Нервная ткань клетки: Страница не найдена | УО «Витебская ордена «Знак Почета» государственная академия ветеринарной медицины»

Содержание

Нервная ткань

Группы клеток и межклеточное вещество, имеющие сходное строение и происхождение, выполняющие общие функции, называются тканями. Каждый орган состоит из нескольких тканей, но одна из них, как правило, преобладает. Межклеточное вещество тоже может быть однородным, как у хряща, но может включать различные структурные образования в виде эластичных лент, нитей, придающих тканям эластичность и упругость.

Нервная ткань реагирует на раздражение вырабатывает нервные импульсы — электрохимические сигналы. С их помощью она регулирует работу клеток, связанных с нею. Нервная ткань обладает главными свойствами возбудимостью и проводимостью: при возбуждение проводит нервные импульсы.

Нервная ткань включает два типа клеток: собственно нервные клетки — нейроны и вспомогательные клетки — нейроглии. Главная особенность нейронов — высокая возбудимость. Они получают сигналы из внешней и внутренней среды организма, проводят и перерабатывают их, что необходимо для управления работой органов. Нейроны собраны в очень сложные и многочисленные цепи, которые необходимы для получения, переработки, хранения и использования информации. Нейроглия выполняет ряд вспомогательных функций. Например, питательное вещества из кровеносного сосуда поступают сначала в клетки нейроглии, там перерабатываются и только после этого попадают в нейроны. Клетки нейроглии выполняют и опорную роль, механически поддерживая нейроны.

Нейрон состоит из тела и отростков. В теле нейрона находится ядро с округлыми ядрышками. Отростки нейрона различаются по строению, форме и функциям.

Дендрит — отросток, передающий возбуждение к телу нейрона. Чаще всего у нейрона несколько коротких разветвленных дендритов. Однако бывают нейроны, у которых имеется только один длинный дендрит.

Аксон — это длинный и единственный отросток, который передает информацию от тела нейрона к следующему нейрону или к рабочему органу. Аксон ветвится только на конце, образуя короткие веточки — терминали. Часть длинного отростка дендрита или аксона, покрытая оболочками называется

нервным волокном.

Синапсы образуется в местах контакта аксона с клетками, которым он передает информацию. Эти участки аксона несколько утолщены, так как содержат пузырьки с раздражающей жидкостью. Когда нервные импульсы доходя до синапса, пузырьки лопаются, жидкость изливается в синаптическую щель и воздействует на оболочку клетки, принимающей информацию. Это может быть другой нейрон, мышечная или желизистая клетка. В зависимости от состава и количества биологически активных веществ, содержащихся в жидкости, принимающая информацию клетка может возбудиться и усилить свою работу, либо затормозиться — ослабить или вовсе прекратить её.

Воспринимающие информацию клетки обычно имеют много синапсов. Через одни из них они получают стимулирующие сигналы, через другие — отрицательные, тормозные. Все эти сигналы суммируются, после чего следует изменение работы.

Другие заметки по биологии

строение, функции / Справочник :: Бингоскул

Нервная ткань — одна из четырех основных тканей многоклеточных животных и человека. Способна возбуждаться и передавать возбуждение посредством электрических импульсов и химических веществ. Нервная ткань обеспечивает наиболее сложную и точную регуляцию функций организма (в отличие от гормонов).

Нейроны: строение, виды и типы

Нервная ткань содержит клетки нервные клетки и нейроглию (рис. 1). Ткань образует головной и спинной мозг, нервные волокна и узлы. Нервная система отвечает за согласованную работу органов и систем органов, обеспечивает связь организма с окружающей средой.

Рис. 1. Нервные клетки сетчатки лошади

Нейрон — основная, высокоспециализированная клетка нервной ткани. Она осуществляет прием, обработку и передачу информации. Состоит из тела или сомы, в котором заключены ядро с основной массой цитоплазмы, и отростков. Диаметр тела нервной клетки составляет 15–150 мк или 0,001 мм.

Виды нейронов по количеству отростков (рис. 2):

биполярные;
униполярные;
мультиполярные;
псевдоуниполярные.

Рис. 2. Виды нейронов

Тела нейронов сконцентрированы, главным образом, в сером веществе головного и спинного мозга. Длинные отростки тянутся на большие расстояния от места, где находятся нервные клетки с ядром. Длина аксона может достигать 1 м и более.

Составные части двигательного (мультиполярного) нейрона (рис. 3):

Тело нервной клетки с расположенным в центре ядром.
Короткие ветвящиеся отростки дендриты, несущие информацию к телу клетки.
Длинный клеточный отросток аксон, несущий информацию от тела нейрона.
Изолирующая миелиновая оболочка аксона из шванновских клеток (входят в состав нейроглии).
Перехваты Ранвье — узкие промежутки, разделяющие шванновские клетки.
Чувствительные окончания — рецепторы.

Рис. 3. Строение нейрона

Типы нейронов в зависимости от выполняемой функции

Основное название	Дополнительные названия	Функции
Чувствительные	Афферентные, сенсорные	Проводят информацию об ощущении (импульс) от поверхности тела и внутренних органов в мозг.
Вставочные	Ассоциативные, связывающие, переключающие	Составляют около 99% всех нервных клеток, обрабатывают, анализируют информацию, вырабатывают решения.
Двигательные	Эффекторные, эфферентные	Проводят импульс от головного и спинного мозга к исполнительным органам.

Нейроглия

Клетки нейроглии лежат между нейронами и выполняют роль опоры, защиты, питания нервной ткани. Они участвуют в образовании миелиновой оболочки нервных волокон (нервов). Оболочка состоит из шванновских клеток, заполненных жироподобным веществом.

Различают в составе нейроглии астроциты, имеющие звездчатую форму и небольшие размеры. Они имеют многочисленные отростки, входят в состав серого вещества мозга, участвуют в образовании гематоэнцефалического барьера.

Олигодендроциты отвечают за выполнение основных функций нейроглии — опоры, питания, изолирования и регенерации. Микроглия — клетки с 2– отростками, способные к фагоцитозу. Такие клеточные элементы нервной ткани обеспечивают защиту нейронов от чужеродных веществ и тел, удаляют продукты распада.

Нейроглия отличается от нейронов по ряду свойств. Вспомогательные клетки размножаются, но не способны возбуждаться, не образуют и не проводят импульсы. Формирование миелиновых оболочек с помощью шванновских клеток происходит постепенно в первые 3–10 лет жизни.

Свойства нервной ткани

Возбудимость и проводимость — характерные особенности нейронов. Информация передается по отросткам в виде электрических импульсов возбуждения (рис. 4). Это быстрые и кратковременные изменения электрического заряда наружной клеточной мембраны.

Рис. 4. Передача возбуждения в нейронах

Передача информации от нейрона к нейрону происходит в синапсах — местах сближения клеток (нейронов друг с другом или с клетками других тканей). Процесс осуществляется с помощью физиологически активных веществ. Они получили названия «медиаторы» или «нейротрансмиттеры». Медиатор (гистамин, ацетилхолин, дофамин) содержится в специальных пузырьках в окончании аксона.

Части синапса:

Аксон.
Пресинаптическая мембрана.
Синаптический пузырек.
Синаптическая щель.
Постсинаптическая мембрана.
Рецепторы для медиатора.

При возбуждении нейрона импульс достигает окончания аксона. Медиатор выходит из пузырьков и передается через синаптическую щель аксону (дендриту, телу другой нервной клетки или другим клеткам организма). В этих соседних клетках возникает возбуждение или торможение.

Пучки аксонов в изолирующей оболочке образуют нервы. По этим волокнам распространяются нервные импульсы. Передача сигналов происходит только в одном направлении благодаря асимметричной конструкции синапса.

Нервная ткань способна выполнять сложные функции благодаря особому строению нервных клеток и наличию вспомогательных элементов, образующих нейроглию. Основные свойства ткани — раздражимость и возбудимость.

Клетки нервной ткани оказались способны делиться друг с другом митохондриями

Звездчатый астроцит; синим окрашена ДНК, показывая расположение ядра клетки и ее соседей

GerryShaw / Wikimedia Commons

Ученые из Китая и США выяснили, что повреждение нейронов заставляет вспомогательные клетки-астроциты производить и передавать им новые митохондрии. Этот процесс обеспечивает восстановление разрушенной ткани, считают авторы статьи, опубликованной в журнале

Nature.

«Вспомогательные» клетки нейроглии, в том числе и астроциты, составляют большую часть нервной ткани и обеспечивают полноценную работу нейронов. Нейроглия обеспечивает их обмен веществ и доставку кислорода, облегчает передачу сигналов, дает структурную опору, защищает. Так, несколько лет назад было показано, что поврежденные митохондрии транспортируются из нейронов в астроциты, где уже подвергаются утилизации. Работая под руководством профессора Эн Ло (Eng Lo), ученые из Гарвардской медицинской школы и Столичного медицинского университета в Пекине показали, что возможен и обратный путь: новые, здоровые митохондрии могут передаваться из астроцитов в нейроны, обеспечивая их быстрое восстановление после повреждений.

Экспериментируя с астроцитами, полученными из коры головного мозга крыс, исследователи выяснили, что они действительно выделяют митохондрии в окружающую среду. С помощью метода CRISPR/Cas9 были получены и генномодифицированные клетки с усиленным производством белка CD38, который катализирует синтез циклической АДФ-рибозы, сигнальной молекулы, необходимой для работы кальциевых мембранных каналов, в том числе и в митохондриях. Ранее уже демонстрировалось, что присутствие глутамата – нейромедиатора, избыток которого может говорить о перевозбуждении или истощении нейронов – стимулирует производство CD38 в астроцитах. Как и ожидали авторы, ГМ-клетки с усиленным синтезом CD38 производили и выделяли в среду намного больше митохондрий.

Ученые предположили, что этот процесс может развиваться при повреждении нейронов, помогая их заживлению. Это удалось подтвердить и экспериментально, на нейронах крысиной коры, которые подвергали кислородной и глюкозной депривации, имитируя состояние ишемического инсульта и вызывая их повреждения. При добавлении к таким клеткам жидкости, содержавшей выделенные астроцитами митохондрии, уровень АТФ в них начинал восстанавливаться. Использование флуоресцентных маркеров позволило подтвердить, что нейроны при этом успешно поглотили митохондрии из среды и даже образовали новые отростки. Если же митохондрии из жидкости удалялись центрифугированием, восстановления нейронов практически не происходило.

Этот механизм удалось подтвердить и в экспериментах in vivo. Вновь подготовив жидкость с митохондриями, которые выделили астроциты, авторы хирургически вызывали у подопытных крыс ишемическое повреждение тканей мозга, и через трое суток инъецировали митохондриальные частицы непосредственно в мозг. Еще через сутки поврежденные нейроны извлекались, и иммунное окрашивание показало, что они транспортировали митохондрии внутрь, а их активность стала выше, нежели у нейронов мышей в контрольной группе.

«Данная работа позволяет предположить, что астроциты способны выделять внеклеточные митохондриальные частицы, которые поступают в нейроны, поддерживая их жизнеспособность и восстановление после инсульта», – осторожно резюмируют Эн Ло и его соавторы, добавляя, что многие детали этого механизма, его роли и регуляции остаются неясными. Ученые отмечают, что митохондрии – далеко не единственный фактор, который производят и транспортируют астроциты для восстановления поврежденных нейронов, и что те же или другие факторы могут синтезировать и другие клетки нейроглии.

Роман Фишман

Наука: Наука и техника: Lenta.ru

На прошлой неделе в Nature было опубликовано описание технологии, которая способна радикально ускорить исследования мозга. Ученые научились делать мозг прозрачным, что позволяет разглядеть в микроскоп отдельные нейроны и их связи между собой. Метод не требует изготовления срезов, а клетки разных типов в нервной ткани светятся разными цветами. «Лента.ру» попыталась разобраться, что же означает появление такого метода для современной науки о мозге.

