Каким свойством обладает нервная клетка
Нервная ткань – совокупность связанных между собой нервных клеток (нейронов, нейроцитов) и вспомогательных элементов (нейроглии), которая регулирует деятельность всех органов и систем живых организмов. Это основной элемент нервной системы, которая делится на центральную (включает головной и спинной мозг) и периферическую (состоящую из нервных узлов, стволов, окончаний).
Основные функции нервной ткани
- Восприятие раздражения;
- формирование нервного импульса;
- быстрая доставка возбуждения к центральной нервной системе;
- хранение информации;
- выработка медиаторов (биологически активных веществ);
- адаптация организма к переменам внешней среды.
Свойства нервной ткани
- Регенерация — происходит очень медленно и возможна только при наличии неповрежденного перикариона. Восстановление утраченных отростков идет путем прорастания.
- Торможение — предотвращает возникновение возбуждения или ослабляет его
- Раздражимость — ответ на влияние внешней среды благодаря наличию рецепторов.
- Возбудимость — генерирование импульса при достижении порогового значения раздражения. Существует нижний порог возбудимости, при котором самое маленькое влияние на клетку вызывает возбуждение. Верхний порог – это величина внешнего воздействия, которая вызывает боль.
Строение и морфологическая характеристика нервных тканей
Строение нейрона
Основная структурная единица – это нейрон. Он имеет тело – перикарион (в котором находятся ядро, органеллы и цитоплазма) и несколько отростков. Именно отростки являются отличительной чертой клеток этой ткани и служат для переноса возбуждения. Длина их колеблется от микрометров до 1,5м. Тела нейронов также различных размеров: от 5 мкм в мозжечке, до 120 мкм в коре головного мозга.
До недавнего времени считалось, что нейроциты не способны к делению. Сейчас известно, что образование новых нейронов возможно, правда только в двух местах – это субвентрикулякная зона мозга и гиппокамп. Продолжительность жизни нейронов ровна длительности жизни отдельного индивидуума. Каждый человек при рождении имеет около триллиона нейроцитов и в процессе жизнедеятельности теряет каждый год 10млн клеток.
Отростки делятся на два типа – это дендриты и аксоны.
Строение аксона. Начинается он от тела нейрона аксонным холмиком, на всем протяжении не разветвляется и только в конце разделяется на ветки. Аксон – это длинный отросток нейроцита, который выполняет передачу возбуждения от перикариона.
Строение дендрита. У основания тела клетки он имеет конусообразное расширение, а дальше разделяется на множество веточек (этим обусловлено его название, «дендрон» с древнегреческого – дерево). Дендрит – это короткий отросток и необходим для трансляции импульса к соме.
По количеству отростков нейроциты делятся на:
- униполярные (есть только один отросток, аксон);
- биполярные (присутствует и аксон, и дендрит);
- псевдоуниполярные (от некоторых клеток в начале отходит один отросток, но затем он делится на два и по сути является биполярным);
- мультиполярные (имеют множество дендритов, и среди них будет лишь один аксон).
Мультиполярные нейроны превалируют в организме человека, биполярные встречаются только в сетчатке глаза, в спинномозговых узлах – псевдоуниполярные. Монополярные нейроны вовсе не встречаются в организме человека, они характерны только для малодифференцированной нервной ткани.
Нейроглия
Нейроглия – это совокупность клеток, которая окружает нейроны (макроглиоциты и микроглиоциты). Около 40% ЦНС приходится на клетки глии, они создают условия для выработки возбуждения и его дальнейшей передачи, выполняют опорную, трофическую, защитную функции.
Клетки нейроглии
Макроглия:
Эпендимоциты – образуются из глиобластов нервной трубки, выстилают канал спинного мозга.
Астроциты – звездчатые, небольших размеров с многочисленными отростками, которые образуют гематоэнцефалический барьер и входят в состав серого вещества ГМ.
Олигодендроциты – основные представители нейроглии, окружают перикарион вместе с его отростками, выполняя такие функции: трофическую, изолирования, регенерации.
Нейролемоциты – клетки Шванна, их задача образование миелина, электрическая изоляция.
