Главна функция нервна система– предаване на информация с помощта на електрически стимули. За да направите това ви трябва:

1. Обмен на химикали с заобикаляща среда – мембрана– дългосрочни информационни процеси.

2. Бърз обмен на сигнали - специални зони на мембраната - синапси

3. Механизъм за бърз обмен на сигнали между клетките – спец химически вещества – посредници, секретирани от някои клетки и възприемани от други в синапсите

4. Клетката реагира на промени в синапсите, разположени на къси процеси - дендритиизползвайки бавни промени в електрическите потенциали

5. Клетката предава сигнали на дълги разстояния, използвайки бързи електрически сигнали по дълги процеси - аксони

Аксон- един в неврона, има разширена структура, провежда бързи електрически импулси от тялото на клетката

Дендрити- може да бъде много, разклонена, къса, провежда бавни постепенни електрически импулси към тялото на клетката

Нервна клетка,или неврон,се състои от тяло и процеси от два вида. ТялоНевронът е представен от ядрото и околната област на цитоплазмата. Това е метаболитният център нервна клетка; когато е унищожена, тя умира. Телата на невроните са разположени главно в главния и гръбначния мозък, т.е. в централната нервна система (ЦНС), където се образуват техните клъстери сиво вещество на мозъка.Формират се групи от тела на нервни клетки извън централната нервна система нервни възли или ганглии.

Късите, дървовидни разклоняващи се процеси, простиращи се от тялото на неврона, се наричат ​​дендрити. Те изпълняват функциите на възприемане на дразнене и предаване на възбуждане към тялото на неврона.

Най-мощният и най-дълъг (до 1 м) неразклонен процес се нарича аксон или нервно влакно. Неговата функция е да провежда възбуждане от тялото на нервната клетка до края на аксона. Той е покрит със специална бяла липидна обвивка (миелин), която действа като защита, хранене и изолация на нервните влакна едно от друго. Формират се групи от аксони в централната нервна система бели кахъримозък Стотици и хиляди нервни влакна, простиращи се извън централната нервна система, с помощта на съединителната тъкан се комбинират в снопове - нерви, които дават многобройни клонове на всички органи.

Страничните клони се простират от краищата на аксоните, завършващи с разширения - аксоптични окончания или терминали. Това е зоната на контакт с други нервни, мускулни или жлезисти белези. Нарича се синапс, чиято функция е да предава възбуждане. Един неврон може да се свърже със стотици други клетки чрез своите синапси.

Въз основа на функциите, които изпълняват, невроните се класифицират в три типа. Чувствителните (центростремителни) неврони възприемат дразнене от рецептори, възбудени под въздействието на стимули от външната среда или от самото човешко тяло, и под формата на нервен импулс предават възбуждане от периферията към централната нервна система. изпращат нервен сигнал от централната нервна система към мускулите, жлезите и т.н., т.е. към периферията. Нервните клетки, които възприемат възбуждане от други неврони и също го предават на нервните клетки, са интерневрони, или интерневрони. Те се намират в централната нервна система. Нервите, които съдържат както сензорни, така и двигателни влакна, се наричат ​​смесени.

Аня:Невроните или нервните клетки са градивните елементи на мозъка. Въпреки че имат еднакви гени, еднакви обща структураи същия биохимичен апарат като другите клетки, те също имат уникални характеристики, които правят функцията на мозъка напълно различна от функциите, да речем, на черния дроб. Смята се, че човешкият мозък се състои от 10 до 10 неврона: приблизително същия брой като звездите в нашата Галактика. Няма два неврона, които да са идентични на външен вид. Въпреки това техните форми обикновено се вписват в малък брой категории и повечето неврони имат определени структурни характеристики, които им позволяват да разграничат три области на клетката: клетъчно тяло, дендрити и аксон.

Клетъчното тяло, сома, съдържа ядрото и биохимичния апарат за синтеза на ензими и различни молекули, необходими за живота на клетката. Обикновено тялото е с приблизително сферична или пирамидална форма, с размери от 5 до 150 µm в диаметър. Дендритите и аксоните са процеси, излизащи от тялото на неврона. Дендритите са тънки тръбести израстъци, които се разклоняват многократно, образувайки, така да се каже, дървесна корона около тялото на неврона (дендроново дърво). Нервните импулси преминават по дендритите към тялото на неврона. За разлика от многобройните дендрити, аксонът е единственият и се различава от дендритите както по структурата, така и по свойствата на външната си мембрана. Дължината на аксона може да достигне един метър, той практически не се разклонява, образувайки процеси само в края на влакното, името му идва от думата ос (ос на задника). По протежение на аксона нервен импулснапуска клетъчното тяло и се предава на други нервни клетки или изпълнителни органи- мускули и жлези. Всички аксони са затворени в обвивка от Schwann клетки (вид глиални клетки). В някои случаи Швановите клетки просто обгръщат аксона в тънък слой. В много случаи клетката на Шван се увива около аксона, образувайки няколко плътни слоя изолация, наречени миелин. Миелиновата обвивка е прекъсната приблизително на всеки милиметър по дължината на аксона от тесни празнини - така наречените възли на Ранвие. В аксони, които имат обвивка от този тип, разпространението на нервен импулс става чрез прескачане от прихващане към прихващане, където извънклетъчната течност е в пряк контакт с клетъчната мембрана. Това провеждане на нервен импулс се нарича салто. Еволюционното значение на миелиновата обвивка изглежда е да запазва метаболитната енергия на неврона. Като цяло миелинизираните нервни влакна провеждат нервните импулси по-бързо от немиелинизираните нервни влакна.

Въз основа на броя на процесите невроните се разделят на еднополюсни, биполюсни и многополюсни.

Според структурата на клетъчното тяло невроните се делят на звездовидни, пирамидални, зърнести, овални и др.

Професор Ролдугина Н.П.