«Мозг — это мир, состоящий из множества неоткрытых континентов и огромных неизведанных пространств», — такую надпись можно прочитать на дне сосуда, фотография которого опубликована в последнем номере Nature. Замечателен, конечно, не сам трюизм, а тот факт, что, читая эту надпись, мы не замечаем цельного мозга мыши, лежащего поверх нее в сосуде. Нейробиологам из Стенфорда удалось сделать нервную ткань грызуна совершенно прозрачной, и в этом прозрачном мозге при помощи обычного светового микроскопа можно рассмотреть отдельные нейроны, светящиеся в темноте желтым, красным и синим флюоресцентным светом.

Фотографии и видеозаписи, приложенные авторами к публикации, производят достаточно сильное впечатление. На них можно ясно рассмотреть отдельные нейроны, их тела, форму клеточных отростков и другие элементы анатомии, известные по классическим рисункам Рамона-и-Кахаля, перекочевавшим в учебники биологии. При этом на рисунках классика отмечены отдельные, случайные клетки, а сами изображения сделаны на основе тончайших микроскопических срезов. Светящиеся же нейроны на фотографиях стенфордских ученых находятся в практически нетронутом мозге на своих собственных местах, и разными цветами светятся разные типы нервных клеток — потенциально любые клетки из тех, что интересуют исследователей, могут быть подсвечены особым образом.

Справедливости ради стоит сказать, что сделать нервную ткань прозрачной ученые пытаются уже около десятка лет, и группа из Стенфорда была в этих исследованиях далеко не первой. Значительных результатов в этом направлении удалось достичь еще в 2007 году.

Стремление к прозрачности

Мозг, как известно, имеет серовато-белый цвет. Этот цвет возникает в результате множественного отражения света на границах клеточных мембран, и в этом смысле мозг мало чем отличается от, скажем, молока, где свет отражают мицеллы жира.

Чтобы сделать нервную ткань прозрачной, отражение нужно свести к минимуму. Достичь этого ученые сперва пытались при помощи растворов органических веществ со специально подобранным коэффициентом преломления — таким, чтобы на границе клеточной мембраны отражения не происходило. Использование таких растворов позволило сделать нервные срезы прозрачными, но метод все же имеет существенные недостатки. Например, использование таких веществ подавляет флюоресценцию, а без нее осветление мозга теряет всякий смысл, поскольку именно флюоресцентные красители позволяют пометить те или иные клетки в ткани.

Альтернативным способом просветления мозга может быть полное удаление у клеток мембран. До сих пор столь радикальный метод никто всерьез не рассматривал, так как в норме такое удаление приведет к превращению мозга в неструктурированную «кашу». Тем не менее ученые из Стенфорда пошли именно этим путем, и в ходе работы им удалось сохранить практически нетронутой структуру нервной ткани и подавляющее большинство клеточных белков.

Секрет ученых заключается в использовании специального матрикса, который, с одной стороны, поддерживает все структуры на своих местах, а с другой — не препятствует диффузии таких достаточно крупных молекул, как флюоресцентные антитела.

В соответствии с разработанной учеными технологией мозг мыши насыщают тремя веществами-сшивателями: формальдегидом, акриламидом, бисакриламидом, а также соединением, которое при нагревании инициирует полимеризацию. Во время полимеризации акриламид и бисакриламид образуют прозрачную полимерную сетку, а формальдегид пришивает к ней белки и нуклеиновые кислоты нервной ткани.

Важно, что при этом липиды, из которых состоят мембраны, оказываются никак не соединены с полимерной матрицей, поэтому их можно легко удалить с помощью обычных поверхностно-активных веществ. Вся процедура занимает три дня, после чего препарат можно опустить в раствор красителей — флюоресцентных антител. Спустя еще неделю ученые получают прозрачный мозг, в котором при облучении возбуждающим светом разными цветами начинают светиться, например, клетки глии, возбуждающие и тормозящие нейроны.

Ученые испытали новую технологию не только на мозге мышей, но и на срезах человеческого мозга, традиционно хранящихся в формалине. Как оказалось, формальдегид совершенно не мешает процедуре просветления, так что ее можно будет провести на огромных коллекциях препаратов, хранящихся в лабораториях по всему миру.

Сделать прозрачным мозг человека целиком пока невозможно — он слишком большой. Работать приходится с отдельными срезами, однако толщина этих срезов измеряется уже миллиметрами, а не микрометрами, как в классической микроскопии. Впрочем, даже если бы человеческий мозг можно было бы сделать прозрачным целиком, это было бы практически бессмысленно: на нем невозможно было бы работать с микроскопом, глубина «проникновения» которого не превышает сантиметра.

Важно, что новый метод не только позволяет подсветить в препарате отдельные клетки в соответствии с их особыми свойствами (например, только те, которые синтезируют белки, связанные с памятью), но и менять эти маркеры. Один и тот же препарат — например, мозг мыши, которая прошла специальное обучение в эксперименте и нейроны которой содержат отпечаток такого обучения, — можно свободно перекрашивать различными маркерами по несколько раз. Ученые даже предложили собрать подобные препараты в особые библиотеки для изучения разными группами исследователей.

Ограничения нового метода очевидны — он позволяет изучать только мертвый мозг. Ни о какой активности нейронов в препарате, зафиксированном формалином и акриламидом, речи быть не может. Конечно, в последнее время нейробиологи научились по синтезу особых РНК «вылавливать» те нейроны, которые работали непосредственно (за минуты) перед тем, как животное превратили в препарат, однако это не делает такое ограничение менее серьезным.

На службе коннектома

Область нейробиологии, для которой метод создания прозрачного мозга будет иметь наибольшее значение, называют коннектомикой, по аналогии с отраслью изучения геномов — геномикой. Коннектомом называют совокупность всех связей между нейронами, число которых в мозге человека оценивается в квадриллион штук (10¹⁵).

Модель структуры микроскопического участка нервной ткани, построенная на основе реконструкции срезов. Разными цветами показаны отростки разных нейронов.

TED/Sebastian Seung

Создание полной модели связей всех нейронов в мозге выглядит сейчас настолько же амбициозной и трудоемкой задачей, какой когда-то было определение последовательности ДНК в проекте «Геном человека». С одной стороны, у ученых уже есть успешный опыт в составлении самых примитивных коннектомов — еще в 1986 году удалось установить семь сотен связей между 302 нейронами в червяке Caenorhabditis elegans. С другой стороны, квадриллион синапсов человеческого мозга выглядит пока недоступной и фантастической цифрой. Впрочем, и секвенирование человеческого генома двадцать лет назад было такой же фантастикой.

В настоящее время есть два подхода к составлению коннектома, их можно условно обозначить как метод «сверху вниз» и «снизу вверх». Оба подхода имеют свои слабости, однако есть основания полагать, что новая методика «осветления» мозга может стать их связующим звеном.

Метод составления коннектома «снизу вверх» подразумевает нарезание маленького фрагмента нервной ткани на тысячи тонких слоев, их электронную микроскопию, распознавание отдельных клеток и синапсов на полученных микрофотографиях и в конце концов реконструкцию трехмерной модели данного участка мозга. Это очень сложная и кропотливая работа. Метод дает исчерпывающую структурную информацию о нервной ткани, однако применить его можно только к исключительно маленьким — микроскопическим фрагментам нервной ткани. Составление полного коннектома даже крохотной плодовой мушки дрозофилы таким методом пока невозможно, не говоря уже о мозге человека.

Альтернативный подход «сверху вниз» подразумевает составление карты связей именно в мозге людей, причем разных людей — в том числе и страдающих психическими заболеваниями. Этот подход использует так называемый метод диффузной магнитно-резонансной томографии и внешне мало отличается от обычной МРТ, которую можно легко и безболезненно проводить на людях.

Принцип метода заключается в том, чтобы при помощи томографа для каждой точки мозга определить направления, в которых вода движется плохо, то есть измерить анизотропию ее диффузии. В нервной ткани такая анизотропия возникает в непосредственной близости от аксонов — тяжей нейронов, которые образуют белое вещество. Белое вещество составляют магистрали мозга, связывающие его отдаленные части. Вода внутри белого вещества лучше двигается вдоль тяжей аксонов, и это можно увидеть на данных томографа.

Трехмерная модель связей в мозге, составленная по данным диффузионной МРТ.

Понятно, что метод диффузной МРТ дает только общую информацию о связях в мозге и неприменим для изучения коры, серого вещества, где образуется большинство синапсов. Этот метод вообще «видит» только направления, а не отдельные нейроны, не говоря уже об их микроскопических контактах. И формально, если термином «коннектом» обозначается совокупность связей между клетками, то МРТ неспособен его исследовать. Отсюда возникает некоторая путаница, так как главный исследовательский проект, в котором применяется технология диффузной МРТ, — это как раз созданный Национальными институтами здоровья США проект «Коннектом человека» (Human Connectome Project).

Два подхода, каждый со своими ограничениями, позволяют изучать структуру мозга на микро- и макроуровне. Технология просветления нервной ткани может выступить здесь связующим звеном и заполнить промежуток между ними. С одной стороны, она позволяет получать достаточно детальные изображения, на которых можно разглядеть отдельные синапсы, с другой стороны, при желании с ее помощью можно увидеть каждый нейрон целиком, даже если его отростки идут из одного конца мозга к другому.

Вместо заключения

В начале апреля этого года Барак Обама официально объявил о старте исследовательской программы BRAIN, самой амбициозной из всех научных инициатив с момента завершения проекта «Геном человека». В рамках этой программы будут координироваться исследования коннектома, проводимые множеством разных американских институтов. Стоимость программы за десять лет должна составить три миллиарда долларов.

За пару месяцев до этого проект сравнимого масштаба Blue Brain запустил Европейский союз. Он будет посвящен созданию «виртуального мозга» — моделированию при помощи суперкомпьютеров активности отдельных нейронов, их ансамблей и в будущем всего мозга целиком. Судя по текущему информационному фону, кажется, в нейробиологии складывается действительно «предреволюционная» ситуация.

Ученые придумали, как заменить поврежденные нервные клетки чипами

Помните известное утверждение о том, что нервные клетки не восстанавливаются? Можете его забыть. Во-первых, не так давно ученые выяснили, что это неправда и клетки нервной ткани регенерируются точно так же, как все остальные. А во-вторых, есть все предпосылки к тому, что в обозримом будущем нервные клетки можно будет выборочно заменять электронными аналогами. Николай Гринько – о новой технологии.

Фото: depositphotos/klss777

Английские исследователи из Университета Бата создали небольшой чип размером 5×5 миллиметров, который способен имитировать работу нервных клеток. Предназначение разработки – замена нейронов гиппокампа, а также нейронов, ответственных за процесс дыхания. В будущем ученые планируют применять такие чипы при восстановлении функционирования спинного мозга и для излечения сердечной недостаточности. Устройства будут передавать нервные импульсы в мозг и обратно.

Самое удивительное, что наука до сих пор не представляет, как именно функционируют нейроны. Нервная ткань распространена по всему организму человека, из нее состоят головной и спинной мозг. Каждый нейрон – это клетка с узкой специализацией, предназначенная для приема, обработки, хранения и передачи информации с помощью электрических и химических сигналов. Нейроны соединяются между собой длинными выростами – дендритами – и образуют обширные нейронные сети. Но какие именно механизмы работают внутри клетки, как она обрабатывает информацию, ученые до сих пор не представляют; имеется лишь множество теорий различной степени правдоподобности.

Существует философский мысленный эксперимент под названием «китайская комната». Представьте себе закрытую комнату, в которой находится человек. Через щель почтового ящика в комнату вбрасывают карточки с вопросами на китайском языке. Человек не знает китайского, не умеет читать иероглифы, однако у него есть множество подробных инструкций: «если в вопросе есть иероглиф № 1, впишите в ответ иероглиф № 2» и так далее. Инструкции не объясняют значения иероглифов, однако, четко следуя инструкциям, человек в комнате сможет выдавать полноценные ответы на китайском языке, не зная его.

