейрохимичекого (по виду хим вещества, медиатора). По способу передачи возбуждения синапсы подразделяются на 3 группы: 1. Синапсы с хим. природой передачи (передача происходит медиатором. например, в мышцах); 2. Синапсы с передачей электрическим сигналом (происходит с пресинаптической на постсинаптическую мембрану. например, в сетчатке глаза. отличаются бОльшей скоростью передачи, двухсторонняя передача возбуждения); 3. Представлена смешанными синапсами, сочетающими в себе элементы химической и электрической передачи возбуждения. По конечному физиологическому эффекту и по изменению потенциала постсинаптической мембраны различают возбуждающие и тормозные синапсы. В возбуждающих синапсах генерируется возбуждающий постсинаптический потенциал. В тормозных синапсах возможны два варианта процесса: в пресинаптических окончаниях выделяется медиатор, вызывающий в мембране тормозный потенциал; тормозный синапс являющийся аксо-аксональным, обеспечивает пресинаптическое торможение. 5. Источники онтогенетического развития нейроглии. Источником ее развития является мезенхима, а клетки микроглии представляют собой глиальные макрофаги и относятся к нейроглии лишь на основании гистотопографии. Клетки микроглии могут размножаться, проявлять фагоцитарную активность, синтезировать не свойственные организму антигены, что наблюдается при некоторых заболеваниях. Нейроглия – совокупность вспомогательных клеток нервной ткани. Составляют 40% объема ЦНС. По численности их в 10 раз больше, чем нейронов. Из нервной трубки и нервного гребня происходит развитие глиобластов (предшественников макроглии). На рисунке изображено местонахождение нервной трубки и гребня. Дифференцировка - процесс реализации генетически обусловленной программы формирования специализированного фенотипа клеток Дифферон – совокупность клеточных форм, составляющих ту или иную линию дифференцировки Развитие нервной системы в онтогенезе. Пренатальный период начинается с момента слияния мужских и женских половых клеток (образования зиготы). Зигота последовательно делится, обращаясь в шаровидную бластулу. На стадии бластулы идёт дробление и образуется первичная полость - бластоцель. Затем начинается процесс гаструляции, в результате которого происходит перемещение клеток различными способами в бластоцель с образованием двухслойного зародыша. Наружный слой - эктодерма, внутренний - энтодерма. Внутри образуется полость первичной кишки. Это стадии гаструлы. На стадии нейрулы образуется нервная трубка, хорда, сомиты и др. Зачаток нервной системы начинает развиваться ещё в конце стадии гаструлы. Клеточный материал эктодерма утолщается, образуя пластинку, которая ограничивается валиком. Происходит изгибание в желоб и смыкание ее кроев в трубку. Одновременно происходит погружение нервной трубки внутрь зародыша. Однородные первичные клетки, стенки нервной трубки дифференцируются на первичные нервные клетки или нейробласты. Клетки внутреннего прилежащего к полости трубке слоя выстилают просвет полостей мозга. Все первичные клетки активно делятся, увеличивая толщину стенки мозговой трубки и уменьшая просвет нервного канала. Нейробласты дифференцируются в нейроны. При этом отростки удлиняются и превращаются в дендриты и аксоны, которые на данном этапе ещё лишены миелиновых оболочек. Миелинезация начинается с 5 месяца утробного развития и полностью завершается в возрасте 33 лет. На 5 месяце также появляются синапсы. Миелиновая оболочка формируется в приделах центральной нервной системы. В периферической формируется швановскими клетками. В первые месяцы постнатального онтогенеза продолжается интенсивный рост аксонов и дендритов и резко возрастает количество синапсов в связи с развитием нейронных сетей. Эмбриогенез головного мозга начинается с развития передней части мозговой трубки двух первичных мозговых пузырей, возникающих в результате неравномерного роста стенок нервной трубки. В начале 4 недели у зародыша пузырь делится на средний и ромбовидный пузыри. В нижней части переднего мозга выпячиваются обонятельные лопасти, из них развиваются луковицы, нервы. Из дорсолатеральных стенок выступает два глазных пузыря. В дальнейшем из них развивается сетчатка глаза, зрительные нервы и тракты. На 6 неделе эмбрионального развития передний и ромбовидный пузыри делятся на два и наступает пяти пузырная стадия развития головного мозга. Передний пузырь - конечный мозг, разделяется продольной щелью на 2 полушария. Полость также делится, образуя боковые желудочки. Мозговое вещество увеличивается неравномерно и на поверхности полушарий образуются многочисленные складки (извилины, отделенные друг от друга). Каждое полушарие разделяется на 4 доли. Из мезенхимы развиваются оболочки мозга. Серое вещество развивается и на периферии, в основании полушарий образуются ядра. Задняя часть переднего пузыря остаётся неразделенной и называется «промежуточный мозг». Функционально и морфологически он связан с органом зрения. На стадии, когда границы с конечным мозгом слабо выражены, из базальной части боковых стенок образуются парные выросты - глазные пузыри, которые соединятся с местом их происхождения при помощи глазных стебельков, в последствии превращающихся в зрительные нервы. Постнотальный онтогенез нервной системы начинается с рождения ребенка. Головной мозг новорожденного имеет массу 300-400г. После рождения прекращается образование нейронов из нейробластов, сами нейроны не делятся. Однако к 8 месяцу вес мозга удваивается, а к 4-5 годам утраивается. Масса мозга растёт за счет увеличения количества отростков и глиальных структур. После 50 лет мозг упрощается, вес понижается и в старости мозг может терять до 100г массы. У новорожденного вес спинного мозга 10г, а отношение спинного мозга к головному 1 к 100, у взрослого 1 к 49. Первый год жизни спинной мозг дифференцирован слабо. На втором этапе развития ребёнка рост спинного мозга отстаёт от роста позвоночника. В нижнем отделе сегменты спинного мозга перестают соответствовать проекции позвонков. Завершается миелинизация спинномозговых нервов. В следствии того является неточность координации спинномозговых рефлексов. Нет дифференцировки ходьбы от бега. Только к концу этого этапа улучшается координация спинномозговых рефлексов. Большие полушария. Формы их образования отличатся от взрослых. Слаборазвит лобный отдел полушарий. Недостаточно развиты извилины. Особенно плохо выражены борозды третьего порядка. В коре больших полушарий новорожденного имеется такое же количество нейронов, как у взрослых, но форма нейронов и их отростки остаются еще не развитыми. Большинство имеют овальную форму со слабо выраженными дендритами. Нет деления на слои и только в конце первого года жизни начинает определяться 6 слоев нейронов. Принимают пирамидную, треугольную, веретенообразную, звездочную формы. Постепенно заканчивается дифференцировка тел нейронов. Передача информации из одного слоя в другой не совершенна, т.к. не все аксоны покрыты миелиновой оболочкой. Непокрыты и ассоциативные пути, соединяющие ассоциативные зоны в коре больших полушарий. Не совершенен корковый анализ и синапс. В связи с незрелостью коры полушарий функции несовершенны, 22ч в сутки ребёнок спит. Отсутсвие корковых влияний приводит к хаотичности движений. Морфологическое созревание нейронов совершенствуется постепенно. Благодаря корковому контролю над спинным мозгом более совершенными становятся произвольные движения. Быстро образуются связи во второй сигнальной системе. Кора больших полушарий все ещё недоразвита. Контроль ее над ниже лежащими отделами несовершенен, особенно это касается эмоций, больше возбуждения, чем торможения. Совершенствуется мышление к 13 годам. |