Лекция "Нервна тъкан"

Функции нервна тъкан

Развитие на нервната тъкан

Морфология и функции на невроните и глиоцитите

Образуване и морфология на нервните влакна

нервни окончания синапси и рефлексни дъги

Нервната тъкан е основата за структурата на органите на нервната система, осигуряваща регулацията на всички тъкани и органи, тяхната интеграция в тялото и комуникацията с околната среда.

Тялото на животните е под постоянно влияние на околната среда. С помощта на специализирани структури на нервната тъкан е възможно да се възприемат различни фактори, да се анализират и да се развият реакции. С помощта на елементи от нервната тъкан животинското тяло бързо се адаптира (адаптира) към променящите се условия на външната и вътрешната среда.

Развитие на нервната тъкан.

Нервните клетки започват да се развиват ранна фазаембриогенеза от невралната пластина, образувана от слой ектодермални клетки, разположени на дорзалната повърхност на ембриона.

Чрез етапа на невралната бразда невралната пластина се затваря в невралната тръба. След като невралната тръба се затвори в стената си, клетъчната пролиферация се увеличава, след което клетките спират да се делят и се лизират към външната зона на тръбата. Някои от тях стават предшественици на неврони - невробласти, други - предшественици на глиоцити, които запазват способността си да се делят. Нервната тъкан на мозъка се образува от предната част на невралната тръба, а от останалата част - гръбначен мозък. По време на образуването на невралната тръба някои от клетките на невралната пластина не са включени в нейния състав и образуват нервен гребен или ганглийна пластина, отстрани на която излизат неврони и глиоцити на гръбначните и автономните ганглии, клетките на пиа матер и арахноидни мембранимозък, клетки на надбъбречната медула, кожни меланоцити.

В допълнение към невралния гребен, невралните плакоди под формата на удебеления се образуват отстрани на невралната тръба в черепната област. От тях впоследствие се развиват невроните на сетивните органи.

Впоследствие в невралната тръба се обособяват четири зони: епендимална, субвентрикуларна, мантийна и маргинална.

От зоната на мантията или мантията се образуват невробласти и глиобласти, маргиналната (маргинална) зона поражда бяло вещество, състоящо се от невробластни аксони.

Нервната тъкан се състои от две взаимосвързани популации от клетки: неврони и глиоцити (невроглия).

Невроните осигуряват основните функции на нервната тъкан: възприемане на дразнене, възбуждане, образуване на нервен импулс, предаване на импулси към работните органи (мускули, жлези).

Невронът е разделен на тяло (перикарион), което съдържа голямо ядро, добре развит гранулиран ендоплазмен ретикулум, апарат на Голджи и други органели и включвания. От тялото се простират процеси - един аксон (неврит) и един или повече дендрити, обикновено разклонени. По броя на израстъците невроните се разделят на: еднополюсни с един израстък, биполярни - с два, мултиполярни - с три или повече израстъци. Едно разширение на аксона отвежда нервния импулс от тялото на неврона. Той е относително прав в сравнение с дендритите и по-дълъг; не се разклонява. Някои неврони имат процеси (колантерали), простиращи се от аксоните под прав ъгъл. Дендритите пренасят усетения стимул към тялото на неврона.

Процесите завършват с нервни окончания.

Формата на невроните е: кръгла, вретеновидна, пирамидална, звездовидна, крушовидна, т.е. най-разнообразна.

Има и големи разлики в размера от 4 µm до 150 µm.

от функционално значениеневроните са: рецепторни или чувствителни (аферентни), специализирани във възприемането на дразнене от околната среда или вътрешни органи; двигател, който провежда импулси към работните органи ( скелетни мускули, жлези); асоциативни или интеркаларни, които са свързващи връзки между сензорни и моторни неврони, те преобладават в нервната система; секреторни неврони, които могат да произвеждат невросекрети под формата на хормони (в хипоталамуса, надбъбречната медула).

Повечето неврони се характеризират с централно разположение на ядрата. В перикарията на големите нервни клетки ядрата са светли с диспергиран хроматин и добре дефинирано тъмно ядро.

В постембрионалния период от живота на тялото нервните клетки не се делят и следователно техните ядра са в състояние на интерфаза. Повечето отхроматинът има дифузно или диспергирано състояние, което, заедно с голям брой базофилни бучки в цитоплазмата на перикариона, показва висока интензивност на протеиновия синтез. Базофилните струпвания се наричат ​​тигроиди. Те са натрупвания от цистерни на гранулирания ендоплазмен ретикулум и показват наличието голямо количествонуклеинови киселини и аминокиселини. Учените са изчислили, че за една секунда в една нервна клетка се синтезират до 10 хиляди протеинови молекули.

Гранулираният ендоплазмен ретикулум и свободните полизоми отсъстват в аксоните, поради което синтезът на протеин в тях е невъзможен. Апаратът на Голджи в невроните е много развит и неговите цистерни обграждат ядрото от всички страни. Участва в образуването на лизозоми, медиатори, транспортни рецепторни протеини, както и протеини за възстановяване на структурите в цитоплазмата на клетката. Невронните структури се възстановяват в рамките на три дни.

В гладкия ендоплазмен ретикулум се синтезират въглехидрати и липиди.

В цитоплазмата на невроните и в техните процеси има много митохондрии. Те осигуряват енергия за процесите, свързани със синтеза на протеини и транспортирането на вещества от тялото към процесите и от процесите към тялото на неврона. Много митохондрии се наблюдават в аксонални хълмове (на изходните места на аксона), около тигроиди, в дебели дендрити, по цялата дължина на аксоните, в нервни окончания и синапси (места на контакт с неврони). В цитоплазмата на невроните има много специални структури - неврофибрили. Те образуват плътна мрежа в тялото на неврона (перекарион) и дендритите, а в аксоните са разположени успоредно на тяхната ос. Неврофибрилите са от съществено значение за поддържане на формата на процесите, както и за движението на продуктите на синтеза от прекариона до краищата на аксона и дендрита.

Глиоцитите или невроглията изпълняват поддържащи, ограничаващи, трофични, секреторни и защитни функции в нервната тъкан. Има макроглия и микроглия.