Фото: University of Bath

Исследователи Университета Бата отнеслись к нейрону как к «китайской комнате». Они изучили нервную клетку мозга мыши, подавая на нее множество электрических сигналов, а затем подробно записали ее реакцию. Всего было подано 60 вариантов входящего сигнала и зафиксировано 60 вариантов ответа. Как и почему нейрон формирует ответный сигнал – никто не знает, но последовательности всегда одинаковые. Ученые записали их, а затем запрограммировали чип реагировать на входящие электроимпульсы точно таким же образом.

Для исследования были выбраны клетки памяти («нейроны гиппокампа») и те, которые отвечают за управление легкими («нейроны дыхания»). Перенеся функционал клетки на чип, исследователи обнаружили, что теперь процессор можно соединить ионными каналами с живыми клетками и он может функционировать, полностью заменяя реальный нейрон. В теории это означает, что со временем, научившись делать более компактные чипы, можно будет заменять ими поврежденные клетки нервной ткани, восстанавливая функционал всей системы.

Мы попытались представить себе, какого размера нужно построить нейронную сеть, чтобы она могла имитировать работу человеческого мозга. Площадь каждого чипа – примерно 0,25 квадратного сантиметра. В мозге человека, по разным подсчетам, от 80 до 100 миллиардов нейронов. Умножаем эти данные и получаем результат: если выложить требующиеся чипы на плоскости, получится поле площадью около 2,5 квадратного километра.

Однако нужно учесть, что искусственная нейронная сеть такого размера будет потреблять невероятное количество энергии. В ближайшее время человечество вряд ли сможет обеспечить питание столь масштабному проекту. А во-вторых, разработанные чипы обучены реагировать только на 60 разновидностей входящих сигналов, а что-то нам подсказывает, что у реальных нервных клеток таких вариантов на несколько порядков больше.

Так что в ближайшие пару десятков лет мы совершенно точно не увидим мыслящие небоскребы.

Хотя…

Ученые вырастили «в пробирке» первую 3D-модель нервной ткани

Исследователи из США успешно создали из стволовых клеток живую биогибридную нервную ткань. Из нее получаются трехмерные модели нейронных сетей, который помогут лучше изучить, как работает мозг и как возникают такие аномалии, как, например, болезнь Альцгеймера, сообщает пресс-служба Технического колледжа Грейнджер при Иллинойском университете.

Полученная нервная ткань может принимать различные формы. Команда использовала гидрогель и белок фибрин, чтобы создать структуры разного размера: от миллиметра до сантиметра. Такой набор сотен и тысяч микрон клеток содержит множество популяций с генетической структурой, сходной с живыми тканями.

Придать трехмерную геометрию биогибридной ткани получилось благодаря оптогенетике: ученые заранее вживили в нервные клетки опсины, реагирующие на свет, и с их помощью активировали клетки, воздействуя на них синим светом. Полученную ткань можно использовать для изучения сложных процессов, которые происходят в мозге. На ней также можно наблюдать за тем, как нервные клетки реагируют на новые лекарства. Это может стать альтернативой тестированию препаратов на животных.

«Если мы сможем контролировать, как эти нейроны взаимодействуют друг с другом, если мы можем обучить их с помощью оптогенетики, если мы можем их запрограммировать, то мы сможем потенциально использовать их для разных инженерных задач», – отметил Рашид Башир (Rashid Bashir), профессор из Технического колледжа Грейнджер при Иллинойском университете. В будущем ученые надеются создавать с помощью моделей нервных тканей биологические компьютеры, которые работают примерно так же, как мозг.

О своей разработке ученые рассказали в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

[Фото: UNIVERSITY OF ILLINOIS DEPARTMENT OF BIOENGINEERING]

Ученые впервые вырастили объемный графт из человеческих нервных клеток

Киборги обрели нервную систему

Алексей Петров

Правильная физическая «мотивация» действует не только на людей, но и на отдельные клетки. Точно рассчитанное и приложенное механическое напряжение позволило американским учёным вырастить трёхмерные структуры из нейронов человека, долго не поддававшихся тканевым инженерам. Это открытие может лечь в основу искусственной нервной системы для кибернетических организмов.

Исследователи медицинского колледжа Университета Пенсильвании впервые продемонстрировали способ проектирования и построения искусственной сети живых человеческих нервных клеток. Такие сети передачи нервных импульсов могут быть использованы в протезах и имплантатах, предназначенных для восстановления поврежденных нервных волокон.

Руководитель работ Дуглас Смит, профессор и директор Центра травматологии и восстановления мозга при университете в комментарии к статье пояснил, что его команде удалось синтезировать трехмерную структуру из живых человеческих клеток, которая, по сути, представляет собой миниатюрную нервную систему. Кроме того, Смит заявляет, что такая система может быть целиком трансплантирована в организм человека без особых затруднений.

Трансплантация нервной ткани в целях восстановления нервной системы уже была успешно продемонстрирована в модельных экспериментах на животных, однако на пути внедрения такой методики в реконструктивную хирургию человека существует несколько препятствий: во-первых, не так-то просто найти подходящие живые нервные клетки, а во-вторых, методики их сращивания до сих пор были применимы только для небольших поражений нервной ткани и не были способны помочь при обширных травмах.

100%

Строение нейрона

Нейроны являются основными структурными и функциональными единицами нервной системы. нейрон представляет собой клетку, в которой, как и в других клетках, имеется ядро и цитоплазма. Снаружи нервная клетка окружена оболочкой –…

Команда Смита уже смогла показать в предыдущих своих работах возможность механического стимулирования роста пучков нервных окончаний – аксонов. Свои эксперименты ученые изначально провели на крысах. Исследователи поместили нейроны из задних корешков нервных узлов спинного мозга на пропитанные питательным раствором пластиковые подложки. В скором времени эти нейроны дали отростки аксонов, которые в процессе роста смогли соединиться с такими же аксонами соседних нейронов. Затем в течение нескольких дней подложки аккуратно удалялись с помощью автоматизированной компьютерной системы, и у ученых «на руках» оставались пучки длинных живых аксонов.

Полученные нейроны в дальнейшем были погружены в коллагеновую матрицу, пропитанную питательными веществами и факторами роста аксонов, свернуты в трубочку, наподобие рулета, и имплантированы в модельное повреждение спинного мозга крысы. Имплантированные нейроны и стягивающие их аксоны показали свою жизнеспособность в течение четырех недель после трансплантации, а геометрия изначальной конструкции осталась неизменной. Кроме того, экспериментаторам удалось наблюдать, как аксоны на конце коллагеновой конструкции «проросли» сквозь неё навстречу аксоном поврежденного спинного мозга, с которыми позже и соединились, образовав подобие нервного моста.

Следующим шагом стало применение отработанной методики на человеческих нейронах.

Как и в эксперименте с крысами, ученые использовали нейроны, полученные из узелков спинного мозга, так последние отличаются повышенной устойчивостью и жизнеспособностью.

Узелковые нейроны были получены в ходе элективной ганглиэктомии (процедуры по отбору живых нервных клеток из участков спинного мозга) шестнадцати здоровых добровольцев, а участки торакальных (грудных) нервов экспериментаторы получили по программе донорства органов человека. Дальнейшее сращивание нервных тканей происходило в специально подготовленной камере, геометрия которой позволяла растущей трехмерной системе формировать структуру, напоминающую структуру спинного мозга.

В этой камере к нейронам прикладывали небольшое механическое напряжение в направлении желаемого роста до тех пор, пока те не достигали нужной длины.

Как оказалось, нейроны способны выживать в условиях питательной среды более трех месяцев и при этом оставаться способными генерировать нервные импульсы, необходимые для возбуждения мышечных тканей. Рост аксонов в ряде случаев достигал одного миллиметра в день и продолжался до достижения длины в один сантиметр. На основании таких структур, построенных из донорских нейронов, соединенных выращенными в искусственных условиях аксонами, ученые и предполагают строить трёхмерные сети нервных каналов для дальнейшей трансплантации в живые организмы.

100%

Как отмечает сам Смит, его работа заключает в себе сразу несколько достижений, так как его команде не только удалось показать применимость взрослых нейронов, являющихся доступным, жизнеспособным и «податливым» материалом в качестве трансплантата. Кроме прочего, технология, предложенная пенсильванцами, может оказаться полезной даже в случае очень серьезных и масштабных поражений нервной ткани и подразумевает использование как собственных клеток пациента для восстановления нервной системы, так и донорских нейронов.

Работа ученых опубликована в февральском выпуске Journal of Neurosurgery.

Такая технология создания искусственных нервных систем может пригодиться и в отдаленном будущем для создания кибернетических организмов и вживления людям сложных функциональных имплантов, о чем Дуглас Смит заявил примерно год назад.

Нервная ткань | Безграничная анатомия и физиология

Характеристики нервной ткани

Нервная ткань является основным компонентом нервной системы, в которую входят головной, спинной мозг и нервы.

Цели обучения

Опишите характеристики нервной ткани

Основные выводы

Ключевые моменты

Нервная ткань — это один из четырех основных классов тканей, из которых состоит центральная нервная система и периферическая нервная система.
Интеграция и общение — две основные функции нервной ткани.
Нервная ткань содержит две категории клеток — нейроны и нейроглию.
Нейроны — это узкоспециализированные нервные клетки, которые генерируют и проводят нервные импульсы.
Нейроглия — это поддерживающие клетки, которые обеспечивают занятия спортом, удаляют мусор и обеспечивают электрическую изоляцию.

Ключевые термины

миелин : вещество, вырабатываемое клетками нейроглии, которое увеличивает скорость импульсов вдоль аксона нейронального волокна.
нервная ткань : Основная составляющая центральной и периферической нервной системы, состоящая из нейронов и клеток нейроглии.
мозг : Центр управления центральной нервной системой, расположенный в черепе.

Нервная ткань

Нервная ткань — один из четырех основных классов тканей. Это специализированная ткань, обнаруженная в центральной нервной системе и периферической нервной системе. Он состоит из нейронов и поддерживающих клеток, называемых нейроглией.

Нервная система отвечает за управление телом и связь между его частями. Нервная ткань содержит две категории клеток — нейроны и нейроглию.

Нейроны

Нейроны — это узкоспециализированные нервные клетки, которые генерируют и проводят нервные импульсы. Типичный нейрон состоит из дендритов, тела клетки и аксона.

Дендриты

Дендриты отвечают за реакцию на раздражители; они получают входящие сигналы к телу клетки.Аксоны отвечают за передачу импульсов на большие расстояния от тела клетки. Тело клетки похоже на фабрику нейрона. Он производит все белки и содержит специализированные органеллы, такие как ядро, гранулы и тельца Ниссля.

Нейрон : Это изображение иллюстрирует части нейрона. Дендриты получают входящие сигналы, в то время как аксоны распространяют сигналы от тела нейронной клетки. Миелиновая оболочка окружает и изолирует аксон.

Дендрит

Аксон окружен белесым жировым слоем, который называется миелиновой оболочкой.За пределами миелиновой оболочки находится клеточный слой, называемый нейрилеммой.

Schwann Cells

В периферической нервной системе шванновские клетки представляют собой клетки нейроглии, которые поддерживают функцию нейронов, увеличивая скорость распространения импульсов. Клетки Шванна подстилаются костномозговой оболочкой. Медуллярная оболочка периодически прерывается узлами Ранвье.

Иллюстрация шванновских клеток и миелиновой оболочки : Просвечивающая электронная микрофотография миелинизированного аксона.Слой миелина (концентрический) окружает аксон нейрона, показывая шванновские клетки.

Типы нервной ткани

Нервная система состоит из нервной ткани, которая состоит из двух основных типов клеток, называемых нейроном и нейроглией.

Цели обучения

Опишите основные клетки, составляющие нервную ткань

Основные выводы

Ключевые моменты

Нервная ткань состоит из нейронов и поддерживающих клеток, называемых нейроглией, или «глиальными клетками».”
Существует шесть типов нейроглии. Четыре из них находятся в центральной нервной системе, а два — в периферической нервной системе.
Четыре типа нейроглии, обнаруженные в центральной нервной системе, — это астроциты, микроглиальные клетки, эпендимные клетки и олигодендроциты.
Два типа нейроглии, обнаруженные в периферической нервной системе, — это сателлитные клетки и шванновские клетки.
Нейроны — это еще один тип клеток, составляющих нервную ткань.Нейроны имеют клеточные тела, дендриты и аксоны.