Микроглия – состоит из клеток с 2-3 ответвлениями, которые способны к фагоцитозу. Обеспечивает защиту от чужеродных тел, повреждений, а также удаление продуктов апоптоза нервных клеток.
Нервные волокна — это отростки (аксоны или дендриты) покрытые оболочкой. Они делятся на миелиновые и безмиелиновые. Миелиновые в диаметре от 1 до 20 мкм. Важно, что миелин отсутствует в месте перехода оболочки от перикариона к отростку и в области аксональных разветвлений. Немиелинизированные волокна встречаются в вегетативной нервной системе, их диаметр 1-4 мкм, перемещение импульса осуществляется со скоростью 1-2 м/с, что намного медленнее, чем по миелинизированых, у них скорость передачи 5-120 м/с.
Нейроны подразделяются за функциональными возможностями:
- Афферентные – то есть чувствительные, принимают раздражение и способны генерировать импульс;
- ассоциативные — выполняют функцию трансляции импульса между нейроцитами;
- эфферентные — завершают перенос импульса, осуществляя моторную, двигательную, секреторную функцию.
Вместе они формируют рефлекторную дугу, которая обеспечивает движение импульса только в одном направлении: от чувствительных волокон к двигательным. Один отдельный нейрон способен к разнонаправленной передачи возбуждения и только в составе рефлекторной дуги происходит однонаправленное течение импульса. Это происходит из-за наличия в рефлекторной дуге синапса – межнейронного контакта.
Синапс состоит из двух частей: пресинаптической и постсинаптической, между ними находится щель. Пресинаптическая часть – это окончание аксона, который принес импульс от клетки, в нем находятся медиаторы, именно они способствуют дальнейшей передачи возбуждения на постсинаптическую мембрану. Самые распространённые нейротрансмитеры: дофамин, норадреналин, гамма аминомасляная кислота, глицин, к ним на поверхности постсинаптической мембраны находятся специфические рецепторы.
Химический состав нервной ткани
Вода содержится в значительном количестве в коре головного мозга, меньше ее в белом веществе и нервных волокнах.
Белковые вещества представлены глобулинами, альбуминами, нейроглобулинами. В белом веществе мозга и аксонных отростках встречается нейрокератин. Множество белков в нервной системе принадлежит медиаторам: амилаза, мальтаза, фосфатаза и др.
В химический состав нервной ткани входят также углеводы – это глюкоза, пентоза, гликоген.
Среди жиров обнаружены фосфолипиды, холестерол, цереброзиды (известно, что цереброзидов нет у новорожденных, их количество постепенно вырастает во время развития).
Микроэлементы во всех структурах нервной ткани распределены равномерно: Mg, K, Cu, Fe, Na. Их значение очень велико для нормального функционирования живого организма. Так магний участвует в регуляции работы нервной ткани, фосфор важен для продуктивной умственной деятельности, калий обеспечивает передачу нервных импульсов.
Нервная система контролирует, координирует и регулирует согласованную работу всех систем органов, поддержание постоянства состава его внутренней среды (благодаря этому организм человека функционирует как единое целое). При участии нервной системы осуществляется связь организма с внешней средой.
Нервная система образована нервной тканью, которая состоит из нервных клеток — нейронов — и мелких клеток-спутников (глиальных клеток), которых примерно в (10) раз больше, чем нейронов.
Нейроны обеспечивают основные функции нервной системы: передачу, переработку и хранение информации. Нервные импульсы имеют электрическую природу и распространяются по отросткам нейронов.
Клетки-спутники выполняют питательную, опорную и защитную функции, способствуя росту и развитию нервных клеток.
Нейрон — основная структурная и функциональная единица нервной системы.
Структурно-функциональной единицей нервной системы является нервная клетка — нейрон. Его основными свойствами являются возбудимость и проводимость.
Нейрон состоит из тела и отростков.
Короткие, сильно ветвящиеся отростки — дендриты, по ним нервные импульсы поступают к телу нервной клетки. Дендритов может быть один или несколько.