Макроглията включва епендимоцити, които покриват кухините в гръбначния канал и вентрикулите на мозъка, астроцити, които изпълняват поддържащи и ограничаващи функции в централната нервна система, и олигодероцити, които изпълняват същите функции и образуват мембрани около невроните и техните процеси в централната и периферната нервна система.

ЕпендимаТова е един слой от цилиндрични или кубични клетки с реснички в апикалния край. Тези клетки участват в секрецията на цереброспиналната течност и с помощта на ресничките осигуряват нейната циркулация между вентрикула и гръбначния мозък, а също така регулират състава на течността. Областите на базалната цитоплазма образуват процеси, които закотвят клетките в околната съединителна тъкан.

Астроцитисред глиалните клетки са най-многобройни. Поради множеството израстъци, простиращи се радиално от перикариона, те имат звездовидна форма. Астроцитите се делят на протоплазмени и фиброзни. Протоплазмените се срещат предимно в сива материягръбначния и главния мозък. Техните разклонени процеси са по-дебели и по-къси. Фиброзните астроцити се намират предимно в бялото вещество на гръбначния и главния мозък и образуват външната мембрана, обграждаща мозъка и гръбначния мозък. От телата им излизат множество дълги и тънки израстъци. Астроцитите изпълняват различни функции: 1) поддържаща - образува рамка, в която са разположени невроните 2) ограничаваща - процесите на астроцитите обграждат мозъчните съдове, образувайки мембрани около тях, предпазвайки невроните от директен контакт с кръвта и съединителната тъкан 3 ) трофични - астроцитите са свързани с дебелите краища на израстъците от едната страна с капиляри, а от другата с телата и израстъците на невроните, участват в метаболизма, доставят на невроните хранителни веществаи кислород и премахване на метаболитни продукти 4) изолационни - астроцитните процеси отделят телата на невроните и разположените върху тях синапси от околните елементи и регулират предаването на нервни импулси, поддържайки концентрацията на медиатори на определено ниво 5) защитно - участват във възпалителни процеси. Смята се, че астроцитите имат фагоцитна активност и са способни да улавят антигени. При наранявания на мозъка и гръбначния мозък, астроцитите образуват бариера около зони с мъртви неврони и разпадащи се миелинизирани нервни влакна. След елиминиране на разпадните продукти от макрофаги (микроглия), астроцитите мигрират към мястото на възпалението и там образуват белези.

Олигодендроцити– дребнообработени клетки. Делят се на сателитни и миелинообразуващи. Телата на сателитните (мантийни) клетки са в съседство с телата на невроните, образувайки кутии около тях. Олигодендроцитите, образуващи миелин, са подредени във вериги или успоредни редове между масите на невронните процеси. Те са силно сплескани, обграждат процесите и, усуквайки се около тях в спирала, образуват обвивка от миелин. След увреждане на нервните влакна олигодендроцитите са от съществено значение в процесите на регенерация. По този начин олигодендроцитите се намират в централната нервна система в сивото и бялото вещество и в периферната нервна система, образувайки мембраните на невроните в нервни ганглии(глиоцити на мантията) и обвивките на нервните влакна (лемоцити).

Микроглия– представени от малки звездовидни клетки с къси, слабо разклонени израстъци. Клетките са разположени по дължината на съдовете и в съединителнотъканните прегради на нервната тъкан. Микроглията се развива от хематопоетични стволови клетки. При възпалителни процеси в нервната система микроглиалните клетки се активират, превръщат се в макрофаги и изпълняват защитни и имунни функции.

В случай на нараняване микроглиите се появяват във всяка област на мозъка и допринасят за активирането на зони от нервната система, които са латентни по време на нараняване.

Нервни влакна

Процесите на нервните клетки, заедно с покриващите ги невроглиални клетки, образуват нервни влакна.

Самите процеси се наричат ​​аксиални цилиндри. Покриващите ги клетки принадлежат към групата на олигодендроцитите. Във влакната на периферната нервна система те се наричат ​​леммоцити или Шванови клетки.

В зависимост от морфологичните и функционалните характеристики се разграничават: немиелинизирани и миелинизирани влакна. Немиелинизираните нервни влакна са характерни за автономната нервна система; те показват бавно провеждане на нервните импулси. Процесът на развитие на немиелинизирано влакно се състои от факта, че няколко процеса на неврони (бъдещи аксиални цилиндри) се потапят в леммоцита, огъвайки неговата плазмалема, за да образуват вдлъбнатини (мезаксони). И всеки аксиален цилиндър се оказва, че лежи в жлеб от плазмалемата на леммоцита. По дължината на влакното има много лемоцити и всеки от тях обгражда цяла група аксиални цилиндри. Следователно немиелинизираните влакна се наричат ​​влакна от „кабелен тип“.

Миелинизираните влакна имат само един аксиален цилиндър - дендрит или аксон на нервната клетка. По време на развитието на миелиновите влакна само един процес се потапя в леммоцита, образувайки мезаксон. След това, в резултат на ротационните движения на леммоцита, мезаксона се удължава и започва да се наслоява концентрично върху аксиалния цилиндър, образувайки миелиновата обвивка. Миелинът се състои от липиди (холестерол, фосфолипиди и гликолипиди) и протеини. Цитоплазмата и ядрото на леммоцита се изтласкват към периферията на влакното, образувайки неврилема.

На границата на два леммоцита обвивката на миелиновото влакно изтънява и образува стеснение - възлово прихващане.

В местата на прихващане няма миелин, в краищата на съседни леммоцити има много пръстовидни процеси, които образуват контакти между тях.

Нервният импулс се движи по миелинизираните нервни влакна с висока скорост (от 5 до 120 m/s).

нерв

Нервните влакна са обединени от съединителнотъканна обвивка и образуват нерв.