Ключевые термины

нейрон : основной тип клеток нервной ткани.
нейроглия : поддерживающие клетки нервной ткани.

Нервная ткань, один из четырех основных типов тканей, состоит из нейронов и поддерживающих клеток, называемых нейроглией. Нейроглию также называют «глиальными клетками».

Нейроглия

Существует шесть типов нейроглии — четыре в центральной нервной системе и два в ПНС.Эти глиальные клетки участвуют во многих специализированных функциях, помимо поддержки нейронов. Нейроглия в ЦНС включает астроциты, микроглиальные клетки, эпендимные клетки и олигодендроциты. В ПНС сателлитные клетки и шванновские клетки представляют собой два типа нейроглии.

Астроциты

Астроциты имеют форму звезды и являются наиболее многочисленными глиальными клетками ЦНС. У них есть множество излучающих отростков, которые помогают цепляться за нейроны и капилляры. Они поддерживают и скрепляют нейроны и прикрепляют их к линиям снабжения питательными веществами.Они также помогают управлять миграцией молодых нейронов. Астроциты контролируют химическую среду вокруг нейронов.

Микроглиальные клетки

Клетки микроглии маленькие, яйцевидные, неправильной формы с шипами. Они находятся в ЦНС. Когда присутствуют вторгшиеся микроорганизмы или мертвые нейроны, микроглиальные клетки могут трансформироваться в фагоцитарные макрофаги и помогать в очистке нейронного мусора.

Эпендимальные клетки

Эпендимные клетки покрыты ресничками и выстилают центральные полости головного и спинного мозга, где они образуют довольно проницаемый барьер между спинномозговой жидкостью, заполняющей эти полости, и тканевыми клетками ЦНС.

Олигодендроциты

Олигодендроциты выстраиваются вдоль нервов и образуют изолирующую оболочку, называемую миелиновой оболочкой. Они находятся в ЦНС.

Спутниковые соты

Клетки-сателлиты окружают тела нейронных клеток в периферической нервной системе (ПНС). Они аналогичны астроцитам в ЦНС.

Schwann Cells

Шванновские клетки окружают все нервные волокна в периферической нервной системе и образуют миелиновые оболочки вокруг нервных волокон.Они находятся в ПНС. Их функция аналогична олигодендроцитам.

Нейроны

Нейроны состоят из тела клетки и одного или нескольких тонких отростков. Тело нейрональной клетки состоит из ядра и грубого эндоплазматического ретикулума или тел Ниссля. Тело клетки является основным биосинтетическим центром нейрона и содержит обычные органеллы для синтеза белков и других химических веществ. Рукоподобные отростки простираются от тела клетки ко всем нейронам.

Два типа нейронных отростков называются дендритами и аксонами.Дендриты — это короткие двигательные нейроны с большой площадью поверхности для приема сигналов от других нейронов. Дендриты передают входящие сообщения к телу клетки и поэтому называются рецептивной входной областью.

Аксон возникает из конической части тела клетки, называемой бугорком аксона. Функционально аксон является проводящей областью нейрона и отвечает за генерацию и передачу импульсов, обычно вдали от тела клетки. Один аксон направляет нервный импульс от тела клетки к другому нейрону или эффекторному органу.У аксона может быть много терминальных ветвей, поэтому каждый раз, когда нерв срабатывает, он может стимулировать более одной клетки.

Нервная ткань | SEER Training

Хотя нервная система очень сложна, в нервной ткани есть только два основных типа клеток. Настоящая нервная клетка — это нейрон. Это «проводящая» клетка, передающая импульсы, и структурная единица нервной системы. Другой тип клеток — нейроглия или глиальная клетка.Слово «нейроглия» означает «нервный клей». Эти клетки непроводящие и обеспечивают систему поддержки нейронов. Они представляют собой особый тип «соединительной ткани» для нервной системы.

Нейроны

Нейроны, или нервные клетки, выполняют функции нервной системы, проводя нервные импульсы. Они узкоспециализированные и амитотические. Это означает, что если нейрон разрушен, он не может быть заменен, потому что нейроны не проходят митоз. Изображение ниже иллюстрирует структуру типичного нейрона.

Каждый нейрон состоит из трех основных частей: тела клетки (сомы), одного или нескольких дендритов и одного аксона.

Тело клетки

Во многих отношениях тело клетки похоже на другие типы клеток. Он имеет ядро, по крайней мере, с одним ядрышком и содержит множество типичных цитоплазматических органелл. Однако центриоли отсутствуют. Поскольку центриоли участвуют в делении клеток, тот факт, что в нейронах отсутствуют эти органеллы, согласуется с амитотической природой клетки.

Дендриты

Дендриты и аксоны — это цитоплазматические отростки или отростки, которые выступают из тела клетки. Иногда их называют волокнами. Дендриты обычно, но не всегда, короткие и разветвленные, что увеличивает площадь их поверхности для приема сигналов от других нейронов. Количество дендритов на нейроне варьируется. Их называют афферентными процессами, потому что они передают импульсы телу клетки нейрона. Есть только один аксон, который выступает из каждого тела клетки.Обычно он имеет удлиненную форму и, поскольку он уносит импульсы от тела клетки, называется эфферентным процессом.

Аксон

Аксон может иметь нечастые ответвления, называемые коллатералями аксона. Аксоны и коллатерали аксонов оканчиваются множеством коротких ветвей или телодендрий. Дистальные концы телодендрий немного увеличены и образуют синаптические луковицы. Многие аксоны окружены сегментированным белым жирным веществом, которое называется миелином или миелиновой оболочкой. Миелинизированные волокна составляют белое вещество в ЦНС, а тела клеток и немиелинизированные волокна составляют серое вещество.Немиелинизированные области между миелиновыми сегментами называются узлами Ранвье.

В периферической нервной системе миелин вырабатывается шванновскими клетками. Цитоплазма, ядро и внешняя клеточная мембрана шванновской клетки образуют плотное покрытие вокруг миелина и вокруг самого аксона в узлах Ранвье. Это покрытие — неврилемма, играющая важную роль в регенерации нервных волокон. В ЦНС олигодендроциты производят миелин, но нет нейрилеммы, поэтому волокна в ЦНС не регенерируют.

Функционально нейроны классифицируются как афферентные, эфферентные или интернейроны (ассоциативные нейроны) в зависимости от направления, в котором они передают импульсы относительно центральной нервной системы. Афферентные, или сенсорные, нейроны переносят импульсы от периферических сенсорных рецепторов к ЦНС. У них обычно длинные дендриты и относительно короткие аксоны. Эфферентные, или двигательные, нейроны передают импульсы от ЦНС к исполнительным органам, таким как мышцы и железы. Эфферентные нейроны обычно имеют короткие дендриты и длинные аксоны.Интернейроны, или ассоциативные нейроны, полностью расположены в ЦНС, в которой они образуют связующее звено между афферентными и эфферентными нейронами. У них короткие дендриты и могут быть короткие или длинные аксоны.

Нейроглия

Клетки нейроглии не проводят нервные импульсы, а вместо этого поддерживают, питают и защищают нейроны. Их намного больше, чем нейронов, и, в отличие от нейронов, они способны к митозу.

Опухоли

Шванномы — это доброкачественные опухоли периферической нервной системы, которые обычно возникают в спорадической одиночной форме у здоровых людей.В редких случаях у людей развиваются множественные шванномы, возникающие из одного или нескольких элементов периферической нервной системы.

Обычно называемая невромой Мортона, эта проблема представляет собой довольно распространенное доброкачественное разрастание нерва и начинается, когда внешнее покрытие нерва в стопе утолщается. Это утолщение вызвано раздражением ветвей медиального и латерального подошвенных нервов, которое возникает при многократном трении двух костей друг о друга.

Нервная ткань — анатомия и физиология

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

Опишите базовую структуру нейрона
Идентифицировать разные типы нейронов на основе полярности
Перечислите глиальные клетки ЦНС и опишите их функцию
Перечислите глиальные клетки ПНС и опишите их функцию.

Нервная ткань состоит из двух типов клеток: нейронов и глиальных клеток.Нейроны — это основной тип клеток, который у большинства людей ассоциируется с нервной системой. Они несут ответственность за вычисления и коммуникации, которые обеспечивает нервная система. Они электрически активны и посылают химические сигналы клеткам-мишеням. Известно, что глиальные клетки или глия играют вспомогательную роль в нервной ткани. Текущие исследования преследуют расширенную роль, которую глиальные клетки могут играть в передаче сигналов, но нейроны по-прежнему считаются основой этой функции. Нейроны важны, но без глиальной поддержки они не смогли бы выполнять свою функцию.

нейронов

Нейроны — это клетки, которые считаются основой нервной ткани. Они отвечают за электрические сигналы, которые передают информацию об ощущениях и вызывают движения в ответ на эти стимулы, а также вызывают мыслительные процессы в мозгу. Важная часть функции нейронов заключается в их структуре или форме. Трехмерная форма этих клеток делает возможным огромное количество связей внутри нервной системы.

Части нейрона

Как вы узнали из первого раздела, основная часть нейрона — это тело клетки, которое также известно как сома (soma = «тело»). Тело клетки содержит ядро и большинство основных органелл. Но что делает нейроны особенными, так это то, что они имеют множество расширений своих клеточных мембран, которые обычно называют отростками. Нейроны обычно описываются как имеющие один и только один аксон — волокно, которое выходит из тела клетки и проецируется на клетки-мишени.Этот единственный аксон может многократно ветвиться для связи со многими клетками-мишенями. Это аксон, который передает нервный импульс, который передается одной или нескольким клеткам. Другие процессы нейрона — это дендриты, которые получают информацию от других нейронов в специализированных областях контакта, называемых синапсами. Дендриты обычно представляют собой сильно разветвленные отростки, предоставляющие другим нейронам места для связи с телом клетки. Информация проходит через нейрон от дендритов, через тело клетки и вниз по аксону.Это придает нейрону полярность — это означает, что информация течет в одном направлении. (Рисунок) показывает соотношение этих частей друг с другом.

Части нейрона

Основные части нейрона помечены на мультиполярном нейроне из ЦНС.

Там, где аксон выходит из тела клетки, есть особая область, называемая бугорком аксона. Это сужение тела клетки к аксонному волокну. Внутри бугорка аксона цитоплазма превращается в раствор ограниченных компонентов, называемый аксоплазмой.Поскольку бугорок аксона представляет собой начало аксона, его также называют начальным сегментом.

Многие аксоны покрыты изолирующим веществом под названием миелин, которое фактически состоит из глиальных клеток. Миелин действует как изоляция так же, как пластик или резина, которые используются для изоляции электрических проводов. Ключевое различие между миелином и изоляцией на проводе состоит в том, что в миелиновом покрытии аксона есть промежутки. Каждый промежуток называется узлом Ранвье и важен для пути распространения электрических сигналов по аксону.Длина аксона между каждым промежутком, который покрыт миелином, называется сегментом аксона. В конце аксона находится терминал аксона, где обычно есть несколько ветвей, идущих к целевой клетке, каждая из которых заканчивается расширением, называемым синаптической концевой луковицей. Эти лампочки создают связь с клеткой-мишенью в синапсе.

Посетите этот сайт, чтобы узнать о том, как нервная ткань состоит из нейронов и глиальных клеток. Нейроны — это динамические клетки, способные создавать огромное количество связей, невероятно быстро реагировать на стимулы и инициировать движения на основе этих стимулов.Они являются центром интенсивных исследований, потому что сбои в физиологии могут привести к разрушительным заболеваниям. Почему нейроны встречаются только у животных? Основываясь на том, что в этой статье говорится о функции нейронов, почему они не могут быть полезны для растений или микроорганизмов?

