Az evolúció legnagyobb vívmánya az agy és az élőlények fejlett idegrendszere, a kémiai reakciókon alapuló, egyre bonyolultabb információs hálózattal. A neuronok folyamatain végigfutó idegimpulzus a komplex emberi tevékenység kvintesszenciája. Egy impulzus keletkezik bennük, végighalad rajtuk, és a neuronok elemzik őket. A neuron folyamatai az idegrendszer ezen specifikus sejtjeinek fő funkcionális részét képezik, és beszélni fogunk róluk.
A neuronok eredete
A specializált sejtek eredetének kérdése ma is nyitott. Legalább három elmélet létezik erről a témáról: Kleinenberg (Kleinenberg, 1872), Hertwig testvérek (Hertwig, 1878) és Zavarzin (Zavarzin, 1950). Mindegyik arra vezethető vissza, hogy a neuronok elsődlegesen érzékeny ektodermális sejtekből származnak, elődeik pedig globuláris fehérjék voltak, amelyek kötegekké egyesültek. Fehérjék, amelyek ezt követően sejtbe kerültekmembránról kiderült, hogy képes érzékelni az irritációt, gerjesztést generálni és vezetni.
Modern elképzelések az idegsejtek szerkezetéről és a folyamatokról
Az idegszövet egy speciális sejtje a következőkből áll:
- Szóma vagy neuron teste, amely organellumokat, neurofibrillumot és sejtmagot tartalmaz.
- A dendriteknek nevezett neuron számos rövid folyamata. Feladatuk az izgalom érzékelése.
- Egy idegsejt hosszú folyamata – egy axon, amelyet "kuplungként" borítanak be mielinhüvellyel. Az axon fő funkciója a gerjesztés vezetése.
Egy neuron összes szerkezetének membránjainak szerkezete eltérő, és mindegyik teljesen más. A sok neuron között (kb. 25 milliárd van az agyunkban) nincs abszolút iker sem megjelenésükben, sem felépítésükben, és ami a legfontosabb, a működés sajátosságaiban sem.
A neuronok rövid folyamatai: szerkezet és funkciók
Egy neuron testében sok rövid és elágazó folyamat van, amelyeket dendritfának vagy dendrites régiónak neveznek. Minden dendritnek számos ága és érintkezési pontja van más neuronokkal. Ez az észlelési hálózat növeli az információgyűjtés szintjét a neuront körülvevő környezetből. Minden dendrit a következő tulajdonságokkal rendelkezik:
- Viszonylag rövidek – akár 1 milliméteresek is.
- Nincs mielinhüvelyük.
- Ezeket a neuronfolyamatokat a ribonukleotidok jelenléte, az endoplazmatikus retikulum és a mikrotubulusok kiterjedt hálózata jellemzi, amelynek megvan a maga sajátja.egyediség.
- Speciális folyamataik vannak – tüskék.
Dendrit tüskék
Ezek a dendrites membrán kinövései teljes felületükön nagy számban megtalálhatók. Ezek a neuron további érintkezési pontjai (szinapszisai), amelyek nagymértékben növelik az interneuronális érintkezések területét. A befogadói felület kiterjesztése mellett fontos szerepet játszanak hirtelen szélsőséges hatások (például mérgezés, ischaemia) helyzetekben. Számuk ilyen esetekben drámaian változik a növekedés vagy csökkenés irányába, és arra ösztönzi a szervezetet, hogy növelje vagy csökkentse az anyagcsere-folyamatok sebességét és számát.
Eljárás lefolytatása
Egy neuron hosszú folyamatát axonnak (ἀξον - tengely, görögül) nevezik, axiális hengernek is nevezik. A neuron testén az axonképződés helyén egy halom található, amely fontos szerepet játszik az idegimpulzus kialakulásában. Itt összegzik az idegsejt összes dendritjéből kapott akciós potenciált. Az axon szerkezete mikrotubulusokat tartalmaz, de organellumokat szinte egyáltalán nem. Ennek a folyamatnak a táplálkozása és növekedése teljes mértékben a neuronok testétől függ. Ha az axon megsérül, a perifériás részük elhal, míg a test és a fennmaradó rész életképes marad. És néha egy neuron új axont növeszthet. Az axon átmérője mindössze néhány mikrométer, de hossza elérheti az 1 métert is. Ilyenek például a gerincvelő neuronjainak axonjai, amelyek beidegzik az emberi végtagokat.
