Нейрон: определение, структура, функции и типы

В нервная система человека выполняет одну основную, но невероятно важную функцию: общаться с различными частями тела и получать информацию от них, а также генерировать реакции на эту информацию в зависимости от ситуации.

В отличие от других систем организма, функции большинства компонентов нервной системы можно оценить только с помощью микроскопии. Хотя головной и спинной мозг можно достаточно легко визуализировать при макроскопическом осмотре, этого не удается обеспечивают хотя бы малую часть элегантности и сложности нервной системы и ее задачи.

Нервная ткань это одна из четырех основных тканей тела, остальные - мышечная, эпителиальная и соединительная ткань. Функциональная единица нервной системы - это нейрон, или нервная клетка.

Хотя нейроны, как и почти все эукариотические клетки, содержат ядра, цитоплазму и органеллы, они очень высоки. специализированы и разнообразны не только по отношению к клеткам в разных системах, но и по сравнению с разными видами нервные клетки.

Нервную систему человека можно разделить на две категории: Центральная нервная система (ЦНС), которая включает головной и спинной мозг человека, а также периферическая нервная система (ПНС), который включает в себя все остальные компоненты нервной системы.

Нервная система состоит из двух основных типов клеток: нейроны, которые являются «мыслящими» клетками, и глия, которые являются опорными клетками.

Отдельно от анатомический разделение нервной системы на ЦНС и ПНС, нервную систему также можно разделить на функциональные подразделения: соматический и автономный. «Соматический» в этом контексте переводится как «добровольный», в то время как «автономный» по существу означает «автоматический» или непроизвольный.

Вегетативную нервную систему (ВНС) можно далее разделить по функциям на симпатичный а также парасимпатический нервная система.

Первый посвящен в основном «активным» действиям, и его ускорение часто называют реакцией «бей или беги». Парасимпатическая нервная система, с другой стороны, занимается медленной деятельностью, такой как пищеварение и секреция.

Нейроны сильно различаются по своей структуре, но все они имеют четыре основных элемента: собственно тело клетки, дендриты, аксон, и терминалы аксонов.

«Дендрит» происходит от латинского слова «дерево», и при осмотре причина очевидна. Дендриты - это крошечные ветви нервной клетки, которые получают сигналы от одной или нескольких (часто многие подробнее) другие нейроны.

Дендриты сходятся на теле клетки, которое, изолированное от специализированных компонентов нервной клетки, очень напоминает «типичную» клетку.

От тела клетки идет единственный аксон, который передает интегрированные сигналы к целевому нейрону или ткани. Аксоны обычно имеют несколько собственных ветвей, хотя их меньше, чем дендритов; их называют терминалами аксонов, которые функционируют более или менее как разветвители сигналов.

В то время как, как правило, дендриты несут сигналы к телу клетки, а аксоны несут сигналы от него, ситуация в сенсорных нейронах иная.

В этом случае дендриты, идущие от кожи или другого органа с сенсорной иннервацией, сливаются непосредственно в периферический аксон, который перемещается в тело клетки; а центральный аксон затем покидает тело клетки в направлении спинного или головного мозга.

В дополнение к четырем основным анатомическим особенностям нейроны имеют ряд специализированных элементов, облегчающих их работу по передаче сигналов. электрические сигналы по их длине.

В миелиновой оболочки играет в нейронах ту же роль, что и изоляционный материал в электрических проводах. (Большая часть того, что выяснили инженеры-люди, было разработано природой очень давно, часто с еще превосходными результатами.) Миелин - это восковое вещество, состоящее в основном из липидов (жиров), которые окружают аксоны.

Миелиновая оболочка прерывается рядом промежутков, поскольку она проходит вдоль аксона. Эти узлы Ранвье разрешить то, что называется потенциал действия распространяться по аксону с высокой скоростью. Потеря миелина вызывает множество дегенеративных заболеваний нервной системы, в том числе: рассеянный склероз.

Соединения между нервными клетками и другими нервными клетками, а также тканями-мишенями, которые позволяют передавать электрические сигналы, называются синапсы. Как дырка в бублике, они представляют собой важное физическое отсутствие, а не присутствие.

Под действием потенциала действия аксональный конец нейрона высвобождает один из множества типов нейромедиатор химические вещества, которые передают сигнал через небольшую синаптическую щель и ожидающий дендрит или другой элемент на дальней стороне.

Потенциалы действиясредства, с помощью которых нервы взаимодействуют друг с другом и с ненейронными тканями-мишенями, такими как мышцы и железы, представляют собой одно из наиболее интересных достижений в эволюционной нейробиологии. Полное описание потенциала действия требует более подробного описания, чем может быть представлено здесь, но резюмирует:

Ионы натрия (Na +) поддерживаются Насос АТФазы в нейрональной мембране при более высокой концентрации вне нейрона, чем внутри него, в то время как концентрация ионы калия (K +) удерживается выше внутри нейрона, чем вне его, благодаря тому же механизму.

Это означает, что ионы натрия всегда «хотят» течь в нейрон, вниз по градиенту их концентрации, в то время как ионы калия «хотят» течь наружу. (Ионы атомы или молекулы, несущие чистый электрический заряд.)

Различные стимулы, такие как нейротрансмиттеры или механическое искажение, могут открывать специфические для вещества ионные каналы в клеточная мембрана в начале аксона. Когда это происходит, ионы Na + устремляются внутрь, нарушая работу клетки. мембранный потенциал покоя -70 мВ (милливольт) и делает его более положительным.

В ответ ионы K + устремляются наружу, чтобы восстановить мембранный потенциал до его исходного значения.

В результате деполяризация распространяется или распространяется очень быстро по аксону. Представьте, что два человека натянуты между собой веревкой, а один из них взмахивает концом вверх.

Вы увидите, как "волна" быстро движется к другому концу веревки. В нейронах эта волна состоит из электрохимической энергии и стимулирует высвобождение нейротрансмиттера из терминала (ов) аксона в синапсе.

Основные типы нейронов включают:

• Моторные нейроны (или же мотонейроны) управляющие движения (обычно добровольные, но иногда и автономные).
  
• Сенсорные нейроны обнаруживать сенсорную информацию (например, обоняние в обонятельной системе).
• Интернейроны действуют как «лежачие полицейские» в цепи передачи сигнала, чтобы модулировать информацию, передаваемую между нейронами.
  
• Разные специализированные нейроны в разных областях мозга, таких как Волокна Пуркинье а также пирамидные клетки.

В миелинизированных нейронах потенциал действия плавно перемещается между узлами Ранвье, поскольку миелиновая оболочка предотвращает деполяризацию мембраны между узлами. Причина, по которой узлы расположены так, как они есть, заключается в том, что более близкое расстояние замедлит передачу до недопустимых скоростей, в то время как больший интервал может привести к "угасанию" потенциала действия, прежде чем он достигнет следующий узел.

Рассеянный склероз (РС) - это заболевание, которым страдают от 2 до 3 миллионов человек во всем мире. Несмотря на то, что он известен с середины 1800-х годов, по состоянию на 2019 год РС неизлечимо, в основном потому, что неизвестно, что вызывает патологию, наблюдаемую при болезни. Поскольку потеря миелина в нейронах ЦНС прогрессирует с течением времени, преобладает потеря функции нейронов.

Заболевание можно лечить стероидами и другими лекарствами; это не смертельно само по себе, но чрезвычайно изнурительно, и в настоящее время проводятся интенсивные медицинские исследования, чтобы найти лекарство от рассеянного склероза.