Типы нейронов

В нервной системе много нейронов — их число исчисляется триллионами. И есть много разных типов нейронов. Их можно классифицировать по множеству разных критериев. Первый способ их классифицировать — по количеству отростков, прикрепленных к телу клетки.Согласно стандартной модели нейронов, один из этих отростков — аксон, а остальные — дендриты. Поскольку информация проходит через нейрон от дендритов или тел клеток к аксону, эти названия основаны на полярности нейрона ((рисунок)).

Классификация нейронов по форме

Униполярные клетки имеют один отросток, который включает и аксон, и дендрит. Биполярные клетки имеют два отростка: аксон и дендрит. Мультиполярные клетки имеют более двух отростков: аксон и два или более дендритов.

У униполярных клеток есть только один отросток, выходящий из клетки. Истинные униполярные клетки встречаются только у беспозвоночных животных, поэтому униполярные клетки у людей более уместно называть «псевдо-униполярными» клетками. Униполярные клетки беспозвоночных не имеют дендритов. У униполярных клеток человека есть аксон, который выходит из тела клетки, но он расщепляется, так что аксон может простираться на очень большое расстояние. На одном конце аксона находятся дендриты, а на другом конце аксон образует синаптические связи с мишенью.Униполярные клетки являются исключительно сенсорными нейронами и обладают двумя уникальными характеристиками. Во-первых, их дендриты получают сенсорную информацию, иногда непосредственно от самого стимула. Во-вторых, тела униполярных нейронов всегда находятся в ганглиях. Сенсорная рецепция — это периферическая функция (эти дендриты находятся на периферии, возможно, в коже), поэтому тело клетки находится на периферии, хотя и ближе к ЦНС в ганглии. Аксон выходит из дендритных окончаний, проходит мимо тела клетки в ганглии и попадает в центральную нервную систему.

Биполярные клетки имеют два отростка, которые отходят от каждого конца тела клетки напротив друг друга. Один — аксон, а другой — дендрит. Биполярные клетки встречаются нечасто. Они обнаруживаются в основном в обонятельном эпителии (где ощущаются запаховые раздражители) и как часть сетчатки.

Мультиполярные нейроны — это все нейроны, которые не являются униполярными или биполярными. У них один аксон и два или более дендритов (обычно намного больше). За исключением униполярных сенсорных ганглиозных клеток и двух конкретных биполярных клеток, упомянутых выше, все другие нейроны мультиполярны.Некоторые передовые исследования показывают, что определенные нейроны в ЦНС не соответствуют стандартной модели «одного и только одного» аксона. В некоторых источниках описан четвертый тип нейрона, называемый анаксоническим нейроном. Название предполагает, что у него нет аксона (an- = «без»), но это неточно. Анаксонические нейроны очень малы, и если вы посмотрите в микроскоп при стандартном разрешении, используемом в гистологии (общее увеличение приблизительно от 400X до 1000X), вы не сможете различить какой-либо процесс конкретно как аксон или дендрит.Любой из этих процессов может функционировать как аксон в зависимости от условий в любой момент времени. Тем не менее, даже если их нелегко увидеть, и определенно одним конкретным процессом является аксон, эти нейроны имеют несколько отростков и, следовательно, являются мультиполярными.

Нейроны также можно классифицировать на основе того, где они обнаружены, кто их нашел, чем они занимаются или даже какие химические вещества они используют для связи друг с другом. Некоторые нейроны нервной системы, упомянутые в этом разделе, названы на основе таких классификаций ((Рисунок)).Например, мультиполярный нейрон, который играет очень важную роль в части мозга, называемой мозжечком, известен как клетка Пуркинье (обычно произносится как per-KIN-gee). Он назван в честь открывшего его анатома (Ян Евангилиста Пуркинье, 1787–1869).

Другие классификации нейронов

Три примера нейронов, классифицированных на основе других критериев. (а) Пирамидная ячейка — это многополярная ячейка с телом ячейки, имеющим форму пирамиды.(б) Клетка Пуркинье в мозжечке была названа в честь ученого, первоначально описавшего ее. (c) Обонятельные нейроны названы в честь функциональной группы, к которой они принадлежат.

Глиальные клетки

Глиальные клетки или нейроглия или просто глия — это другой тип клеток, обнаруженных в нервной ткани. Они считаются поддерживающими клетками, и многие функции направлены на то, чтобы помочь нейронам выполнять свои функции по коммуникации. Название глия происходит от греческого слова, означающего «клей», и было придумано немецким патологом Рудольфом Вирховым, который в 1856 году писал: «Это соединительное вещество, находящееся в головном и спинном мозге, а также в особых чувственных нервах. это своего рода клей (нейроглия), в который засажены нервные элементы.«Сегодняшние исследования нервной ткани показали, что эти клетки играют гораздо более глубокую роль. И исследования могут найти о них гораздо больше в будущем.

Есть шесть типов глиальных клеток. Четыре из них находятся в ЦНС, а два — в ПНС. (Рисунок) описывает некоторые общие характеристики и функции.

Типы глиальных клеток по расположению и основной функции
Глия ЦНС	PNS глия	Базовая функция
Астроцит	Спутниковая ячейка	Поддержка
Олигодендроцит	Ячейка Шванна	Изоляция, миелинизация
Микроглия	–	Иммунный надзор и фагоцитоз
Эпендимальные клетки	–	Создание CSF

Глиальные клетки ЦНС

В ЦНС есть астроциты, олигодендроциты, микроглия и эпендимные клетки, которые поддерживают нейроны ЦНС несколькими способами.

Как и некоторые другие части тела, мозг имеет привилегированное кровоснабжение. Очень немногое может пройти через диффузию. Большинство веществ, которые проникают через стенку кровеносного сосуда в ЦНС, должны проходить через активный транспортный процесс. Из-за этого в ЦНС могут попадать только определенные типы молекул.Глюкоза — основной источник энергии — разрешена, как и аминокислоты. Вода и некоторые другие мелкие частицы, такие как газы и ионы, могут проникать внутрь. Но все остальное не может, включая лейкоциты, которые являются одной из основных линий защиты организма. Хотя этот барьер защищает ЦНС от воздействия токсичных или патогенных веществ, он также не пропускает клетки, которые могут защитить головной и спинной мозг от болезней и повреждений. ГЭБ также затрудняет разработку фармацевтических препаратов, которые могут повлиять на нервную систему.Помимо поиска эффективных веществ, также важны способы доставки.

Также в ткани ЦНС обнаружен олигодендроцит, иногда называемый просто «олиго», который представляет собой тип глиальных клеток, изолирующих аксоны в ЦНС. Название означает «клетка из нескольких ветвей» (oligo- = «несколько»; dendro- = «ветви»; -cyte = «клетка»). Есть несколько процессов, которые исходят от тела клетки. Каждый из них протягивается и окружает аксон, чтобы изолировать его в миелине. Один олигодендроцит будет обеспечивать миелином несколько сегментов аксона, либо для одного и того же аксона, либо для отдельных аксонов.Функция миелина будет рассмотрена ниже.

Microglia, как следует из названия, меньше, чем большинство других глиальных клеток. Текущие исследования этих клеток, хотя и не совсем окончательные, предполагают, что они могут возникать как белые кровяные тельца, называемые макрофагами, которые становятся частью ЦНС на раннем этапе развития. Хотя их происхождение окончательно не установлено, их функция связана с тем, что макрофаги делают в остальной части тела. Когда макрофаги сталкиваются с больными или поврежденными клетками в остальной части тела, они поглощают и переваривают те клетки или патогены, которые вызывают заболевание.Микроглия — это клетки ЦНС, которые могут делать это в нормальной здоровой ткани, и поэтому их также называют резидентными макрофагами ЦНС.

Эпендимальная клетка — это глиальная клетка, которая фильтрует кровь для образования спинномозговой жидкости (CSF), жидкости, которая циркулирует через ЦНС. Из-за привилегированного кровоснабжения, присущего ГЭБ, внеклеточное пространство нервной ткани не может легко обмениваться компонентами с кровью. Клетки эпендимы выстилают каждый желудочек, одну из четырех центральных полостей, которые являются остатками полого центра нервной трубки, образовавшегося во время эмбрионального развития мозга.Сосудистое сплетение — это специализированная структура в желудочках, где эпендимные клетки контактируют с кровеносными сосудами, фильтруют и поглощают компоненты крови для производства спинномозговой жидкости. Из-за этого эпендимные клетки можно рассматривать как компонент ГЭБ или место, где ГЭБ разрушается. Эти глиальные клетки похожи на эпителиальные клетки, образуя один слой клеток с небольшим внутриклеточным пространством и плотными связями между соседними клетками. У них также есть реснички на апикальной поверхности, которые помогают перемещать спинномозговую жидкость через желудочковое пространство.Связь этих глиальных клеток со структурой ЦНС видна на (Рисунок).

Глиальные клетки ПНС

Один из двух типов глиальных клеток, обнаруженных в PNS, — это сателлитные клетки. Сателлитные клетки находятся в сенсорных и вегетативных ганглиях, где они окружают клеточные тела нейронов. Это объясняет название, основанное на их появлении под микроскопом. Они обеспечивают поддержку, выполняя на периферии те же функции, что и астроциты в ЦНС, за исключением, конечно, установления ГЭБ.

Второй тип глиальных клеток — это шванновские клетки, которые изолируют аксоны с миелином на периферии. Шванновские клетки отличаются от олигодендроцитов тем, что шванновские клетки оборачиваются вокруг части только одного сегмента аксона, а не других. Олигодендроциты имеют отростки, которые достигают нескольких сегментов аксона, тогда как вся шванновская клетка окружает только один сегмент аксона. Ядро и цитоплазма шванновской клетки находятся на краю миелиновой оболочки. Связь этих двух типов глиальных клеток с ганглиями и нервами в ПНС видна на (Рисунок).

Глиальные клетки PNS

PNS имеет сателлитные и шванновские ячейки.

Миелин

Изоляция аксонов в нервной системе обеспечивается глиальными клетками, олигодендроцитами в ЦНС и шванновскими клетками в ПНС. В то время как способ, которым каждая клетка связана с сегментом аксона или сегменты, которые она изолирует, различается, способы миелинизации сегмента аксона в большинстве случаев одинаковы в этих двух ситуациях. Миелин представляет собой богатую липидами оболочку, которая окружает аксон и тем самым создает миелиновую оболочку, которая облегчает передачу электрических сигналов по аксону.Липиды по существу представляют собой фосфолипиды мембраны глиальных клеток. Однако миелин — это больше, чем просто мембрана глиальной клетки. Он также включает важные белки, которые являются неотъемлемой частью этой мембраны. Некоторые из белков помогают плотно удерживать слои мембраны глиальных клеток.

По внешнему виду миелиновая оболочка похожа на тесто, обернутое вокруг хот-дога для «свиней в одеяле» или подобную еду. Глиальная клетка несколько раз оборачивается вокруг аксона, при этом между слоями глиальных клеток практически отсутствует цитоплазма.Для олигодендроцитов остальная часть клетки отделена от миелиновой оболочки, поскольку клеточный отросток распространяется обратно к телу клетки. Некоторые другие процессы обеспечивают такую же изоляцию для других сегментов аксонов в этой области. Для шванновских клеток самый внешний слой клеточной мембраны содержит цитоплазму и ядро клетки в виде выпуклости на одной стороне миелиновой оболочки. Во время развития глиальная клетка неплотно или не полностью обернута вокруг аксона ((Рисунок) a ). Края этого незакрепленного корпуса обращены друг к другу, и один конец заходит под другой.Внутренний край оборачивается вокруг аксона, образуя несколько слоев, а другой край замыкается снаружи, так что аксон полностью окружен.

Просмотрите WebScope Мичиганского университета, чтобы увидеть электронную микрофотографию поперечного сечения миелинизированного нервного волокна. Аксон содержит микротрубочки и нейрофиламенты, которые ограничены плазматической мембраной, известной как аксолемма. За пределами плазматической мембраны аксона находится миелиновая оболочка, которая состоит из плотно обернутой плазматической мембраны шванновской клетки.Какие аспекты клеток на этом изображении реагируют с пятном, придавая им глубокий, темный, черный цвет, например, несколько слоев миелиновой оболочки?