Каждая нервная клетка имеет один длинный отросток — аксон, по которому импульсы направляются от тела клетки. Длина аксона может достигать нескольких десятков сантиметров. Объединяясь в пучки, аксоны образуют нервы.
Длинные отростки нервной клетки (аксоны) покрыты миелиновой оболочкой. Скопления таких отростков, покрытых миелином (жироподобным веществом белого цвета), в центральной нервной системе образуют белое вещество головного и спинного мозга.
Короткие отростки (дендриты) и тела нейронов не имеют миелиновой оболочки, поэтому они серого цвета. Их скопления образуют серое вещество мозга.
Нейроны соединяются друг с другом таким образом: аксон одного нейрона присоединяется к телу, дендритам или аксону другого нейрона. Место контакта одного нейрона с другим называется синапсом. На теле одного нейрона насчитывается (1200)–(1800) синапсов.
Синапс — пространство между соседними клетками, в котором осуществляется химическая передача нервного импульса от одного нейрона к другому.
Каждый синапс состоит из трёх отделов:
- мембраны, образованной нервным окончанием (пресинаптическая мембрана);
- мембраны тела клетки (постсинаптическая мембрана);
- синаптической щели между этими мембранами
В пресинаптической части синапса содержится биологически активное вещество (медиатор), которое обеспечивает передачу нервного импульса с одного нейрона на другой. Под влиянием нервного импульса медиатор выходит в синаптическую щель, действует на постсинаптическую мембрану и вызывает возбуждение в теле клетки следующего нейрона. Так через синапс передаётся возбуждение от одного нейрона к другому.
Распространение возбуждения связано с таким свойством нервной ткани, как проводимость.
Нейроны различаются по форме
В зависимости от выполняемой функции выделяют следующие типы нейронов:
- нейроны, передающие сигналы от органов чувств в ЦНС (спинной и головной мозг), называют чувствительными. Тела таких нейронов располагаются вне ЦНС, в нервных узлах (ганглиях). Нервный узел представляет собой скопление тел нервных клеток за пределами центральной нервной системы.
- Нейроны, передающие импульсы от спинного и головного мозга к мышцам и внутренним органам называют двигательными. Они обеспечивают передачу импульсов от ЦНС к рабочим органам.
- Связь между чувствительными и двигательными нейронами осуществляется с помощью вставочных нейронов через синаптические контакты в спинном и головном мозге. Вставочные нейроны лежат в пределах ЦНС (т. е. тела и отростки этих нейронов не выходят за пределы мозга).
Скопление нейронов в центральной нервной системе называется ядром (ядра головного, спинного мозга).
Спинной и головной мозг связаны со всеми органами нервами.
Нервы — покрытые оболочкой структуры, состоящие из пучков нервных волокон, образованных в основном аксонами нейронов и клетками нейроглии.
Нервы обеспечивают связь центральной нервной системы с органами, сосудами и кожным покровом.
Различают нервы:
- чувствительные, обеспечивающие проведение импульсов от рецепторов в ЦНС;
- двигательные, состоящие из аксонов двигательных нейронов и обеспечивающие проведение импульсов из ЦНС в исполнительные органы;
- смешанные, способные проводить импульсы в обоих направлениях.
Нервные сплетения — это совокупность нервных волокон различных нервов, иннервирующих кожный покров, скелетные мышцы и внутренние органы.
Одно из наиболее известных нервных сплетений — солнечное сплетение, расположенное в брюшной полости.
Источники:
Любимова З. В., Маринова К. В. Биология. Человек и его здоровье. 8 класс. — М.: Владос.
Лернер Г. И. Биология: Полный справочник для подготовки к ЕГЭ: АСТ, Астрель.
https://schmhlpr.appspot.com/adrenergicheskiy-sinaps-shema.html
https://uchebana5.ru/cont/2713429-p4.html
Нервная система — иерархически организованная нервная ткань, пронизывающая весь организм и связывающая его в единое целое.
Нервная ткань состоит из нейронов и глии.
нейрон
Определение
Нейрон (нервная клетка) — основной структурный и функциональный элемент нервной системы.
У человека насчитывается более 100 млрд нейронов.
