35.2: Нейрони та гліальні клітини – Нейрони

Нервова система звичайної лабораторної мухи, Drosophila melanogaster, містить близько 100 000 нейронів, стільки ж, скільки і омарів. Це число порівнюється з 75 мільйонами у миші і 300 мільйонами у восьминога. Людський мозок містить близько 86 мільярдів нейронів. Незважаючи на ці дуже різні цифри, нервові системи цих тварин контролюють багато однакових способів поведінки, від основних рефлексів до більш складної поведінки, такої як пошук їжі та залицяння товаришів. Здатність нейронів спілкуватися між собою, а також з іншими типами клітин лежить в основі всієї цієї поведінки.

Більшість нейронів мають однакові клітинні компоненти. Але нейрони також вузькоспеціалізовані: різні типи нейронів мають різні розміри і форми, які стосуються їх функціональних ролей.

Частини нейрона

Кожен нейрон має клітинне тіло (або сому), яке містить ядро, гладкий і шорсткий ендоплазматичний ретикулум, апарат Гольджі, мітохондрії та інші клітинні компоненти. Нейрони також містять унікальні структури, щодо більшості клітин, які необхідні для прийому та передачі електричних сигналів, які роблять можливим нейронний зв’язок. Дендрити – це деревоподібні структури, які відходять від тіла клітини, щоб отримувати повідомлення від інших нейронів на спеціалізованих з’єднаннях, які називаються синапсами. Хоча деякі нейрони не мають дендритів, інші типи нейронів мають кілька дендритів. Дендрити можуть мати невеликі виступи, звані дендритними шипами, які ще більше збільшують площу поверхні для можливих синаптичних з’єднань.

Малюнок \(\PageIndex\) : Клітинна структура нейронів: Нейрони містять органели, загальні для багатьох інших клітин, таких як ядро та мітохондрії. Вони також мають більш спеціалізовані структури, включаючи дендрити і аксони.

Після того, як дендрит отримує сигнал, він пасивно подорожує до тіла клітини. Тіло клітини містить спеціалізовану структуру, аксонний горбок, який інтегрує сигнали з декількох синапсів і служить з’єднанням між тілом клітини та аксоном: трубчастою структурою, яка поширює інтегрований сигнал до спеціалізованих закінчень, званих аксонними терміналами. Ці термінали, в свою чергу, синапсують на інших нейронів, м’язах або органів-мішенях. Хімічні речовини, що виділяються на терміналах аксона, дозволяють передавати сигнали цим іншим клітинам. Нейрони зазвичай мають один або два аксони, але деякі нейрони, як клітини амакрину в сітківці, не містять ніяких аксонів. Деякі аксони покриті мієліном, який діє як ізолятор для мінімізації розсіювання електричного сигналу, коли він рухається вниз по аксону, значно збільшуючи швидкість провідності. Ця ізоляція важлива, оскільки аксон від рухового нейрона людини може бути довжиною до метра: від основи хребта до пальців ніг. Мієлінова оболонка насправді не є частиною нейрона. Мієлін виробляється гліальними клітинами. Уздовж цих видів аксонів виникають періодичні розриви в мієлінової оболонці. Ці прогалини, звані «вузлами Ранв’є», – це сайти, де сигнал «заряджається», коли він рухається вздовж аксона.

Важливо відзначити, що один нейрон діє не один. Нейрональний зв’язок залежить від зв’язків, які нейрони роблять один з одним (а також з іншими клітинами, такими як м’язові клітини). Дендрити з одного нейрона можуть отримувати синаптичний контакт від багатьох інших нейронів. Наприклад, вважають, що дендрити з клітини Пуркіньє в мозочку отримують контакт від цілих 200 000 інших нейронів.

типи нейронів

Існують різні типи нейронів; функціональна роль даного нейрона тісно залежить від його структури. Існує дивовижне різноманіття форм і розмірів нейронів, що зустрічаються в різних частинок нервової системи (і в різних видах).

Малюнок \(\PageIndex\) : Різноманітність нейронів: Існує велика різноманітність розмірів і форми нейронів по всій нервовій системі. Приклади включають (а) пірамідальну клітину з кори головного мозку, (б) клітину Пуркіньє з кори мозочка та (в) нюхові клітини з нюхового епітелію та нюхової цибулини.

Хоча існує багато визначених підтипів клітин нейронів, нейрони широко поділяються на чотири основні типи: однополярні, біполярні, багатополярні та псевдоніполярні. Уніполярні нейрони мають лише одну структуру, яка відходить від соми. Ці нейрони не зустрічаються у хребетних, але зустрічаються у комах, де вони стимулюють м’язи або залози. Біполярний нейрон має один аксон і один дендрит, що відходять від соми. Прикладом біполярного нейрона є біполярна клітина сітківки, яка приймає сигнали від чутливих до світла фоторецепторних клітин і передає ці сигнали гангліозним клітинам, які несуть сигнал в мозок. Багатополярні нейрони – найпоширеніший тип нейронів. Кожен мультиполярний нейрон містить один аксон і кілька дендритів. Багатополярні нейрони можна знайти в центральній нервовій системі (головний і спинний мозок). Клітина Пуркіньє, багатополярний нейрон в мозочку, має безліч розгалужених дендритів, але тільки один аксон. Псеудуніполярні клітини поділяють характеристики як з однополярними, так і з біполярними клітинами. Псеудуніполярна клітина має єдину структуру, яка простягається від соми (як однополярна клітина), яка згодом розгалужується на дві різні структури (як біполярна клітина). Більшість сенсорних нейронів є псевдоніполярними і мають аксон, який розгалужується на два розширення: одне, пов’язане з дендритами, які отримують сенсорну інформацію, а інше, що передає цю інформацію в спинний мозок.