Миелиновые оболочки могут увеличиваться на один или два миллиметра, в зависимости от диаметра аксона. Диаметр аксонов может составлять от 1 до 20 микрометров. Поскольку микрометр составляет 1/1000 миллиметра, это означает, что длина миелиновой оболочки может быть в 100–1000 раз больше диаметра аксона. (Рисунок), (Рисунок) и (Рисунок) показывают миелиновую оболочку, окружающую сегмент аксона, но не в масштабе.Если миелиновую оболочку нарисовать в масштабе, нейрон должен быть огромным — возможно, покрывая всю стену комнаты, в которой вы сидите.

Процесс миелинизации

Миелинизирующая глия оборачивает несколько слоев клеточной мембраны вокруг клеточной мембраны сегмента аксона. Одиночная шванновская клетка изолирует сегмент периферического нерва, тогда как в ЦНС олигодендроцит может обеспечивать изоляцию для нескольких отдельных сегментов аксона. EM × 1 460 000. (Микрофотография предоставлена Медицинской школой Риджентс Мичиганского университета © 2012)

Заболевания…

Нервная ткань Демиелинизация аксонов может вызвать несколько заболеваний.Причины этих болезней неодинаковы; некоторые имеют генетические причины, некоторые вызваны патогенами, а другие являются результатом аутоиммунных заболеваний. Хотя причины различны, результаты во многом схожи. Миелиновая изоляция аксонов нарушена, что замедляет передачу электрических сигналов.

Рассеянный склероз (РС) — одно из таких заболеваний. Это пример аутоиммунного заболевания. Антитела, вырабатываемые лимфоцитами (тип лейкоцитов), маркируют миелин как то, чего не должно быть в организме.Это вызывает воспаление и разрушение миелина в центральной нервной системе. Поскольку изоляция вокруг аксонов разрушается болезнью, рубцы становятся очевидными. Отсюда и название болезни; склероз означает затвердение тканей, то есть рубцов. Множественные рубцы обнаруживаются в белом веществе головного и спинного мозга. Симптомы рассеянного склероза включают как соматический, так и вегетативный дефицит. Нарушается контроль над мускулатурой, как и над такими органами, как мочевой пузырь.

Синдром Гийена-Барре (произносится как Ги-Ян бах-РЭЙ) — пример демиелинизирующего заболевания периферической нервной системы. Это также результат аутоиммунной реакции, но воспаление происходит в периферических нервах. Сенсорные симптомы или двигательный дефицит являются общими, а вегетативные нарушения могут привести к изменениям сердечного ритма или падению артериального давления, особенно в положении стоя, что вызывает головокружение.

Обзор главы

Нервная ткань содержит два основных типа клеток: нейроны и глиальные клетки.Нейроны — это клетки, отвечающие за связь с помощью электрических сигналов. Глиальные клетки являются поддерживающими клетками, поддерживающими среду вокруг нейронов.

Нейроны — это поляризованные клетки, основанные на потоке электрических сигналов вдоль их мембраны. Сигналы принимаются дендритами, проходят вдоль тела клетки и распространяются по аксону к цели, которая может быть другим нейроном, мышечной тканью или железой. Многие аксоны изолированы богатым липидами веществом под названием миелин.Эту изоляцию обеспечивают определенные типы глиальных клеток.

В нервной системе обнаружено несколько типов глиальных клеток, и их можно разделить на категории по анатомическому отделу, в котором они находятся. В ЦНС обнаруживаются астроциты, олигодендроциты, микроглия и эпендимные клетки. Астроциты важны для поддержания химической среды вокруг нейрона и имеют решающее значение для регулирования гематоэнцефалического барьера. Олигодендроциты — это миелинизирующая глия в ЦНС. Микроглия действует как фагоциты и играет роль в иммунном надзоре.Эпендимные клетки отвечают за фильтрацию крови для производства спинномозговой жидкости, которая представляет собой циркулирующую жидкость, которая выполняет некоторые функции крови в головном и спинном мозге из-за ГЭБ. В ПНС сателлитные клетки являются опорными клетками для нейронов, а шванновские клетки изолируют периферические аксоны.

12.2 Нервная ткань — анатомия и физиология

Существует шесть типов глиальных клеток. Четыре из них находятся в ЦНС, а два — в ПНС. Таблица 12.2 описывает некоторые общие характеристики и функции.

Глиальные клетки ЦНС

Одной из клеток, обеспечивающих поддержку нейронов ЦНС, является астроцит , названный так потому, что под микроскопом он кажется звездообразным (astro- = «звезда»). Астроциты имеют множество отростков, отходящих от их основного клеточного тела (не аксонов или дендритов, таких как нейроны, а просто отростков клеток). Эти процессы распространяются на нейроны, кровеносные сосуды или соединительную ткань, покрывающую ЦНС (Рисунок 12.2.4). Как правило, они являются опорными клетками для нейронов центральной нервной системы. Некоторые способы, которыми они поддерживают нейроны в центральной нервной системе, заключаются в поддержании концентрации химических веществ во внеклеточном пространстве, удалении избыточных сигнальных молекул, реакции на повреждение тканей и создании гематоэнцефалического барьера (ГЭБ) . Гематоэнцефалический барьер — это физиологический барьер, который удерживает многие вещества, циркулирующие в крови, от попадания в центральную нервную систему, ограничивая то, что может попасть из циркулирующей крови в ЦНС.Обычно кровеносные сосуды протекают из-за зазоров между клетками стенок сосудов. Эти промежутки позволяют молекулам быстро перемещаться из крови во внеклеточное пространство вокруг тканевых клеток, доставляя питательные вещества и гормоны. Однако на нейроны головного мозга могут влиять быстрые регулярные изменения внеклеточных концентраций, препятствующие передаче сигнала. Чтобы предотвратить такие колебания, астроциты выделяют соединения в кровеносные сосуды, создавая плотные соединения между клетками кровеносных сосудов, которые иначе протекали.Когда ГЭБ не поврежден, молекулы питательных веществ, такие как глюкоза или аминокислоты, должны теперь проходить через сосудистые клетки ГЭБ посредством трансцеллюлярных процессов (с использованием мембранных белков). Небольшие жирорастворимые молекулы (дыхательные газы, спирт) могут просто диффундировать через клеточные мембраны, а другие крупные водорастворимые молекулы — нет. Сильно ограничивающая проницаемость ГЭБ может ограничивать доставку лекарства в ЦНС. Перед фармацевтическими компаниями стоит задача разработать лекарства, которые могут проникать через ГЭБ, а также оказывать влияние на нервную систему.

Рисунок 12.2.4 — Глиальные клетки ЦНС: В ЦНС есть астроциты, олигодендроциты, микроглия и эпендимные клетки, которые поддерживают нейроны ЦНС несколькими способами.

Также в ткани ЦНС обнаружен олигодендроцит , иногда называемый просто «олиго», который представляет собой тип глиальных клеток, изолирующих аксоны в ЦНС. Название означает «клетка из нескольких ветвей» (oligo- = «несколько»; dendro- = «ветви»; -cyte = «клетка»). Есть несколько процессов, которые исходят от тела клетки.Каждый из них протягивается и окружает аксон, чтобы изолировать его в миелине. Один олигодендроцит будет обеспечивать миелином несколько сегментов аксона, либо для одного и того же аксона, либо для отдельных аксонов. Функция миелина будет рассмотрена ниже.

Microglia , как следует из названия, меньше, чем большинство других глиальных клеток. Текущие исследования этих клеток, хотя и не совсем окончательные, предполагают, что они могут возникать как белые кровяные тельца, называемые макрофагами, которые становятся частью ЦНС на раннем этапе развития.Хотя их происхождение окончательно не установлено, их функция связана с тем, что макрофаги делают в остальной части тела. Когда макрофаги сталкиваются с больными или поврежденными клетками в остальной части тела, они поглощают и переваривают те клетки или патогены, которые вызывают заболевание. Микроглия — это клетки ЦНС, которые могут делать это в нормальной здоровой ткани, и поэтому их также называют резидентными макрофагами ЦНС.

Эпендимные клетки фильтруют кровь, производя спинномозговую жидкость (CSF) , жидкость, которая циркулирует через ЦНС.ЦСЖ необходим мозгу для обеспечения питательными веществами, удаления отходов и создания стабильной внеклеточной среды, потому что ГЭБ настолько ограничен. В каждой из полостей головного мозга ( желудочков, ) эпендимные клетки контактируют с кровеносными сосудами, чтобы фильтровать и поглощать определенные компоненты крови. Эти сосудистых сплетений производят достаточно спинномозговой жидкости каждый день, чтобы заполнить пинту стакана! Хотя ГЭБ отсутствует в сосудистых сплетениях, эпендимные клетки там связаны друг с другом плотными связями, образуя сильно ограничивающую границу.Еще больше эпендимных клеток выстилают желудочки и используют свои реснички, чтобы помочь перемещать спинномозговую жидкость через желудочковое пространство. Отношение этих глиальных клеток к структуре ЦНС показано на рисунке 12.2.4.

Глиальные клетки PNS

Одним из двух типов глиальных клеток, обнаруженных в PNS, является сателлитная клетка . Клетки-сателлиты окружают тела нейронов в ПНС. Они обеспечивают поддержку, выполняя на периферии те же функции, что и астроциты в ЦНС, за исключением, конечно, установления ГЭБ.

Второй тип глиальных клеток — это шванновские клетки , которые изолируют аксоны с миелином на периферии. Шванновские клетки отличаются от олигодендроцитов тем, что шванновские клетки обвивают часть только одного сегмента аксона и не окружают другие. Олигодендроциты имеют отростки, которые достигают нескольких сегментов аксона, тогда как вся шванновская клетка окружает только один сегмент аксона. Ядро и цитоплазма шванновской клетки находятся на краю миелиновой оболочки. Связь этих двух типов глиальных клеток с ганглиями и нервами в ПНС показана на рисунке 12.2.5.

Рисунок 12.2.5 — Глиальные клетки PNS: Сателлитные клетки связаны с телами клеток, а шванновские клетки связаны с аксонами нейронов в PNS.

Миелин

Олигодендроциты в ЦНС и клетки Шванна в ПНС обеспечивают миелин. В то время как способ, которым каждая клетка связана с сегментом аксона или сегменты, которые она изолирует, различается, способы миелинизации сегмента аксона в большинстве случаев одинаковы в этих двух ситуациях. Миелин представляет собой богатую липидами оболочку, которая окружает аксон и тем самым создает миелиновую оболочку , которая облегчает передачу электрических сигналов по аксону.Липиды по существу представляют собой фосфолипиды мембраны глиальных клеток. Однако миелин — это больше, чем просто мембрана глиальной клетки. Он также включает важные белки, которые являются неотъемлемой частью этой мембраны. Некоторые из белков помогают плотно удерживать слои мембраны глиальных клеток.

По внешнему виду миелиновая оболочка похожа на тесто, обернутое вокруг хот-дога для «свиней в одеяле» или подобную еду. Глиальная клетка несколько раз оборачивается вокруг аксона, при этом между слоями глиальных клеток практически отсутствует цитоплазма.Для олигодендроцитов остальная часть клетки отделена от миелиновой оболочки, поскольку клеточный отросток распространяется обратно к телу клетки. Некоторые другие процессы обеспечивают такую же изоляцию для других сегментов аксонов в этой области. Для шванновских клеток самый внешний слой клеточной мембраны содержит цитоплазму и ядро клетки в виде выпуклости на одной стороне миелиновой оболочки. Во время развития глиальная клетка неплотно или не полностью обернута вокруг аксона (рис. 12.2.6 a ). Края этого незакрепленного корпуса обращены друг к другу, и один конец заходит под другой.Внутренний край оборачивается вокруг аксона, образуя несколько слоев, а другой край замыкается снаружи, так что аксон полностью окружен.

Аксон содержит микротрубочки и нейрофиламенты, которые ограничены плазматической мембраной, известной как аксолемма. За пределами плазматической мембраны аксона находится миелиновая оболочка, которая состоит из плотно обернутой плазматической мембраны шванновской клетки. Какие аспекты клеток на этом изображении реагируют с пятном, придавая им глубокий, темный, черный цвет, например, несколько слоев миелиновой оболочки?

