Lielākais evolūcijas sasniegums ir smadzenes un attīstītā organismu nervu sistēma ar arvien sarežģītāku informācijas tīklu, kura pamatā ir ķīmiskās reakcijas. Nervu impulss, kas iet gar neironu procesiem, ir sarežģītas cilvēka darbības kvintesence. Tajos rodas impulss, tas pārvietojas pa tiem, un tie ir neironi, kas tos analizē. Neirona procesi ir šo specifisko nervu sistēmas šūnu galvenā funkcionālā daļa, un mēs par tiem runāsim.
Neironu izcelsme
Jautājums par specializēto šūnu izcelsmi joprojām ir atklāts šodien. Par šo tēmu ir vismaz trīs teorijas – Kleinenbergs (Kleinenbergs, 1872), brāļi Hertvigs (Hertvigs, 1878) un Zavarzins (Zavarzins, 1950). Tie visi ir saistīti ar faktu, ka neironi radās no primārajām jutīgajām ektodermālajām šūnām, un to priekšteči bija globulāri proteīni, kas apvienojās saišķos. Olb altumvielas, kas pēc tam saņēma šūnumembrāna, izrādījās spējīga uztvert kairinājumu, radīt un vadīt ierosmi.
Mūsdienu idejas par neirona struktūru un procesiem
Specializēta nervu audu šūna sastāv no:
- Soma vai neirona ķermenis, kas satur organellas, neirofibrillas un kodolu.
- Daudzi īsi neirona procesi, ko sauc par dendritiem. Viņu funkcija ir uztvert uzbudinājumu.
- Viens ilgstošs neirona process - aksons, pārklāts kā "sajūgs" ar mielīna apvalku. Aksona galvenā funkcija ir vadīt ierosmi.
Visām neirona struktūrām ir atšķirīga membrānu struktūra, un tās visas ir pilnīgi atšķirīgas. Starp daudzajiem neironiem (mūsu smadzenēs to ir aptuveni 25 miljardi) nav absolūtu dvīņu gan pēc izskata, gan uzbūves un, galvenais, funkcionēšanas specifikas.
Īsi neironu procesi: struktūra un funkcijas
Neirona ķermenī ir daudz īsu un sazarotu procesu, ko sauc par dendrītu koku vai dendrītu reģionu. Visiem dendritiem ir daudz zaru un saskares punktu ar citiem neironiem. Šis uztveres tīkls palielina informācijas iegūšanas līmeni no neironu apkārtējās vides. Visiem dendritiem ir šādas īpašības:
- Tie ir salīdzinoši īsi - līdz 1 milimetram.
- Viņiem nav mielīna apvalka.
- Šos neironu procesus raksturo ribonukleotīdu klātbūtne, endoplazmatiskais tīkls un plašs mikrotubulu tīkls, kam ir savsunikalitāte.
- Tiem ir specifiski procesi – muguriņas.
Dendrīta muguriņas
Šie dendrītiskās membrānas izaugumi lielā skaitā ir atrodami uz visas to virsmas. Tie ir neirona papildu kontaktpunkti (sinapses), kas ievērojami palielina starpneuronu kontaktu laukumu. Papildus uztverošās virsmas paplašināšanai tiem ir svarīga loma pēkšņu ekstremālu seku situācijās (piemēram, saindēšanās vai išēmijas gadījumā). To skaits šādos gadījumos krasi mainās pieauguma vai samazināšanās virzienā un stimulē organismu palielināt vai samazināt vielmaiņas procesu ātrumu un skaitu.
Procesa vadīšana
Neirona garo procesu sauc par aksonu (ἀξον - ass, grieķu val.), to sauc arī par aksiālo cilindru. Aksona veidošanās vietā uz neirona ķermeņa atrodas pilskalns, kam ir svarīga loma nervu impulsa veidošanā. Šeit tiek summēts darbības potenciāls, kas saņemts no visiem neirona dendritiem. Aksona struktūrā ir mikrotubulas, bet gandrīz nav organellu. Šī procesa uzturs un augšana ir pilnībā atkarīga no neironu ķermeņa. Kad aksons ir bojāts, to perifērā daļa mirst, bet ķermenis un pārējā daļa paliek dzīvotspējīgi. Un dažreiz neirons var izaudzēt jaunu aksonu. Aksona diametrs ir tikai daži mikrometri, bet garums var sasniegt 1 metru. Tādi, piemēram, ir muguras smadzeņu neironu aksoni, kas inervē cilvēka ekstremitātes.