Малюнок \(\PageIndex\) : Типи нейронів: Нейрони широко поділяються на чотири основні типи залежно від кількості та розміщення аксонів: (1) уніполярний, (2) біполярний, (3) багатополярний та (4) псевдоніполярний.

Ключові моменти

• Дендрити – це деревоподібні структури нейронів, які відходять від тіла клітини, щоб отримувати повідомлення від інших нейронів на синапсах; не всі нейрони мають дендрити.
• Синапси дозволяють дендритам з одного нейрона взаємодіяти і приймати сигнали від багатьох інших нейронів.
• Аксони – це трубчасті структури, які посилають сигнали іншим нейронам, м’язам або органам; не всі нейрони мають аксони.
• Нейрони поділяються на чотири основні типи: однополярні, біполярні, багатополярні та псевдоніполярні.
• Уніполярні нейрони мають лише одну структуру, що відходить від соми; біполярні нейрони мають один аксон і один дендрит, що відходить від соми.
• Багатополярні нейрони містять один аксон і багато дендритів; псевдоніполярні нейрони мають єдину структуру, яка простягається від соми, яка згодом розгалужується на дві різні структури.

Ключові умови

• дендрит: розгалужені проекції нейрона, які проводять імпульси, отримані від інших нервових клітин, до тіла клітини
• аксон: довга струнка проекція нервової клітини, яка проводить нервові імпульси від тіла клітини до інших нейронів, м’язів і органів
• синапс: з’єднання між терміналом нейрона і або іншим нейроном, або м’язовою або залозовою клітиною, по якій проходять нервові імпульси

10.2A: Нейроглія центральної нервової системи

Нейрогіла або гліальні клітини – це ненейрональні клітини, які підтримують гомеостаз, утворюють мієлін та забезпечують підтримку та захист нейронів центральної (ЦНС) та периферичної нервової системи (ПНС). Довго вважалося, що нейроглія не відігравала ніякої ролі в нейропередачі, однак останні досягнення продемонстрували, що нейроглії відіграють ключову роль у формуванні та підтримці синапсу.

Нейроглія ЦНС

Нейроглії в ЦНС включають астроцити, мікрогліальні клітини, епендимальні клітини та олігодендроцити. У мозку людини підраховано, що загальна кількість глій приблизно дорівнює кількості нейронів, хоча пропорції варіюються в різних областях мозку.

• Астроцити – це ніжні, зірчасті розгалужені гліальні клітини. Їх численні випромінюючі процеси чіпляються за нейрони і їх синаптичні закінчення. Ці астроцити покривають майже всі капіляри в ЦНС. Вони підтримують і скріплюють нейрони і закріплюють їх до ліній подачі поживних речовин. Вони також відіграють важливу роль у здійсненні обмінів між капілярами та нейронами. Астроцити також регулюють зовнішнє хімічне середовище нейронів шляхом видалення надлишкових іонів і переробки нейромедіаторів, що виділяються під час синаптичної передачі.
• Мікрогліальні клітини невеликі і мають тернисті відростки, які можуть торкатися сусідніх нейронів. Мікрогліальні клітини можуть трансформуватися в особливий тип макрофагів, який може очистити уламки нейронів. Вони також здатні стежити за здоров’ям нейронів, виявляючи травми нейрона.
• Епендимальні клітини – ще один гліальний підтип, який вирівнює шлуночки ЦНС, утворюючи проникний бар’єр між спинномозковою рідиною (спинномозковою рідиною) і підлеглими клітинами, а також допомагають в циркуляції спинномозкової ліквору через війковий удар.
• Олігодендроцити – це клітини, які мають менше процесів в порівнянні з астроцитами. Вони шикуються уздовж нервових волокон в ЦНС і щільно обертають свій процес навколо волокон, що виробляють ізолюючу мієлінову оболонку.

Олігодендроцит: олігодендроцити утворюють електричну ізоляцію навколо аксонів нервових клітин ЦНС.

Нейроглія ПНС

Нейроглії в ПНС включають клітини Шванна і клітини-супутники.

• Клітини Шванна схожі за функцією з олігодендроцитами і мікрогліальними клітинами, забезпечуючи мієлінізацію аксонам в ПНС. Вони також мають фагоцитотичну активність і прозорий клітинний сміття, що дозволяє відростати нейрони PNS.
• Клітини-супутники схожі за функцією з астроцитами малими клітинами, які оточують нейрони в сенсорних, симпатичних і парасимпатичних гангліях, допомагаючи регулювати зовнішнє хімічне середовище. Вони дуже чутливі до травм і запалень, і, здається, сприяють патологічним станам, таким як хронічний біль.

Нейроглія: Типи нейроглії, виявлені в ЦНС та ПНС.