Всяко влакно в нерва е заобиколено от тънък слой от съединителна тъкан (ендоневриум), снопове от нервни влакна са разделени от по-широки слоеве от съединителна тъкан (периневриум), в които преминават кръвоносни капиляри. Отвън нервът е покрит с фиброзна съединителна тъкан, епиневриум, богат на фибробласти, макрофаги и мастни клетки и мрежа от кръвоносни и лимфни съдове.

Нервите съдържат както миелинизирани, така и немиелинизирани влакна.

Различават се нервите.

Чувствителен

Мотор

Смесени

Чувствителенобразувани от дендрити на сензорни неврони

Моторобразувани от аксоните на двигателните неврони. Тези нерви включват черепните нерви.

Смесените нерви съдържат процеси на неврони с различни функции. Тези нерви включват гръбначните нерви.

Нервни окончания (синапси).

Това са крайните апарати на нервните влакна. Има ефекторни (моторни), рецепторни (сензорни) и интерневрални синапси.

Има два вида ефекторни нервни окончания: моторни и секреторни.

Моторните се образуват от разклонените краища на аксоните на моторните неврони на предните рога на гръбначния мозък, моторните ядра на мозъка или невроните на автономните нервни ганглии.

Нервните окончания са гладки мускулна тъканПредставлява удебеляване, около което няма леммоцити. Посредникът влиза през базална мембранаудебелен край и действа върху гладкомускулните клетки и те предават възбуждане към други миоцити чрез междинни връзки.

Двигателните окончания на набраздените мускулни влакна се наричат ​​моторни плаки. Миелинизираното нервно влакно (аксон), приближавайки се до мускулното влакно, губи миелиновите си обвивки и се разклонява на крайни клони, които се притискат в мускулното влакно, а техните плазмени мембрани се наричат ​​пресинаптични мембрани. Терминалите съдържат прозрачни везикули, съдържащи ацетилхолин, много митохондрии и никакви неврофибрили. Между плазмалемите на нервните окончания и мускулни влакнаима синаптична цепнатина, изпълнена с аморфно вещество. В мускулното влакно се образува специална ниша; няма миофибрили или напречни набраздявания; има много митохондрии и ядра; тези области се наричат ​​синаптичен полюс. В резултат на деполяризацията медиаторът навлиза в рецепторите на постсинаптичната мембрана през синаптичната цепнатина, което предизвиква възбуждане.

Секреторните нервни окончания имат крайни удебеления със синаптични везикули, също съдържащи медиатори.

Аферентните или сетивните нервни окончания се наричат ​​рецепторни окончания. Това са крайните образувания на сетивните неврони. Те са разпръснати из цялото тяло и възприемат различни дразнения както от външната среда, така и от вътрешните органи.

Рецепторите са разделени на свободни, образувани от непокрити дендритни клони под формата на храсти, бримки, пръстени и гломерули. Такива рецептори се наблюдават в епителната тъкан. Има много от тях в епидермиса на кожата, в таза на носа.

Несвободни - когато крайните разклонения са заобиколени от глиални клетки.

Несвободните окончания, покрити със съединителнотъканна капсула, се наричат ​​капсулирани. Групата от такива чувствителни окончания включва ламеларните телца на Фатер-Пачини, тактилни телца на Майснер, генитални телца, телца на Руфини (усещане на топлина), колби на Краузе (усещане на студ).

В ламеларните тела има вътрешна колба, образувана от леммоцити, в която са разположени най-тънките крайни клонове на цилиндъра на нервните влакна и капсула, състояща се от съединителнотъканни пластини, образувани от фибробласти и снопове колагенови влакна, спирално усукани.

Ламеларните тела са разположени в дълбоките слоеве на кожата и вътрешните органи.

Задължителните телца на Майснер се намират в папилите на кожата и се образуват от глиални клетки, разположени перпендикулярно на оста на телцата. Крайните разклонения на аксона се разпространяват по тяхната повърхност. Телата са покрити отгоре със съединителнотъканна капсула.

Температурната чувствителност се осъществява от терморецептори: Krause (студено) и Ruffini (топло). Те са изградени по същия начин като тактилните корпускули, само че вместо един, под капсулата проникват няколко аксиални цилиндъра.

Рецепторите на скелетните мускули се наричат ​​мускулни вретена. Те реагират на степента на разтягане на мускулните влакна. Вретеното се състои от 10-12 мускулни влакна, покрити с обща съединителнотъканна капсула, под която се разклоняват спиралните разклонения на сетивните нервни влакна.

Невросухожилните вретена са разположени на кръстовището на мускулите и сухожилията и предотвратяват мускулното преразтягане.

Интерневронни синапси.

Провеждането на нервен импулс по верига от неврони се осъществява чрез контакти - синапси. Невронът може да възприеме импулс във всяка част от повърхността си. В зависимост от това се разграничават синапсите.

Аксо-дендритни

аксо-соматичен Вълнуващ

аксо-аксонален

дендро-дендритен инхибитор

В синапсите нервните импулси се предават с помощта на химически посредници - медиатори (ацетилхолин, норепинефрин, допамин и др.)

Синапсът е разделен на пресинаптичен полюс, синаптична цепнатина и постсинаптичен полюс. Пресинаптичният полюс се образува от края на аксона на клетката, предаваща импулса.

В цитоплазмата на аксона в областта на пресинаптичния полюс има много везикули с медиатори и митохондрии. Постсинаптичната мембрана има рецептори за невротрансмитери.

Синаптичната цепнатина е пространство, ограничено от пресинаптични и постсинаптични мембрани.

Рефлексна дъга

верига от неврони, свързан приятелсинапсира помежду си и осигурява провеждането на нервен импулс от рецептора на сетивния неврон до еферентния завършек на моторния неврон в работния орган се нарича рефлексна дъга.

Най-простият рефлексна дъгасе състои от два неврона - чувствителен и двигателен. Но в повечето случаи интеркаларните или асоциативните неврони са включени между сетивните и моторните неврони.