Взаимодействие между нейронами представляет собой передачу нервных сигналов (нервного возбуждения).
Свойства нервных клеток: возбудимость и проводимость.
Строение нейрона
Рис. 1. Нейрон
Нейрон состоит из тела (сомы) и отростков.
Тело нейрона содержит ядро (с большим количеством ядерных пор) и органеллы. Органеллы в нервной клетке те же, что и в других клетках.
Нейрон имеет развитый цитоскелет, проникающий в его отростки. Цитоскелет состоит из микрофиламентов и микротрубочек. Его функция: поддержание формы клетки, транспорт органелл и упакованных в мембранные пузырьки веществ (например, нейромедиаторов — молекул — передатчиков нервных импульсов).
Из специфических органелл присутствует тигроид (тельца Ниссля) и нейрофибриллы.
Тигроид состоит из сильно развитой шероховатой ЭПС с активными рибосомами и аппарата Гольджи; его функция — синтез специфических белков. Выглядит эта структура как «мелкая зернистость и полосатость» в теле и дендритах нейрона (отсюда и название). Длительное голодание или стресс приводит к разрушению тигроида и прекращению синтеза специфических белков.
Рис. 2. Внутреннее строение нейрона
Нейрофибриллы (нейрофиламенты) состоят из микротрубочек и являются основным структурным компонентом цитоскелета. Их функция — аксональный транспорт (перемещение веществ по аксону).
Помимо своей специфической функции в качестве проводника нервных импульсов аксон является каналом для транспорта веществ.
Аксональный (аксонный) транспорт — это перемещение веществ по аксону. Белки, синтезированные в теле клетки, нейромедиаторы и низкомолекулярные соединения перемещаются по аксону вместе с клеточными органеллами, в частности митохондриями. Для большинства веществ и органелл обнаружен также транспорт в обратном направлении. Вирусы и токсины могут проникать в аксон на его периферии и перемещаться по нему. Аксональный транспорт — активный процесс — зависит от энергии АТФ. При снижении уровня АТФ вдвое аксональный транспорт блокируется.
Различают антероградный (от тела нейрона) и ретроградный (к телу нейрона) аксонный транспорт.
Выделяют два вида отростков: короткие ветвящиеся дендриты и один длинный не ветвящийся аксон.
Дендриты ветвятся дихотомически (надвое), аксоны же дают коллатерали (боковые ответвления). В узлах ветвления обычно сосредоточены митохондрии.
Дендриты не имеют миелиновой оболочки. У большинства аксонов миелиновая оболочка имеется.
Миелиновая оболочка — электроизолирующая оболочка, покрывающая аксоны многих нейронов. Миелиновая оболочка формируется из плоского выроста тела глиальной клетки, многократно оборачивающего аксон подобно изоляционной ленте.
В периферической нервной системе миелиновую оболочку аксонов образуют шванновские клетки (несколько шванновских клеток на один аксон). В ЦНС один олигодендроцит образует миелиновую оболочку нескольким нервным клеткам.
Рис. 3. Образование миелиновой оболочки в ЦНС
Цитоплазма шванновской клетки вытесняется из пространства между спиральными витками и остается только на внутренней и наружной поверхностях миелиновой оболочки, в результате чего миелиновая оболочка представляет собой, по сути, множество слоев клеточной мембраны.
Рис. 4. Миелиновая оболочка (микрофотография)
Химический состав миелина: 70–75 % липиды, 25–30 % белки. Такое высокое содержание липидов отличает миелин от других биологических мембран.
Миелин прерывается только в области перехватов Ранвье, которые встречаются через правильные промежутки длиной примерно 1 мм (расстояние между перехватами Ранвье прямо пропорционально толщине аксона). В связи с тем что ионные токи не могут проходить сквозь миелин, вход и выход ионов осуществляется лишь в области перехватов. Это ведет к увеличению скорости проведения нервного импульса. Таким образом, по миелинизированным волокнам импульс проводится приблизительно в 5 — 10 раз быстрее, чем по безмиелиновым.
Благодаря наличию миелиновой оболочки и совершенству метаболизма на всем протяжении мембраны в покое поддерживается одинаковый заряд, который быстро восстанавливается после прохождения возбуждения.