Миелиновые оболочки могут увеличиваться на один или два миллиметра, в зависимости от диаметра аксона.Диаметр аксонов может составлять от 1 до 20 микрометров. Поскольку микрометр составляет 1/1000 миллиметра, это означает, что длина миелиновой оболочки может быть в 100–1000 раз больше диаметра аксона. На рис. 12.2.2, рис. 12.2.4 и рис. 12.2.5 показана миелиновая оболочка, окружающая сегмент аксона, но не в масштабе. Если миелиновую оболочку нарисовать в масштабе, нейрон должен быть огромным — возможно, покрывая всю стену комнаты, в которой вы сидите.

Рисунок 12.2.6 — Процесс миелинизации: Миелинизирующая глия оборачивает несколько слоев клеточной мембраны вокруг клеточной мембраны сегмента аксона.Одиночная шванновская клетка изолирует сегмент периферического нерва, тогда как в ЦНС олигодендроцит может обеспечивать изоляцию для нескольких отдельных сегментов аксона. EM × 1 460 000. (Микрофотография предоставлена Медицинской школой Риджентс Мичиганского университета © 2012)

Заболевания… нервной ткани

Демиелинизация аксонов может вызвать несколько заболеваний. Причины этих болезней неодинаковы; некоторые имеют генетические причины, некоторые вызваны патогенами, а другие являются результатом аутоиммунных заболеваний.Хотя причины различны, результаты во многом схожи. Миелиновая изоляция аксонов нарушена, что замедляет передачу электрических сигналов.

Рассеянный склероз (РС) — одно из таких заболеваний. Это пример аутоиммунного заболевания. Антитела, вырабатываемые лимфоцитами (тип лейкоцитов), маркируют миелин как то, чего не должно быть в организме. Это вызывает воспаление и разрушение миелина в центральной нервной системе. Поскольку изоляция вокруг аксонов разрушается болезнью, возникает рубцевание.Отсюда и название болезни; склероз означает затвердение тканей, как в рубце. Множественные рубцы обнаруживаются в белом веществе головного и спинного мозга. Контроль над скелетной и гладкой мускулатурой нарушен, что влияет не только на движение, но и на контроль над такими органами, как мочевой пузырь.

Синдром Гийена-Барре (произносится как Ги-Ян бах-РЭЙ) — пример демиелинизирующего заболевания периферической нервной системы. Это также результат аутоиммунной реакции, но воспаление происходит в периферических нервах.Сенсорные симптомы или двигательный дефицит являются общими, а вегетативные нарушения могут привести к изменениям сердечного ритма или падению артериального давления, особенно в положении стоя, что вызывает головокружение.

4.5 Нервная ткань — анатомия и физиология

Цели обучения

Опишите характеристики нервной ткани и то, как они обеспечивают уникальные функции нервной ткани.

К концу этого раздела вы сможете:

Определить классы клеток, составляющих нервную ткань
Опишите характеристики нервной ткани

Нервная ткань характеризуется как возбудимая и способная посылать и принимать электрохимические сигналы, которые снабжают организм информацией.Два основных класса клеток составляют нервную ткань: нейрон и нейроглия (рис. 4.5.1. Нейрон). Нейроны передают информацию с помощью электрохимических импульсов, называемых потенциалами действия, которые биохимически связаны с испусканием химических сигналов. Нейроглия играет важную роль в поддержке нейронов.

Рисунок 4.5.1 — Нейрон: Тело клетки нейрона, также называемое сомой, содержит ядро и митохондрии. Дендриты передают нервный импульс соме.Аксон переносит потенциал действия в другую возбудимую клетку (LM × 1600). (Микрофотография предоставлена Медицинской школой Риджентс Мичиганского университета © 2012)

Внешний веб-сайт

Перейдите по этой ссылке, чтобы узнать больше о нервной ткани. Каковы основные части нервной клетки?

Нейроны обладают отличительной морфологией, хорошо подходящей для их роли проводящих клеток, с тремя основными частями. Тело клетки включает большую часть цитоплазмы, органелл и ядра. Дендриты, которые получают информацию от других нейронов, ответвляются от тела клетки и выглядят как тонкие продолжения.Длинный аксон выходит из тела клетки и может быть обернут изолирующим слоем, известным как миелин , который образован дополнительными клетками. Аксоны передают электрические сигналы, идущие от тела клетки. Синапс — это промежуток между нервными клетками или между нервной клеткой и ее мишенью. Сигнал передается через синапс химическими соединениями, известными как нейротрансмиттеры. Нейроны, отнесенные к категории мультиполярных нейронов, имеют несколько дендритов и один выдающийся аксон. Биполярные нейроны имеют один дендрит и аксон с телом клетки, в то время как униполярные нейроны имеют только один отросток, выходящий из тела клетки, который делится на функциональный дендрит и на функциональный аксон.Когда нейрон достаточно стимулирован, он генерирует потенциал действия, который распространяется вниз по аксону к синапсу. Если в синапсе выделяется достаточно нейротрансмиттеров, чтобы стимулировать следующий нейрон (или мышцу, или железу), возникает ответ.

Второй класс нервных клеток — нейроглия или глиальные клетки, которые были охарактеризованы как имеющие простую вспомогательную роль. Слово «глия» происходит от греческого слова «клей». Недавние исследования проливают свет на более сложную роль нейроглии в функции мозга и нервной системы. Клетки астроцитов , названные в честь их характерной звездчатой формы, в изобилии присутствуют в центральной нервной системе. Астроциты выполняют множество функций, включая регулирование концентрации ионов в межклеточном пространстве, захват и / или распад некоторых нейротрансмиттеров и формирование гематоэнцефалического барьера, мембраны, которая отделяет систему кровообращения от мозга. Микроглия защищает нервную систему от инфекции и связана с макрофагами. Олигодендроциты клетки продуцируют миелин в центральной нервной системе (головной и спинной мозг), тогда как шванновские клетки продуцируют миелин в периферической нервной системе (Рисунок 4.5.2 Нервная ткань).

Рисунок 4.5.2 — Нервная ткань: Нервная ткань состоит из нейронов и нейроглии. Клетки нервной ткани специализированы для передачи и приема импульсов (LM × 872). (Микрофотография предоставлена Медицинской школой Риджентс Мичиганского университета © 2012)

Обзор главы

Самая заметная клетка нервной ткани, нейрон, в основном характеризуется своей способностью получать стимулы и реагировать путем генерации электрического сигнала, известного как потенциал действия, который может быстро перемещаться на большие расстояния в организме.Типичный нейрон имеет отличительную морфологию: большое тело клетки разветвляется на короткие отростки, называемые дендритами, которые получают химические сигналы от других нейронов, и длинный хвост, называемый аксоном, который передает сигналы от клетки к другим нейронам, мышцам или другим нейронам. железы. Многие аксоны окружены миелиновой оболочкой, производным липида, который действует как изолятор и облегчает передачу потенциала действия. Другие клетки нервной ткани, нейроглии, включают астроциты, микроглию, олигодендроциты и шванновские клетки.

Вопросы по интерактивной ссылке

Перейдите по этой ссылке, чтобы узнать больше о нервной ткани. Каковы основные части нервной клетки?

Дендриты, тело клетки и аксон.

Вопросы о критическом мышлении

Какие морфологические приспособления нейронов делают их пригодными для передачи нервного импульса?

Нейроны хорошо подходят для передачи нервных импульсов, потому что короткие отростки, дендриты, получают импульсы от других нейронов, в то время как удлинение длинного хвоста, аксон, переносит электрические импульсы от клетки к другим нейронам.

Каковы функции астроцитов?

Астроциты регулируют ионы, а также поглощение и / или распад некоторых нейромедиаторов и способствуют формированию гематоэнцефалического барьера.

Список литературы

Стерн, П. Проблема в фокусе: интерес к глии. Наука [Интернет]. 2010 [цитируется 4 декабря 2012 года]; 3 (147): 330-773. Доступна с:

http://stke.sciencemag.org/cgi/content/abstract/sigtrans;3/147/eg11

Мин Г.Л., Сонг Х. Нейрогенез взрослых в центральной нервной системе млекопитающих.Анну. Rev. Neurosci. 2005 [цитируется 4 декабря 2012 г.]; 28: 223–250.

Нервная ткань — определение, функция и типы

Определение нервной ткани

Нервная ткань — это термин для групп организованных клеток в нервной системе, которая является системой органов, которая контролирует движения тела, посылает и передает сигналы к и от различные части тела, и играет роль в контроле функций организма, таких как пищеварение. Нервная ткань делится на две основные категории: нейроны и нейроглия.Нейроны или нервы передают электрические импульсы, а нейроглия — нет; нейроглия выполняет множество других функций, включая поддержку и защиту нейронов.

Функция нервной ткани

Нервная ткань составляет нервную систему. Нервная система подразделяется на несколько частично совпадающих. Центральная нервная система (ЦНС) состоит из головного и спинного мозга, который координирует информацию со всех частей тела и посылает нервные импульсы, контролирующие все движения тела.Периферическая нервная система (ПНС) состоит из периферических нервов, которые разветвляются по всему телу. Он соединяет ЦНС с остальной частью тела и напрямую отвечает за управление движениями определенных частей тела; например, непосредственно перед движением руки ЦНС посылает нервные импульсы к нервам ПНС руки, что заставляет руку двигаться.

Еще одно подразделение нервной системы — симпатическая нервная система (СНС) и парасимпатическая нервная система (ПСНС).Социальная сеть активируется для того, чтобы стимулировать в организме реакцию «бей или беги», когда этот организм сталкивается с угрозой и должен решить, сражаться ли с ней или бежать от нее. Нервы СНС по-разному воздействуют на разные части тела. Активация SNS вызывает расширение зрачков глаз, препятствует пищеварению, увеличивает секрецию потоотделения и увеличивает частоту сердечных сокращений. И наоборот, PSNS активируется в моменты «отдыха и переваривания пищи», когда организм не сталкивается с непосредственной угрозой.Нервы PSNS стимулируют деятельность, которая может происходить в состоянии покоя, например пищеварение, выделение шлаков и сексуальное возбуждение, а также снижают частоту сердечных сокращений.

Кишечная нервная система (ENS) контролирует желудочно-кишечный тракт (пищеварительный тракт). Это подразделение нервной системы, наряду с SNS и PSNS, вместе называется вегетативной нервной системой (ANS). ВНС регулирует действия, которые выполняются бессознательно; например, нам не нужно думать о переваривании пищи, чтобы это произошло.Напротив, соматическая нервная система (SoNS) контролирует произвольные движения тела. Он состоит из афферентных и эфферентных нервов, которые посылают сигналы в ЦНС и из нее, вызывая произвольное сокращение мышц.

Типы нервной ткани

Нейроны

Нейроны — это клетки, которые могут передавать сигналы, называемые нервными импульсами или потенциалами действия. Потенциал действия — это быстрое повышение и понижение электрического мембранного потенциала нейрона, который передает сигналы от одного нейрона к другому.Это разные типы нейронов:

Сенсорные или афферентные нейроны передают информацию из ПНС в ЦНС; различные типы сенсорных нейронов могут определять температуру, давление и свет.
Двигательные или эфферентные нейроны посылают сигналы от ЦНС к ПНС; эти сигналы предоставляют информацию сенсорным нейронам, чтобы «сказать» им, что делать (например, инициировать движение мышц).
Интернейроны соединяют сенсорные и двигательные нейроны с головным и спинным мозгом; они действуют как соединители для формирования нейронных цепей и участвуют в рефлекторных действиях и высших функциях мозга, таких как принятие решений.