Здравейте читатели на моя проект "Биология за ученици"! Подготовката за изпити, контролни и държавни изпити, както и есетата и презентациите отнемат много време, ако се подготвят по учебници. Има три начина за подготовка за изпита: чрез учебник, чрез лекции и търсене в Интернет. Подготовката по учебник отнема много време. Що се отнася до лекциите, не всеки има добри лекции, тъй като не всички учители ги четат добре, а освен това не всеки има време да ги запише. И остава третият вариант – да търсим отговори на въпроси в интернет. Не е тайна, че в момента повечето студенти предпочитат този вариант.

През петте години на обучение във Факултета по биотехнологии и биология подготовката за сесията ми отне много време. В RuNet няма много биологични сайтове. Бележки по икономика, история, социология, политически науки и математика са много лесни за намиране. А отговорите на въпроси по ботаника, зоология, генетика, биофизика и биохимия са много по-трудни. Сигурно защото биологията не е най-разпространената специалност. Освен това биологичните предмети не са общообразователни, за разлика например от икономиката и историята, които се изучават в почти всяка специалност. В RuNet не намерих нито един сайт, който да предостави необходимото съдържание за подготовка за изпити, тестове и държавни изпити по биологични дисциплини. И реших да го създам.

Този проект е все още много млад (регистрирах името на домейна в края на октомври 2015 г.) и освен това нямам много време да го развивам. Поради това не се развива много бързо. В момента тук са представени бележки по не всички теми (редовно добавям нови материали към сайта) и скоро ще видите не само много още бележкии резюмета, но и др интересни материали. Ще подобрявам и развивам този проект. Ако имате някакви предложения как да подобрим този сайт, моля, пишете ми, като оставите съобщение във формата за контакт.

Също така искам да ви помоля да разкажете на вашите съученици, приятели и познати, които са студенти по биологични специалности за този сайт. Това ще помогне за развитието на този проект.

В допълнение към записките за изпитите, на нашия уебсайт можете да изтеглите напълно безплатно резюмета, презентации, курсови работи и дори дипломни работи по биологични теми. Нашата база данни обаче все още не е голяма. В бъдеще ние редовно го актуализираме и планираме да създадем голяма база данни с резюмета, презентации, курсови работи и дисертации по всички биологични теми. Можете да ни помогнете да ускорим този процес, като изпратите вашите резюмета на нашия имейл адрес: Този имейл адрес е защитен от спам ботове. Трябва да имате активиран JavaScript, за да го видите. или в

Основната единица на нервната система е невронът, специализирана клетка, която предава нервни импулси или сигнали към други неврони, жлези и мускули. Разбирането на работата на невроните е важно, защото без съмнение те пазят тайните на функционирането на мозъка и съответно тайните на човешкото съзнание. Ние знаем тяхната роля в предаването на нервните импулси и знаем как някои нервни механизми; но тепърва започваме да научаваме повече за тях сложни функциив процесите на паметта, емоциите и мисленето.

Има два вида неврони в нервната система: много малки неврони, известни като локални неврони, и по-големи неврони, наречени макроневрони. Въпреки че повечето неврони са локални, едва наскоро започнахме да разбираме как функционират. Всъщност, дълго време много изследователи вярваха, че тези малки неврони изобщо не са неврони или че са незрели и неспособни да предават информация. Днес знаем, че локалните неврони всъщност предават сигнали към други неврони. Те обаче обменят сигнали предимно със съседни неврони и не предават информация на дълги разстояния в тялото, както правят макроневроните.

От друга страна, макроневроните са подробно проучени и затова фокусът ни ще бъде върху тези неврони. Въпреки че макроневроните се различават значително по размер и външен вид, всички те имат някои основни характеристики(виж Фиг. 2.1) Много от тях се простират от тялото на клетката къси издънки, наречени дендрити (от гръцки dendron – дърво). Дендритите и клетъчното тяло получават нервни импулси от съседни неврони. Тези съобщения се предават на други неврони (или мускули и жлези) чрез тънко, тръбесто разширение на клетката, наречено аксон. Краят на аксона е разделен на редица тънки разклонения, разклонения, в краищата на които има малки удебеления, наречени синаптични окончания.

Ориз. 2.1.

Стрелките показват посоката на движение на нервния импулс. Някои аксони се разклоняват. Тези клонове се наричат ​​обезпечения. Аксоните на много неврони са покрити с изолираща миелинова обвивка, което позволява да се увеличи скоростта на предаване на нервните импулси.

Всъщност синаптичното окончание не докосва неврона, който възбужда. Има малка празнина между синаптичния терминал и тялото или дендрита на приемащата клетка. Тази връзка се нарича синапс, а самата празнина се нарича синаптична цепнатина. Когато нервен импулс се движи по аксон и достигне синаптичен терминал, той задейства освобождаването на химикал, наречен невротрансмитер (или просто предавател). Трансмитерът прониква в синаптичната цепнатина и стимулира следващия неврон, като по този начин предава сигнал от един неврон на друг. Аксоните от много неврони осъществяват синаптичен контакт с дендритите и клетъчното тяло на отделен неврон (фиг. 2.2).

Ориз. 2.2.

Много различни аксони, всеки от които се разклонява многократно, контактува синаптично с дендритите и клетъчното тяло на отделен неврон. Всеки краен клон на аксон има удебеляване, наречено синаптичен терминал, който съдържа химикал, освободен и пренесен от нервния импулс през синапса към дендрита или клетъчното тяло на приемащия неврон.

Въпреки че всички неврони имат такива Общи черти, те са много разнообразни по форма и размер (фиг. 2.3). В неврона на гръбначния мозък аксонът може да бъде дълъг 3-4 фута и да се простира от края на гръбначния стълб до мускулите палецКрака; един неврон в мозъка може да е с размер само няколко хилядни от инча.

Ориз. 2.3.

Аксонът на неврона на гръбначния мозък може да бъде дълъг няколко фута (не е показан изцяло).

