Največji dosežek evolucije so možgani in razvit živčni sistem organizmov z vedno bolj zapleteno informacijsko mrežo, ki temelji na kemičnih reakcijah. Živčni impulz, ki poteka vzdolž procesov nevronov, je bistvo kompleksne človeške dejavnosti. V njih nastane impulz, se premika vzdolž njih in nevroni so tisti, ki jih analizirajo. Procesi nevrona so glavni funkcionalni del teh specifičnih celic živčnega sistema in o njih bomo govorili.
Izvor nevronov
Vprašanje o izvoru specializiranih celic je še danes odprto. Na to temo obstajajo vsaj tri teorije - Kleinenberg (Kleinenberg, 1872), brata Hertwig (Hertwig, 1878) in Zavarzin (Zavarzin, 1950). Vsi se nanašajo na dejstvo, da so nevroni nastali iz primarnih občutljivih ektodermalnih celic, njihovi predhodniki pa so bili globularni proteini, ki so se združili v snope. Beljakovine, ki so kasneje prejele celičneIzkazalo se je, da je membrana sposobna zaznati draženje, ustvariti in voditi vzbujanje.
Sodobne ideje o strukturi nevrona in procesih
Specializirana celica živčnega tkiva je sestavljena iz:
- Soma ali telo nevrona, ki vsebuje organele, nevrofibrile in jedro.
- Veliko kratkih procesov nevrona, imenovanih dendriti. Njihova funkcija je zaznati vzburjenje.
- En dolg proces nevrona - aksona, prekrit kot "sklopka" z mielinsko ovojnico. Glavna funkcija aksona je izvajanje vzbujanja.
Vse strukture nevrona imajo drugačno strukturo membran in so vse popolnoma različne. Med številnimi nevroni (v naših možganih jih je približno 25 milijard) ni absolutnih dvojčkov tako po videzu kot po strukturi in, kar je najpomembneje, v specifičnosti delovanja.
Kratki procesi nevronov: struktura in funkcije
Telo nevrona ima veliko kratkih in razvejanih procesov, ki jih imenujemo dendritično drevo ali dendritično območje. Vsi dendriti imajo številne veje in stične točke z drugimi nevroni. Ta mreža zaznavanja poveča raven zbiranja informacij iz okolja, ki obdaja nevron. Vsi dendriti imajo naslednje lastnosti:
- So relativno kratki - do 1 milimeter.
- Nimajo mielinske ovojnice.
- Za te nevronske procese je značilna prisotnost ribonukleotidov, endoplazmatskega retikuluma in obsežne mreže mikrotubulov, ki ima lastnoedinstvenost.
- Imajo posebne procese - bodice.
Dendritne bodice
Te izrastke dendritične membrane lahko najdemo na njihovi celotni površini v velikem številu. To so dodatne kontaktne točke (sinapse) nevrona, ki močno povečajo območje mednevronskih stikov. Poleg tega, da razširijo receptivno površino, imajo pomembno vlogo v situacijah nenadnih ekstremnih učinkov (na primer pri zastrupitvi ali ishemiji). Njihovo število se v takih primerih močno spreminja v smeri povečanja ali zmanjšanja in spodbuja telo, da poveča ali zmanjša hitrost in število presnovnih procesov.
Izvajanje postopka
Dolg proces nevrona se imenuje akson (ἀξον - os, grško), imenujemo ga tudi aksialni cilinder. Na mestu nastanka aksona na telesu nevrona je nasip, ki igra pomembno vlogo pri tvorbi živčnega impulza. Tu se povzame akcijski potencial, ki ga prejmejo vsi dendriti nevrona. Struktura aksona vsebuje mikrotubule, organelov pa skoraj ni. Prehrana in rast tega procesa je popolnoma odvisna od telesa nevronov. Ko je akson poškodovan, njihov periferni del odmre, telo in preostali del pa ostaneta sposobna preživetja. In včasih lahko nevron zraste nov akson. Premer aksona je le nekaj mikrometrov, dolžina pa lahko doseže 1 meter. Takšni so na primer aksoni nevronov hrbtenjače, ki inervirajo človeške okončine.