Цвет миелинизированных нейронов белый, отсюда название «белого вещества» мозга.
Безмиелиновые волокна изолированы по другой схеме. Несколько аксонов частично погружены в изолирующую шванновскую клетку, которая не смыкается вокруг них до конца. Возбуждение постепенно охватывает соседние участки мембраны и так распространяется до конца аксона с постепенным ослаблением (т. к. происходят большие затраты энергии).
Место нейрона, от которого начинается аксон, называется аксонным холмиком. Здесь генерируется потенциал действия — специфический электрический ответ возбудившейся нервной клетки. Аксон, выходя из сомы клетки, постепенно утончается и может давать ответвления — коллатерали.
Функция аксона — передача нервного импульса к аксонным терминалиям. В месте отхождения коллатерали импульс «дублируется» и распространяется как по основному ходу — аксону, так и по коллатералям. В конце аксона имеются синаптичекие окончания — аксонные терминалии.
В цитоплазме аксона отсутствует ЭПС и аппарат Гольджи. Нейрофиламенты и микротрубочки располагаются вдоль аксона и обеспечивают транспорт белков и других веществ.
Серое вещество мозга состоит из тел нейронов и дендритов.
Белое вещество мозга состоит из аксонов.
функционирование нейрона
В нейроне нервные импульсы по дендритам проходят к соме клетки.
В аксонном холмике происходит генерация потенциала действия (нервный импульс).
Нервный импульс по аксону достигает аксонных терминалий, а с них переходит сразу на несколько нейронов или рабочих органов.
Благодаря отросткам нейроны контактируют друг с другом и образуют нейронные сети и круги, по которым циркулируют нервные импульсы. Один нейрон может иметь связи со многими (до 20 тысяч) другими нейронами.
Синапс
Определение
Синапс — место контакта между двумя нейронами или между нейроном и получающей сигнал эффекторной клеткой (клеткой рабочего органа).
Термин был введен в 1897 г. английским физиологом Чарльзом Шеррингтоном.
Служит для передачи нервного импульса между двумя клетками.
Синапсы могут возникнуть между аксоном и телом нервной клетки, аксоном и дендритом, аксоном и аксоном.
Рис. 5. Нервные синапсы
Синапсы:
возбуждающие: усиливают нервный импульс;
тормозные: ослабляют нервный импульс.
Вдоль нервного волокна нервные импульсы распространяются в виде волн электрических потенциалов.
Рис. 6. Мембранный потенциал
В синапсе происходит смена механизма распространения. Когда нервный импульс достигает пресинаптического окончания, в синаптическую щель выделяется активное химическое вещество — нейромедиатор (нейротрансмиттер). Нейромедиатор проходит через синаптическую щель и меняет проницаемость постсинаптической мембраны, в результате чего на ней возникает потенциал, вновь генерирующий распространяющийся импульс. Так действует химический синапс.
Рис. 7. Химический синапс
Встречается также электрический синапс, когда нейрон возбуждается электрически.
виды нейронов
Нейроны различаются по форме, числу отростков и функциям.
По количеству отростков нейроны бывают (см. рис. 8):
1 — униполярные нейроны (нет дендритов, только аксон);
2 — биполярные нейроны (аксон и один дендрит);
3 — псевдоуниполярные нейроны (один аксон имеет Т-образную форму);
4 — мультиполярные нейроны (один аксон и много дендритов).
Рис. 8. Виды нейронов
| Вид нейрона | Местоположение и путь | Функция |
|---|---|---|
| Чувствительные нейроны | от рецептора к ЦНС | воспринимают раздражения, преобразуют их в нервные импульсы и передают в мозг |
| Эффекторные нейроны (двигательные, секреторные) | от ЦНС к исполнительному органу | вырабатывают и посылают команды к рабочим органам |
| Вставочные нейроны (интернейроны) | в ЦНС | осуществляют связь: между чувствительными и двигательными нейронами, между сегментами спинного мозга, между спинным и головным мозгом; участвуют в обработке информации и выработке команд |
Нейроны составляют лишь 25 % от всех клеток мозга, остальные 75 % клеток относятся к нейроглии (греч. glia — клей).