В зависимост от това какво правят общи функцииневроните са разделени на три категории. Сензорните неврони предават импулси от рецепторите към централната нервна система. Рецепторите са специализирани клетки в сетивните органи, мускулите, кожата и ставите, които са способни да откриват физически или химични промени и да ги превръщат в импулси, които се движат по сетивните неврони. Моторните неврони пренасят сигнали от главния или гръбначния мозък до изпълнителните органи, т.е. мускулите и жлезите. Интерневроните получават сигнали от сетивните неврони и изпращат импулси към други интерневрони и моторни неврони. Интерневроните се намират само в мозъка, очите и гръбначния мозък.

Нервът е сноп от дълги аксони, принадлежащи на стотици или хиляди неврони. Единичен нерв може да съдържа аксони както от сензорни, така и от двигателни неврони.

В допълнение към невроните, нервната система съдържа много клетки, които не са нервни клетки, но са разпръснати между - и често около - невроните; те се наричат ​​глиални клетки. Броят на глиалните клетки надвишава броя на невроните 9 пъти и те заемат повече от половината от обема на мозъка. Наименованието им (от гръцки glia - лепило) се определя от една от функциите им - фиксиране на невроните на техните места. В допълнение, те произвеждат хранителни вещества, необходими за здравето на невроните и „се пазят“, така да се каже, като почистват невронната среда (на синаптичните места), като по този начин поддържат сигналната способност на невроните. Неконтролираната пролиферация на глиални клетки е причина за почти всички мозъчни тумори.

Оценките за броя на невроните и глиалните клетки в човешката нервна система варират значително и зависят от метода на преброяване; докато учените стигнат до консенсус относно броя им. Само в човешкия мозък, според различни оценки, има от 10 милиарда до 1 трилион неврони; независимо от изчисления брой неврони, броят на глиалните клетки е приблизително 9 пъти по-голям (Groves & Rebec, 1992). Тези числа изглеждат астрономически, но такъв брой клетки несъмнено е необходим, предвид сложността на човешкото поведение.

Потенциали за действие

Информацията се предава по неврона под формата на нервен импулс, наречен потенциал на действие, електрохимичен импулс, пътуващ от дендритната област до края на аксона. Всеки потенциал на действие е резултат от движението на електрически заредени молекули, наречени йони, вътре и извън неврона. Описаните по-долу електрически и химични процеси водят до образуването на потенциал за действие.

Клетъчната мембрана е полупропусклива; това означава, че някои химикали могат лесно да преминат през клетъчната мембрана, докато други не могат да преминат, освен ако специалните проходи в мембраната не са отворени. Йонните канали са подобни на поничка протеинови молекули, които образуват пори в клетъчната мембрана (Фигура 2.4). Чрез отваряне или затваряне на пори тези протеинови структури регулират потока от електрически заредени йони като натрий (Na+), калий (K+), калций (Ca++) или хлор (Cl-). Всеки йонен канал действа селективно: когато е отворен, той пропуска само един вид йони.

Ориз. 2.4.

Химикали като натрий, калий, калций и хлорид преминават през клетъчната мембрана през торовидни протеинови молекули, наречени йонни канали.

Невронът, когато не предава информация, се нарича неврон в покой. В покойния неврон отделните протеинови структури, наречени йонни помпи, помагат да се поддържа неравномерното разпределение на различни йони през клетъчната мембрана, като ги изпомпват в или извън клетката. Например, йонните помпи пренасят Na+ извън неврона всеки път, когато той влезе в него, и изпомпват K+ обратно в неврона всеки път, когато той излезе. Така невронът в покой поддържа висока концентрация на Na+ извън клетката и ниска концентрация вътре в клетката. Действието на тези йонни канали и помпи създава поляризация клетъчната мембрана, който има положителен заряд отвън и отрицателен заряд отвътре.

Когато се стимулира неврон в покой, потенциалната разлика през клетъчната мембрана намалява. Ако спадът на напрежението е достатъчен, натриевите канали в точката на стимулация ще го направят кратко времеотварят и Na+ йони проникват в клетката. Този процес се нарича деполяризация; Сега вътрешна странаМембраната в тази област се оказва положително заредена спрямо външната. Съседните натриеви канали усещат този спад на напрежението и на свой ред се отварят, причинявайки деполяризация на съседните области. Този самоподдържащ се процес на деполяризация, разпространяващ се по тялото на клетката, се нарича нервен импулс. Докато този импулс преминава през неврона, натриевите канали зад него се затварят и йонните помпи се включват, бързо възстановявайки първоначалното състояние на покой в ​​клетъчната мембрана (фиг. 2.5).

Ориз. 2.5.

А) По време на действието на потенциала, натриевите порти в невронната мембрана са отворени и натриевите йони навлизат в аксона, носейки със себе си положителен заряд, б) Когато възникне потенциал на действие във всяка точка на аксона, натриевите порти се затварят в тази точка и се отварят в следващата разположена по дължината на аксона. Когато натриевите порти са затворени, калиевите порти са отворени и калиевите йони излизат от аксона, носейки със себе си положителен заряд (адаптирано от Starr & Taggart, 1989).

Скоростта, с която нервният импулс се движи по аксона, може да варира от 3 до 300 km/h, в зависимост от диаметъра на аксона: като правило, колкото по-голям е диаметърът, толкова по-висока е скоростта. Скоростта може също да зависи от това дали аксонът има миелиново покритие. Това покритие се състои от специални глиални клетки, които обгръщат аксона и се движат една след друга с малки прекъсвания (пролуки) (както на фиг. 2.1). Тези малки пропуски се наричат ​​възли на Ранвие. Благодарение на изолационните свойства на миелиновото покритие изглежда, че нервният импулс прескача от един възел на Ранвие към следващия, процес, известен като солтаторна проводимост, което значително увеличава скоростта на предаване по аксона. (Терминът солтаторен произлиза от латинската дума saltare, което означава „скачаш“.) Наличието на миелинови покрития е характерно за висшите животни и е особено разпространено в онези части на нервната система, където скоростта на предаване е критичен фактор. Множествена склероза, придружено от тежка сензомоторна дисфункция на нервната система, е заболяване, при което тялото разрушава собствения си миелин.