Axon myelinizáció
Az idegsejt hosszú folyamatainak héját Schwann-sejtek alkotják. Ezek a sejtek az axon egyes részei köré tekerednek, és az uvulájuk körülveszi. A Schwann-sejtek citoplazmája szinte teljesen elveszett, és csak a lipoproteinek (myelin) membránja marad meg. A neurontestek hosszú folyamatainak mielinhüvelyének célja az elektromos szigetelés, ami az idegimpulzus sebességének növekedéséhez vezet (2 m/s-ról 120 m/s-ra). A héjon szakadások vannak – Ranvier szűkületei. Ezeken a helyeken az impulzus, mint egy galván jellegű áram, szabadon belép a közegbe, és visszalép. És Ranvier szűkületeiben jelentkezik az akciós potenciál. Így az impulzus az axon mentén ugrásszerűen mozog - szűküléstől szűkülésig. A mielin fehér, ez szolgált kritériumként az ideganyag szürkére (neurontestek) és fehérre (pályák) történő felosztásához.
Axon bokrok
A végén az axon sokszor elágazik és bokrot alkot. Mindegyik ág végén van egy szinapszis - az axon érintkezési helye egy másik axonnal, dendrittel, neurontesttel vagy szomatikus sejtekkel. Ez a többszörös elágazás lehetővé teszi az impulzusátvitel többszörös beidegzését és megkettőzését.
A szinapszis az idegimpulzusok átvitelének helye
A szinapszisok az idegsejtek egyedi képződményei, amelyekben a jelet mediátoroknak nevezett anyagokon keresztül továbbítják. Az akciós potenciál (idegimpulzus) eléri a folyamat végét - az axon megvastagodását, amelyet preszinaptikus régiónak neveznek. Több vezikula van mediátorokkal (vezikulák). A neurotranszmitterek biológiailag aktív molekulák, amelyeket idegimpulzus továbbítására terveztek (például acetilkolin izomszinapszisokban). Amikor egy akciós potenciál formájában lévő transzmembrán áram eléri a szinapszist, stimulálja a membránpumpákat, és kalciumionok lépnek be a sejtbe. Megindítják a hólyagok felszakadását, a mediátor bejut a szinaptikus hasadékba és az impulzusvevő posztszinaptikus membránjának receptoraihoz kötődik. Ez a kölcsönhatás beindítja a membrán nátrium-kálium pumpáit, és új, az előzővel azonos akciós potenciál keletkezik.
Axon és célsejt
A test embriogenezisének és posztembriogenezisének folyamatában a neuronok axonokat növesztenek azokhoz a sejtekhez, amelyeket be kell beidegezniük. És ez a növekedés szigorúan irányított. Az idegsejtek növekedésének mechanizmusait nem is olyan régen fedezték fel, és gyakran hasonlítják a gazdához, aki pórázon vezeti a kutyát. Esetünkben a gazda az idegsejt teste, a póráz az axon, a kutya pedig a pseudopodia (pszeudopodia) axon növekedési pontja. Az axonnövekedés orientációja és iránya sok tényezőtől függ. Ez a mechanizmus összetett és nagyrészt még nem teljesen ismert. A tény azonban tény marad: az axon pontosan eléri a célsejtjét, és a kisujjért felelős motoros neuron folyamatai a kisujj izmaiba nőnek.
Axontörvények
Amikor idegimpulzust vezetünk az axonok mentén, négy fő törvény működik:
- Az anatómiai és élettani integritás törvénye. A vezetés csak az idegsejtek ép folyamatai mentén lehetséges. A membrán permeabilitásának megváltozása (gyógyszerek vagy mérgek hatására) okozott károsodásokra is vonatkozik ez a szabály.
- A gerjesztés elszigetelésének törvénye. Egy axon - egy gerjesztés vezetése. Az axonok nem osztják meg egymással az idegimpulzust.
- Az egyoldalú birtoklás törvénye. Az axon centrifugálisan vagy centripetálisan vezet impulzust.
- A veszteség hiányának törvénye. Ez a nem-csökkenés tulajdonsága - impulzus levezetésekor az nem áll le és nem változik.
Neuronok különböző változatai
A neuronok csillag alakúak, piramis alakúak, szemcsések, kosár alakúak – a test alakjában lehetnek ilyenek. A folyamatok száma szerint a neuronok a következők: bipoláris (egy dendrit és egy axon) és multipoláris (egy axon és sok dendrit). Funkciójuk szerint a neuronok szenzoros, beépülő és végrehajtó (motoros és motoros). Megkülönböztetik az 1-es és a 2-es típusú Golgi neuronokat, amelyek az axon neuronfolyamat hosszán alapulnak. Az első típus az, amikor az axon messze túlnyúlik a test helyén (az agykéreg piramis neuronjai). A második típus - az axon ugyanabban a zónában található, mint a test (a kisagyi neuronok).