нейроглия (глия)
Глиальные клетки впервые описал в 1846 г. Рудольф Вирхов. Он считал, что они «склеивают» нервные клетки.
Определение
Нейроглия — совокупность вспомогательных клеток нервной ткани.
Глиальные клетки активно делятся в течение всей жизни, и число клеток глии значительно превышает число нейронов (в 10 раз у взрослого и в 15 раз у пожилого человека). Увеличение массы мозга у ребенка в течение постнатального развития осуществляется за счет увеличения массы дендритов и клеток глии.
Рис. 9. Астроциты нейроглии
Астроциты (зеленым цветом) — один из видов глиальных клеток.
Функции нейроглии:
трофическая функция (питание нейронов);
опорная функция;
транспортная (обмен веществ между кровью и нейронами);
секреторная функция (образование спинномозговой жидкости);
разграничительная функция;
защитная функция (гематоэнцефалический барьер).
Нейроглия делится на два генетически и функционально разных вида.
Макроглия (глиоциты)
Состав:
Эпендимоциты: выстилают спинномозговой канал и желудочки мозга.
Функция: образование спинномозговой жидкости (ликвора).
Астроциты: имеют извитые отростки, переплетающиеся с отростками нейронов.
Функции:
осуществляет транспорт веществ из крови в нейроны и обратно (астроциты располагаются между капиллярами и телами нейронов);
выполняют опорную функцию, заполняя промежутки между нейронами;
образуют гематоэнцефалический барьер (физиологический барьер между кровеносной системой и ЦНС), защищающий мозг от инфекций и чужеродных веществ.
Олигодендроциты: окружают тела нейронов; входят в состав оболочек нервных волокон и нервных окончаний.
Рис. 10. Клетки нейроглии
Функции:
формируют миелиновую оболочку вокруг аксонов;
участвуют в дегенерации и регенерации нервных волокон;
обеспечивают обмен веществ.
Микроглия
Состав:
Макрофаги: имеют небольшой размер, активно передвигаются, распределены по всей ЦНС.
Функция: фагоцитоз продуктов обмена веществ и погибших нейронов.
нейрогенез
Определение
Нейрогенез — процесс образования нервных клеток.
Нейрогенез включает в себя несколько этапов:
деление (= пролиферация) клеток-предшественниц;
миграция новообразованных клеток в определенный отдел мозга;
дифференцировка новообразованных клеток;
образование нового функционирующего нейрона.
Долгое время ученые полагали, что нейрогенез у млекопитающих происходит только в эмбриональный период («нервные клетки не восстанавливаются»). Однако в последнее время исследования показали, что нейрогенез происходит в течение всей жизни человека.
Функции нервной системы
регуляция жизнедеятельности тканей, органов и их систем;
объединение (интеграция) организма в единое целое;
осуществление взаимосвязи организма с внешней средой и приспособления его к меняющимся условиям среды;
определение психической деятельности человека как основы его социального существования.
Особенности работы нервной системы
В отличие от гуморальной регуляции процессов жизнедеятельности, осуществляемой железами внутренней секреции, нервная система обеспечивает быструю передачу информации (возбуждения) вполне определенным клеткам, тканям, органам.
Отделы нервной системы
Центральная нервная система (ЦНС): головной и спинной мозг.
Периферическая нервная система: нервы, нервные узлы (ганглии), рецепторы.
Определение
Нервное волокно — длинный отросток нейрона, покрытый глиальной оболочкой.
Нерв — пучок нервных волокон, покрытых оболочкой.
По виду аксонов нервы делятся на:
чувствительные нервы: из аксонов чувствительных нейронов;
двигательные нервы: из аксонов двигательных нейронов;
смешанные нервы: из аксонов чувствительных и двигательных нейронов.
Соматическая нервная система — часть нервной системы, регулирующая деятельность скелетной (произвольной) мускулатуры.
Вегетативная нервная система — часть нервной системы, регулирующая деятельность внутренних органов, гладкой мускулатуры и обмен веществ.