Хотя нейроны могут быть специализированными и сильно отличаться друг от друга, каждый из них имеет общие компоненты. У каждого нейрона есть сома или клеточное тело, содержащее ядро. От сомы отходят дендриты, пальцевидные отростки, принимающие нервные импульсы. Аксон — это более крупный выступ, который ответвляется от сомы. Нервные импульсы проходят по аксону в форме потенциала действия. Аксон разделяется на терминалы аксона, которые ответвляются к другим нейронам. Нейротрансмиттеры высвобождаются из концов аксонов, и они перемещаются через синаптическую щель, чтобы достичь рецепторов на дендритах других нейронов.Таким образом нейроны общаются друг с другом и могут посылать сигналы, которые достигают многих других нейронов.

Нейроглия

Нейроглия, или глиальные клетки, — это клетки, которые поддерживают нейроны, снабжают их питательными веществами и избавляют от мертвых клеток и патогенов, таких как бактерии. Они также образуют изоляцию между нейронами, чтобы электрические сигналы не пересекались, а также могут способствовать образованию синаптических связей между нейронами. Существует несколько типов нейроглии:

Астроглиальные клетки, также называемые астроцитами, представляют собой звездообразные клетки головного и спинного мозга.Они обеспечивают нейроны питательными веществами, поддерживают ионный баланс и удаляют ненужные избыточные нейротрансмиттеры из синаптической щели.
Эпендимные клетки также находятся в ЦНС. Есть два типа эпендимных клеток. Не-реснитчатые эпендимные клетки образуют спинномозговую жидкость, а мерцательные эпендимные клетки помогают спинномозговой жидкости циркулировать. Спинномозговая жидкость смягчает мозг и спинной мозг.
Олигодендроциты находятся в ЦНС и обеспечивают физическую поддержку нейронам.Они образуют миелиновую оболочку вокруг некоторых нейронов ЦНС. Миелиновая оболочка — это жировое вещество, обернутое вокруг аксонов некоторых нейронов; обеспечивает электрическую изоляцию.
Шванновские клетки также образуют миелиновые оболочки вокруг некоторых нейронов, но они обнаруживаются только в ПНС. Миелинизированные нейроны могут проводить электрические импульсы быстрее, чем немиелинизированные нейроны.
Клетки микроглии или микроглии — это небольшие макрофагальные клетки в ЦНС, которые защищают от болезней, поглощая патогены посредством фагоцитоза («поедания клеток»).Они также могут разрушать инфицированные нейроны и способствовать возобновлению роста нейронов. Все другие типы нейроглии, указанные выше, больше по размеру и вместе называются макроглией.

На этой диаграмме показаны два типа клеток, нейроны и нейроглия, из которых состоит нервная ткань.

Ткань — организованная группа клеток, выполняющая определенную функцию.
Нервная система — Система органов, отвечающая за контроль и координацию движений и функций тела.
Потенциал действия — Внезапное повышение и падение электрического мембранного потенциала нейрона, которое приводит к передаче сигнала другим нейронам или целевому органу тела.
Синапс — небольшой промежуток между двумя нервными клетками, через который проходят нейротрансмиттеры.

Тест

1. Что НЕ является типом нейроглии?
A. Астроцит
B. Олигодендроцит
C. Клетка Шванна
D. Все вышеперечисленное — нейроглия.

Ответ на вопрос № 1

D правильный. Все эти клетки — нейроглия. Эпендимные клетки и микроглия также являются нейроглией. В целом нейроглия поддерживает нейроны и не передает электрические импульсы, как нейроны.

2. Какова функция астроцитов?
A. Формирование миелиновой оболочки вокруг аксонов определенных нейронов в PNS
B. Фагоцитирующие патогены
C. Обеспечение питательными веществами, поддержание ионного баланса, избавление от лишних нейротрансмиттеров
D. Формирование спинномозговой жидкости и обеспечение ее циркуляции

Ответ на вопрос № 2

C правильный. Астроциты выполняют несколько различных функций, таких как снабжение нейронов питательными веществами, поддержание гомеостатических концентраций ионов и удаление избыточных нейромедиаторов.

3. Сенсорные или афферентные нейроны отправляют информацию от ___ к ___.
A. CNS; ПНС
Б. ПНС; CNS
C. аксон; дендриты
D. двигательные нейроны; interneurons

Ответ на вопрос № 3

B правильный. Сенсорные нейроны находятся в периферической нервной системе (ПНС) и отправляют информацию от ПНС в центральную нервную систему (ЦНС). Определенные сенсорные нейроны могут обнаруживать тепло, свет или давление и передавать эту информацию в мозг.

Клетки нервной системы — нейроны — глиальные клетки

Нервная система состоит из двух групп клеток, глиальных клеток и нейронов .Нейроны отвечают за восприятие изменений в окружающей их среде и общение с другими нейронами с помощью электрохимических сигналов. Глиальные клетки поддерживают, питают, изолируют нейроны и удаляют ненужные продукты метаболизма. В этой статье мы обсудим функцию нейронов и глиальных клеток.

Нейроны

Нейрон состоит из следующих нескольких компонентов:

Тело клетки или сома — содержит ядро и внутриклеточные органеллы нейрона (такие как митохондрии и аппарат Гольджи).Это центр метаболизма нейронов. Он также содержит субстанцию Ниссля. Это гранулы, содержащие грубый эндоплазматический ретикулум и свободные рибосомы, что делает его местом синтеза белка.
Дендриты — эти отростки берут начало в соме и распространяются наружу. Они передают в сому сигналы, полученные от других нейронов.
Аксон — Он возникает из сомы, в частности, из области, называемой бугорком аксона , где инициируются потенциалов действия .Потенциалы действия передаются по аксону к окончанию аксона.
Шванновские клетки — Они изолируют аксон с помощью миелиновой оболочки , которая способствует быстрой передаче потенциалов действия по аксону.
Аксонный терминал — Дистальнее ответвления аксона образуют аксональные терминалы. Они создают синаптические связи с другими нейронами. Они содержат различных нейротрансмиттеров , которые высвобождаются в синапсы , чтобы обеспечить передачу сигнала от одного нейрона к другому.

Рис. 1. Схема, показывающая базовую структуру нейрона, включая синапс [/ caption]
Глиальные клетки
Астроциты
Астроциты представляют собой звездчатые глиальные клетки головного и спинного мозга, в зависимости от используемого метода они составляют от 20 до 40% всех глиальных клеток. Они имеют множество функций, в том числе:
Метаболическая поддержка — Нейроны постоянно нуждаются в питательных веществах, таких как глюкоза, но сами они не могут накапливать или производить гликоген.Это преодолевается тем фактом, что астроциты хранят гликоген , который может быть расщеплен до глюкозы, чтобы обеспечить топливо для нейронов. Астроциты также могут накапливать лактат, который используется в качестве топлива в периоды высокого потребления энергии или ишемии.
Регулирование внеклеточной ионной среды — Высокие внеклеточные концентрации ионов, таких как калий, могут привести к спонтанной деполяризации нейрона. Таким образом, астроциты удаляют из внеклеточного пространства избыток ионов калия и после активации нейронов.
Поглощение нейротрансмиттера — Астроциты содержат специфические переносчики для нескольких нейромедиаторов, таких как глутамат. Быстрое удаление нейромедиаторов из внеклеточного пространства необходимо для нормальной функции нейронов.
Модуляция синаптической передачи — В некоторых областях мозга, например, в гиппокампе, астроциты выделяют АТФ, чтобы увеличить производство аденозина, , который, в свою очередь, подавляет синаптическую передачу.Следовательно, аденозин и другие вещества, высвобождаемые глиальными клетками, действуют как глиотрансмиттеров , модулируя синаптическую активность.
Стимуляция миелинизации олигодендроцитами
Олигодендроциты

Эти клетки отвечают за изоляцию аксонов в центральной нервной системе. Они выполняют эту функцию, создавая миелиновую оболочку , которая охватывает часть аксона.
Один олигодендроцит способен миелинизировать до 50 сегментов аксонов. Они эквивалентны шванновским клеткам периферической нервной системы. Дополнительную информацию о миелиновой оболочке можно найти здесь.
Рис. 2. Схема, показывающая аксон нейрона по отношению к ассоциированному олигодендроциту и миелиновой оболочке [/ caption]
Микроглия

Клетки микроглии составляют от 10 до 15% клеток головного мозга и имеют мезодермальное происхождение , в отличие от других глиальных клеток, которые имеют эктодермальное происхождение.
Эти клетки образуют резидентную иммунную систему головного мозга. Они активируются в ответ на повреждение тканей и обладают способностью распознавать чужеродные антигены и инициировать фагоцитоз для удаления чужеродного материала. При необходимости микроглия также может функционировать как антигенпрезентирующие клетки.
Эпендимальные клетки
Эпендима — это тонкая оболочка желудочковой системы головного и спинного мозга. Эта выстилка состоит из эпендимных клеток, базальные мембраны которых прикреплены к астроцитам.Основная функция этих клеток — производство спинномозговой жидкости (CSF) как части сосудистого сплетения.
Их апикальные поверхности покрыты ресничками и микроворсинками, которые обеспечивают циркуляцию и абсорбцию спинномозговой жидкости соответственно.
Рис. 3. Схема, показывающая некоторые глиальные клетки по отношению к нейрону [/ caption]
[старт-клинический]
Клиническая значимость — Астроцитома
Астроцитомы — это внутричерепные опухоли, которые происходят из астроцитов и могут возникать в любом возрасте, хотя чаще встречаются у мужчин.
Их можно разделить в зависимости от степени их клеточной дифференциации:
Низкая степень — Степень I и II, чаще встречается у детей
Высокая степень — Степень III и IV, чаще встречается у взрослых
Астроцитомы низкой степени злокачественности обычно доброкачественные по своей природе и медленно растут. Однако опухоли II степени могут стать злокачественными. Астроцитомы I степени часто обнаруживаются в мозжечке и, как таковые, имеют тенденцию проявляться симптомами, связанными с балансом и координацией.Опухоли II степени часто сопровождаются судорогами.
Астроцитомы высокой степени злокачественности обычно растут намного быстрее, чем астроцитомы низкой степени злокачественности и обычно являются злокачественными . Из-за их инвазивного характера их часто трудно полностью удалить хирургическим путем, и они часто рецидивируют после лечения.
[окончание клинической]
.

Нервная ткань

строение, функции / Справочник :: Бингоскул

Нейроны: строение, виды и типы

Нейроглия

Свойства нервной ткани

Клетки нервной ткани оказались способны делиться друг с другом митохондриями

Наука: Наука и техника: Lenta.ru

Стремление к прозрачности

На службе коннектома

Вместо заключения

Ученые придумали, как заменить поврежденные нервные клетки чипами

Ученые вырастили «в пробирке» первую 3D-модель нервной ткани

Ученые впервые вырастили объемный графт из человеческих нервных клеток

Киборги обрели нервную систему

Нервная ткань | Безграничная анатомия и физиология

Характеристики нервной ткани

Цели обучения

Основные выводы

Ключевые моменты

Ключевые термины

Нервная ткань

Нейроны

Дендриты

Дендрит

Schwann Cells

Типы нервной ткани

Цели обучения

Основные выводы

Ключевые моменты

Ключевые термины

Нейроглия

Астроциты

Микроглиальные клетки

Эпендимальные клетки

Олигодендроциты

Спутниковые соты

Schwann Cells

Нейроны

Нервная ткань | SEER Training

Нейроны

Тело клетки

Дендриты

Аксон

Нейроглия

Опухоли

Нервная ткань — анатомия и физиология

Цели обучения

нейронов

Части нейрона

Типы нейронов

Глиальные клетки

Глиальные клетки ЦНС

Глиальные клетки ПНС

Миелин

Обзор главы

12.2 Нервная ткань — анатомия и физиология

Глиальные клетки ЦНС

Глиальные клетки PNS

Миелин

4.5 Нервная ткань — анатомия и физиология

Цели обучения

Внешний веб-сайт

Нервная ткань — определение, функция и типы

Определение нервной ткани

Функция нервной ткани

Типы нервной ткани

Нейроны

Нейроглия

Тест

Клетки нервной системы — нейроны — глиальные клетки

Нейроны

Глиальные клетки

Астроциты

Олигодендроциты

Микроглия

Эпендимальные клетки

Клиническая значимость — Астроцитома

Related Post

Добавить комментарий Отменить ответ