Синаптично предаване на импулси

Синаптичните връзки между невроните са изключително важни, защото това е мястото, където клетките предават своите сигнали. Отделен неврон се разрежда или задейства, когато стимулацията, достигаща до него през множество синапси, надхвърли определен праг. Невронът се разрежда с един кратък импулс и след това остава неактивен за няколко хилядни от секундата. Големината на нервния импулс е постоянна и не може да бъде предизвикана, докато стимулът не достигне прагово ниво; това се нарича законът "всичко или нищо". Веднъж започнал нервен импулс, той се разпространява по протежение на аксона, достигайки много от неговите окончания.

Както вече казахме, в синапса невроните не контактуват директно; има малка междина, през която трябва да се предаде сигналът (фиг. 2.6). Когато нервен импулс се движи по аксон и достигне синаптичен терминал, той стимулира разположените там синаптични везикули. Те са малки топчета, които съдържат невротрансмитери; когато се стимулират, везикулите освобождават тези невротрансмитери. Невротрансмитерите проникват през синаптичната празнина и се улавят от молекулите на приемащия неврон, разположен в неговата клетъчна мембрана. Молекулите на предавателя и рецептора пасват една към друга подобно на парчета от разчленен пъзел или ключ към ключалка. Въз основа на съотношението на две молекули по принципа „ключ-заключване” се променя пропускливостта на мембраната на възприемащия неврон. Някои медиатори, заедно с техните рецептори, имат възбуждащ ефект и повишават пропускливостта към деполяризация, докато някои имат инхибиращ ефект и намаляват пропускливостта. При възбуждащ ефект вероятността от възбуждане на неврон се увеличава, а при инхибиторен ефект намалява.

Ориз. 2.6.

Предавателят се доставя до пресинаптичната мембрана в синаптичните везикули, които се смесват с тази мембрана, освобождавайки съдържанието си в синаптичната цепнатина. Трансмитерните молекули проникват през празнината и се свързват с рецепторните молекули на постсинаптичната мембрана.

Един неврон може да има много хиляди синапси с мрежа от други неврони. Някои от тези неврони освобождават възбуждащи предаватели, други инхибиращи. В зависимост от техния характерен модел на изстрелване, различните аксони освобождават различни трансмитерни вещества по различно време. Ако в определено времеи на определена областклетъчната мембрана, възбуждащите ефекти върху приемащия неврон започват да надвишават инхибиторните, след което настъпва деполяризация и невронът се разрежда с импулс съгласно закона "всичко или нищо".

След като молекулите на трансмитера се освободят и преминат през синаптичната цепнатина, тяхното действие трябва да бъде много кратко. В противен случай ефектът от медиатора ще продължи твърде дълго и прецизният контрол ще стане невъзможен. Кратката продължителност на действие се постига по един от двата начина. Някои предаватели се отстраняват почти моментално от синапса чрез повторно поемане, процес, при който предавателят се абсорбира отново в синаптичните терминали, от които е бил освободен. Повторното захващане спира действието на предавателя и елиминира необходимостта аксонните окончания да произвеждат допълнително това вещество. Действието на други трансмитери спира поради разграждане, процес, при който ензимите, съдържащи се в мембраната на приемащия неврон, инактивират трансмитера, като го разрушават химически.

Невротрансмитери

Известни са повече от 70 различни медиатора и няма съмнение, че ще бъдат открити още. В допълнение, някои медиатори могат да се свържат с повече от един тип рецепторна молекула и да причинят различни ефекти. Например, невротрансмитерът глутамат може да активира най-малко 16 различни типа рецепторни молекули, позволявайки на невроните да реагират по различни начини на един и същ невротрансмитер (Westbrook, 1994). Някои невротрансмитери са възбуждащи в някои области и инхибиращи в други, тъй като в тези процеси участват два различни типа рецепторни молекули. В тази глава, разбира се, не можем да говорим за всички невротрансмитери, открити в нервната система, затова ще се спрем подробно на някои от тях, които имат значително влияние върху поведението.

Ацетилхолин (ACCh) се намира в много синапси в нервната система. Като цяло той е възбуждащ невротрансмитер, но може да бъде и инхибиторен, в зависимост от това какъв тип рецепторна молекула се намира в мембраната на приемащия неврон. ACH е особено често срещан в хипокампуса - областта преден мозък, който играе ключова роля при формирането на нови следи от памет (Squire, 1987).

Болестта на Алцхаймер (предстарческа склероза на мозъка. - бележка на преводача) е тежко заболяване, което често се проявява в напреднала възраст и е придружено от нарушения на паметта и други когнитивни функции. Доказано е, че при болестта на Алцхаймер невроните на предния мозък, които произвеждат ACh, са дегенерирани и способността на мозъка да произвежда ACh е съответно намалена; Колкото по-малко ACh се произвежда от предния мозък, толкова по-голяма е загубата на паметта.

ACH се освобождава и във всички синапси, образувани между нервните окончания и скелетните мускулни влакна. ACH се доставя до крайните пластини - малки образувания, разположени върху мускулните клетки. Крайните плочи са покрити с рецепторни молекули, които, когато се активират от ацетилхолин, предизвикват химическа реакция между молекулите вътре в мускулните клетки, карайки ги да се свиват. Някои лекарства, които повлияват ACh, могат да причинят мускулна парализа. Например отровата botulinum, секретирана от някои видове бактерии в лошо затворена консервирана храна, блокира освобождаването на ACh в невромускулните връзки и може да причини смърт от парализа на дихателните мускули. Някои военни нервнопаралитични газове, както и много пестициди, причиняват парализа чрез унищожаване на ензимите, които разграждат ACh, след като невронът е включен; когато процесът на разцепване е нарушен, възниква неконтролирано натрупване на ACh в нервната система и нормалното синаптично предаване става невъзможно.