Aksona mielinizācija
Neirona garo procesu apvalku veido Švāna šūnas. Šīs šūnas aptin ap aksona daļām, un to uvula aptin to. Schwann šūnu citoplazma ir gandrīz pilnībā zaudēta un paliek tikai lipoproteīnu (mielīna) membrāna. Neironu ķermeņu garo procesu mielīna apvalka mērķis ir nodrošināt elektrisko izolāciju, kas izraisa nervu impulsa ātruma palielināšanos (no 2 m/s līdz 120 m/s). Apvalkam ir plīsumi - Ranvier saraušanās. Šajās vietās impulss, tāpat kā galvaniskas dabas strāva, brīvi iekļūst vidē un ieiet atpakaļ. Un tieši Ranvjē sašaurināšanā rodas darbības potenciāls. Tādējādi impulss virzās pa aksonu lēcieniem - no sašaurināšanās uz sašaurināšanos. Mielīns ir b alts, tas kalpoja kā kritērijs nervu vielas sadalīšanai pelēkā (neironu ķermeņi) un b altā (ceļi).
Aksona krūmi
Aksons savā galā daudzas reizes sazarojas un veido krūmu. Katra zara galā atrodas sinapse - aksona kontakta vieta ar citu aksonu, dendrītu, neironu ķermeni vai somatiskajām šūnām. Šī daudzkārtējā atzarošana nodrošina daudzkārtēju inervāciju un impulsu pārraides dublēšanos.
Sinapse ir nervu impulsu pārraides vieta
Sinapses ir unikāli neironu veidojumi, kur signāls tiek pārraidīts caur vielām, ko sauc par mediatoriem. Darbības potenciāls (nervu impulss) sasniedz procesa beigas - aksona sabiezējumu, ko sauc par presinaptisko reģionu. Ir vairāki pūslīši ar mediatoriem (pūslīši). Neirotransmiteri ir bioloģiski aktīvas molekulas, kas paredzētas nervu impulsu pārraidīšanai (piemēram, acetilholīns muskuļu sinapsēs). Kad transmembrāna strāva darbības potenciāla veidā sasniedz sinapse, tā stimulē membrānas sūkņus, un kalcija joni iekļūst šūnā. Tie ierosina pūslīšu plīsumu, mediators iekļūst sinaptiskajā spraugā un saistās ar impulsu uztvērēja postsinaptiskās membrānas receptoriem. Šī mijiedarbība iedarbina membrānas nātrija-kālija sūkņus, un rodas jauns darbības potenciāls, kas ir identisks iepriekšējam.
Axon un mērķa šūna
Ķermeņa embrioģenēzes un pēcembrioģenēzes procesā neironi izaudzē aksonus līdz tām šūnām, kuras tiem vajadzētu inervēt. Un šī izaugsme ir stingri virzīta. Neironu augšanas mehānismi ir atklāti ne tik sen, un tos nereti pielīdzina saimniekam, kurš ved suni pavadā. Mūsu gadījumā saimnieks ir neirona ķermenis, siksna ir aksons, un suns ir aksona ar pseidopodiju (pseidopodiju) augšanas punkts. Aksona augšanas orientācija un virziens ir atkarīgs no daudziem faktoriem. Šis mehānisms ir sarežģīts un lielākoties vēl nav pilnībā izprasts. Bet fakts paliek fakts - aksons sasniedz tieši savu mērķa šūnu, un motorā neirona procesi, kas ir atbildīgi par mazo pirkstiņu, pāraugs mazā pirkstiņa muskuļos.
Aksona likumi
Vedot nervu impulsu pa aksoniem, darbojas četri galvenie likumi:
- Anatomiskās un fizioloģiskās integritātes likums. Vadīšana ir iespējama tikai gar neskartiem neironu procesiem. Uz šo noteikumu attiecas arī bojājumi, ko izraisījušas membrānas caurlaidības izmaiņas (narkotiku vai indu ietekmē).
- Ierosinājuma izolācijas likums. Viens aksons - viena ierosmes vadīšana. Aksoni savstarpēji nedala nervu impulsus.
- Vienpusējās turēšanas likums. Aksons vada impulsu centrbēdzes vai centripetāli.
- Likums par nezaudēšanu. Tā ir nesamazināšanās īpašība - veicot impulsu, tas neapstājas un nemainās.
Neironu šķirnes
Neironi ir zvaigžņveida, piramīdveida, graudaini, grozveida – tādi var būt ķermeņa formā. Pēc procesu skaita neironi ir: bipolāri (katrs viens dendrīts un aksons) un multipolāri (viens aksons un daudzi dendrīti). Pēc funkcionalitātes neironi ir sensori, spraudņi un izpildvaras (motori un motori). Izšķir Golgi 1. tipa un Golgi 2. tipa neironus. Šīs klasifikācijas pamatā ir aksona neironu procesa ilgums. Pirmais veids ir tad, kad aksons sniedzas tālu ārpus ķermeņa atrašanās vietas (smadzeņu garozas piramīdveida neironi). Otrs veids - aksons atrodas tajā pašā zonā ar ķermeni (smadzenīšu neironi).