mielinacija aksonov
Olupino dolgih procesov nevrona tvorijo Schwannove celice. Te celice se ovijejo okoli delov aksona, njihova uvula pa se ovije okoli njega. Citoplazma Schwannovih celic je skoraj popolnoma izgubljena in ostane le membrana lipoproteinov (mielin). Namen mielinske ovojnice dolgih procesov nevronskih teles je zagotoviti električno izolacijo, kar vodi do povečanja hitrosti živčnega impulza (z 2 m/s na 120 m/s). Lupina ima razpoke - zožitve Ranvierja. Na teh mestih impulz, kot tok galvanske narave, prosto vstopi v medij in vstopi nazaj. In prav v zožitvah Ranvierja se pojavi akcijski potencial. Tako se impulz premika vzdolž aksona v skokih - od zožitve do zožitve. Mielin je bel, to je služilo kot merilo za delitev živčne snovi na sivo (nevronska telesa) in belo (poti).
Axon grmovje
Na svojem koncu se akson večkrat razveja in tvori grm. Na koncu vsake veje je sinapsa - mesto stika aksona z drugim aksonom, dendritom, telesom nevronov ali somatskimi celicami. Ta večkratna razvejanost omogoča večkratno inervacijo in podvajanje prenosa impulzov.
Sinapsa je mesto prenosa živčnih impulzov
Sinapse so edinstvene tvorbe nevronov, kjer se signal prenaša prek snovi, imenovanih mediatorji. Akcijski potencial (živčni impulz) doseže konec procesa - odebelitev aksona, ki se imenuje presinaptična regija. Obstaja več veziklov z mediatorji (vezikli). Nevrotransmiterji so biološko aktivne molekule, zasnovane za prenos živčnega impulza (na primer acetilholin v mišičnih sinapsah). Ko transmembranski tok v obliki akcijskega potenciala doseže sinapso, stimulira membranske črpalke in kalcijevi ioni vstopijo v celico. Sprožijo rupturo veziklov, mediator vstopi v sinaptično špranje in se veže na receptorje postsinaptične membrane sprejemnika impulzov. Ta interakcija sproži natrijevo-kalijeve črpalke membrane in nastane nov akcijski potencial, enak prejšnjemu.
Axon in ciljna celica
V procesu embriogeneze in postembriogeneze telesa nevroni rastejo aksone do tistih celic, ki bi jih morale inervirati. In ta rast je strogo usmerjena. Mehanizmi rasti nevronov so bili odkriti ne tako dolgo nazaj in jih pogosto primerjajo z lastnikom, ki vodi psa na povodcu. V našem primeru je gostitelj telo nevrona, povodec je akson, pes pa rastna točka aksona s psevdopodijo (psevdopodijo). Usmeritev in smer rasti aksona je odvisna od številnih dejavnikov. Ta mehanizem je zapleten in večinoma še ni popolnoma razumljen. A dejstvo ostaja - akson doseže točno svojo ciljno celico in procesi motoričnega nevrona, ki je odgovoren za mezinec, bodo zrasli v mišice mezinca.
aksonski zakoni
Pri izvajanju živčnega impulza vzdolž aksonov delujejo štirje glavni zakoni:
- Zakon anatomske in fiziološke celovitosti. Prevajanje je možno le vzdolž nepoškodovanih procesov nevronov. Za to pravilo veljajo tudi poškodbe, ki nastanejo zaradi sprememb v prepustnosti membrane (pod vplivom zdravil ali strupov).
- Zakon izolacije vzbujanja. En akson - prevodnost enega vzbujanja. Aksoni si med seboj ne delijo živčnih impulzov.
- Zakon enostranskega lastništva. Akson izvaja impulz centrifugalno ali centripetalno.
- Zakon brez izgube. To je lastnost nedekrementa - pri izvajanju impulza se ne ustavi in se ne spremeni.
Različice nevronov
Nevroni so zvezdasti, piramidni, zrnati, v obliki košare - lahko so takšni v obliki telesa. Po številu procesov so nevroni: bipolarni (po en dendrit in akson) in multipolarni (en akson in veliko dendritov). Po funkcionalnosti so nevroni senzorični, vtični in izvršilni (motorni in motorični). Ločimo nevrone Golgijevega tipa 1 in Golgijevega tipa 2. Ta razvrstitev temelji na dolžini nevronskega procesa aksona. Prva vrsta je, ko akson sega daleč čez lokacijo telesa (piramidni nevroni možganske skorje). Druga vrsta - akson se nahaja v istem območju kot telo (cerebelarni nevroni).