Норепинефринът (NE) е невротрансмитер, произвеждан от много неврони в мозъчния ствол. Добре известни лекарства като кокаин и амфетамини удължават ефектите на норепинефрин, като забавят обратното му усвояване. Поради забавянето на обратното захващане, активирането на рецептивния неврон отнема повече време, което обяснява психостимулиращия ефект на тези лекарства. Литият, напротив, ускорява обратното усвояване на NE, причинявайки депресивно настроение у човек. Всяко вещество, което повишава или намалява нивото на NE в мозъка, съответно ще повиши или намали настроението на човека.

Допамин. Химически допаминът е много близък до норепинефрина. Освобождаването на допамин в определени области на мозъка предизвиква интензивно чувство на удоволствие и в момента се провеждат изследвания, изследващи ролята на допамина в развитието на зависимости. Твърде много допамин в определени области на мозъка може да причини шизофрения, докато твърде малко допамин в други области може да доведе до болестта на Паркинсон. Лекарства, използвани за лечение на шизофрения, като торазин или клозапин, блокират допаминовите рецептори. За разлика от това, лекарството L-dopa, което най-често се предписва на страдащи от болестта на Паркинсон, повишава количеството на допамин в мозъка.

Серотонин. Серотонинът принадлежи към същата група химикали, наречени моноамини, като допамин и норепинефрин. Подобно на норепинефрин, серотонинът играе важна роля в регулирането на настроението. Така, ниско нивосеротонинът се свързва с чувството на депресия. Специфични антидепресанти, наречени селективни инхибитори на обратното захващане на серотонина (SSRIs), са разработени за повишаване на нивата на серотонин в мозъка чрез блокиране на обратното захващане на серотонин в пресинаптичните терминали на невроните. Прозак, Золофт и Паксил, лекарства, обикновено предписвани за лечение на депресия, са инхибитори на обратното захващане на серотонина. Серотонинът също играе важна роля в регулирането на съня и апетита и следователно се използва и при лечението на хранителното разстройство булимия. Променящото настроението лекарство LSD действа чрез повишаване на нивата на серотонин в мозъка. LSD е химически подобен на невротрансмитера серотонин. повлияване на емоциите. Доказателствата показват, че LSD се натрупва в някои мозъчни клетки, където имитира ефектите на серотонина и по този начин създава повишена стимулация на тези клетки.

GABA. Друг известен медиатор е гама-аминомаслена киселина(GABA), който е един от основните инхибиторни предаватели в нервната система. Например лекарството пикротоксин блокира GABA рецепторите и причинява конвулсии, тъй като липсата на инхибиращ ефект на GABA затруднява контрола на движението на мускулите. Някои транквиланти, базирани на свойството на GABA да засилват инхибирането, се използват за лечение на пациенти, страдащи от тревожност.

Глутамат. Възбуждащият невротрансмитер глутамат присъства в повече неврони на централната нервна система, отколкото всеки друг невротрансмитер. Има поне три подвида глутаматни рецептори и се смята, че един от тях играе роля в ученето и паметта. Нарича се NMDA рецептор, след името на веществото, използвано за откриването му (N-метил D-аспартат). Невроните в хипокампуса (регион близо до средата на мозъка) съдържат най-много NMDA рецептори и има различни доказателства, показващи, че тази област играе критична роля при формирането на нови следи от паметта.

NMDA рецепторите се различават от другите рецептори по това, че изискват последователни сигнали от два различни неврона, за да се активират. Сигналът от първия от тях повишава чувствителността на клетъчната мембрана, в която се намира NMDA рецепторът. След повишаване на чувствителността, втори сигнал (глутаминов предавател от друг неврон) ще може да активира този рецептор. Когато получава такъв двоен сигнал, NMDA рецепторът пропуска много калциеви йони в неврона. Техният приток причинява дълготрайна промяна в невронната мембрана, което я прави по-чувствителна към оригиналния сигнал при следващото му повторение; това явление се нарича дългосрочно потенциране или LTP (фиг. 2.7).

Ориз. 2.7.

Диаграмата показва възможен механизъм за влияние на NMDA рецепторите върху дългосрочни промени в силата на синаптичните връзки (LTP ефект). Когато първият предаващ неврон освобождава невротрансмитери, те активират не-NMDA рецептори на приемащия неврон (1), които частично деполяризират клетъчната мембрана (2). Тази частична деполяризация повишава чувствителността на NMDA рецепторите, така че те вече могат да бъдат активирани от глутаматни предаватели, освободени от втория предаващ неврон (3). Активирането на NMDA рецепторите води до отваряне на свързаните калциеви канали (4). Калциевите йони влизат в клетката и взаимодействат с различни ензими (5), което се смята, че води до преструктуриране на клетъчната мембрана (6). В резултат на преструктурирането чувствителността на приемащия неврон се повишава към предавателите, освободени от първия неврон, така че последният в крайна сметка ще може сам да активира приемащия неврон; Така се получава ефектът от дълготрайното потенциране.

Този механизъм, при който два сближаващи се сигнала укрепват синаптичната връзка, може да обясни как отделните събития са свързани в паметта. Например, в експеримент с асоциативно обучение, звукът на звънец беше незабавно последван от представянето на храна. Когато кучето види храна, то отделя слюнка. Но с повтарящи се комбинации от звук и храна, кучето се научава да отделя слюнка само при звука на звънеца: това може да означава, че сигналът на звънеца и сигналът за храна са се събрали в синапсите, които причиняват слюноотделяне. Когато двойката звънец-храна се представя достатъчно многократно, тези синаптични връзки се укрепват от LTP и с течение на времето звукът на звънеца сам по себе си кара кучето да отделя слюнка. Въз основа на механизма NMDA е създадена интересна теория за асоцииране на събитията в паметта, която сега се развива активно (Malonow, 1994; Zalutsky & Nicoll, 1990).

Изследванията на невротрансмитери и рецептори станаха широко разпространени практическа употреба. Някои от техните приложения са описани в раздела „На преден план психологически изследвания“ на следващата страница.