Структура нейрона, его свойства.

Нейрон – основная структурная и функциональная единица нервной системы, которая воспринимает раздражения, перерабатывает их и передает информацию к различным органам тела. Нейроны представляют собой клетки, разнообразные по форме, по общему же строению они не отличаются от любой другой клетки тела. Нейрон – это сложноустроенная высокодифференцированная клетка состоит из тела, или сомы, и отростков разного типа – дендритов и аксонов. Особенностью строения нейронов является наличие в цитоплазме специфических образований: тигроидного вещества и нейрофибрилл (тонкие нити, состоящие из белковых молекул, участвующие в проведении импульсов возбуждения по нервной клетке). Тигроидное вещество содержит РНК, количество которой увеличивается до полового созревания, а затем находится на относительно постоянном уровне, если условия существования организма остаются благоприятными. При экстремальных ситуациях содержание РНК в тигроидном веществе может уменьшиться, а само вещество полностью распадется, что приводит к гибели нейрона.

Длинный отросток – аксон (ось) – проводит возбуждение от тела нервной клетки к другим нейронам и органам (мышцам, железам). Конец аксона сильно ветвится, образуя контакты со многими сотнями клеток. У нейрона аксон всегда один.

Дендриты (дерево) – многочисленные короткие ветвящиеся отростки. На дендритах есть выросты (шипики). Ветвистость дендритов и наличие шипиков значительно увеличивают поверхность дендрита в сравнении с телом клетки и создают условия для размещения на них большого числа контактов с другими нервными клетками – синапсов. Количество синапсов на теле одного нейрона достигает 100 и более, а на дендритах одного нейрона – нескольких тысяч.

Нервная ткань помимо нейронов включает клетки нейроглии, которые, окружают со всех сторон нейроны и выполняют для них опорную, питательную и электроизолирующую функции.

Нейроны, как и все живые клетки, обладают раздражимостью, т.е. способностью под влиянием факторов внешней и внутренней среды, так называемых раздражителей, переходить из состояния покоя в состояние активности. Изменения в окружающей среде или организме называют раздражителями, процесс действия раздражителя – раздражением. Выделяют три группы раздражителей: физические (электричество, ионизирующее излучение укол, удар, температура, давление, свет), физико-химические (изменения осмотического давления в клетках, содержания в клетках ионов водорода) и химические (лекарственные препараты, биологически активные вещества, гормоны, ферменты, яды).

Физиологические раздражители делят на адекватные и неадекватные. К адекватным относят раздражители, к восприятию которых клетки и ткани организма приспособились в процессе эволюции. Например, для глаз – свет, для кожи – давление и температура. К неадекватным раздражителям относят те, к восприятию которых клетки и ткани специально не приспособлены. Например, ощущение светового блика возникают в глазах не только при воздействии света, а также при механических воздействиях, в частности, при надавливании на глазное яблоко.

Основными свойствами нервной ткани являются возбудимость, проводимость и лабильность, которые характеризуют функциональное состояние нервной системы человека и определяют его психические процессы.

Клетки нервной ткани в процессе эволюции приспособились к быстрой ответной реакции на действие раздражителя, поэтому нервную ткань называют возбудимой, а ее способность быстро реагировать на раздражение – возбудимостью. Количественной мерой возбудимости является порог раздражения – минимальная величина раздражителя, способная вызвать ответную реакцию ткани. В этой связи раздражитель меньшей силы называют подроговым, а большей – надпороговым.

Возбудимость проявляется в процессах возбуждения, которые представляют собой изменения процессов обмена веществ в клетках нервной ткани. Изменение обмена веществ сопровождается передвижением через клеточную мембрану отрицательно и положительно заряженных ионов, что вызывает изменение активности клетки. Это изменение обмена веществ сопровождается появлением электрических потенциалов – электрических, или нервных импульсов.

Проводимость – способность живой ткани проводить возбуждение. Проводимость нервной ткани связана с распространением по ней процессов возбуждения. Возникнув в одной клетке, электрический (нервный) импульс легко переходит на соседние клетки и может передаваться в любой участок нервной системы.

Возникший в месте возбуждения потенциал действия (изменение электрического заряда мембраны) вызывает изменения электрических зарядов в соседнем участке, а те в свою очередь – в следующем, и так по всей цепи нейронов распространяется волна возбуждения, вызывая новые потенциалы действия.

Лабильность – характеризует способность возбудимой ткани воспроизводить определенное количество потенциалов действия в единицу времени. Нервная ткань обладает наибольшей лабильностью, у мышечной она значительно ниже. Функциональное состояние ткани влияет на ее лабильность. Патологические процессы и утомление приводят к снижению лабильности нервной ткани, а систематические тренировки – к ее повышению. Изучением лабильности возбудимых тканей занимался русский физиолог Н.Е.Введенский.

Связь между отдельными нейронами осуществляется с помощью специального приспособления – синапса.

Синапс представлен двумя мембранами – пресинаптической и постсинаптической, между которыми имеется синаптическая щель размером не более 20 нм. Пресинаптическая мембрана находится на нервных окончаниях (окончаниях аксона), которые в ЦНС имеют вид пуговок, колечек, бляшек. Постсинаптическая мембрана находится на теле или дендритах нейрона, к которому передается нервный импульс.

Закодированная в нервных импульсах информация передается с одного нейрона на другой с помощью медиаторов (от лат. mediator – посредник) – химических веществ, способных вызывать возбуждение постсинаптической мембраны. Медиатор располагается в синаптических пузырьках в пресинаптической мембране. Пи возбуждении нейрона медиатор выходит в синаптическую щель, диффундирует к постсинаптической мембране, изменяет ее проницаемость к ионам натрия и вызывает возбуждение второго нейрона. Передача возбуждения происходит только в одном направлении – от пресинаптической мембраны к постсинаптической. К возбуждающим медиаторам относят ацетилхолин, адреналин или норадреналин. Существуют также особые нейроны, синаптические окончания которых выделяют тормозные медиаторы, вызывающие торможение соседнего нейрона. К ним относятся гамма-аминомасляная кислота и глицин.

Каждая нервная клетка имеет множество возбуждающих и тормозных синапсов, в результате чего происходит суммация сигналов и в конечном счете формируется окончательный ответ на пришедший импульс.

Число и размеры синапсов в процессе постнатального развития человека значительно увеличиваются. У взрослого на одном нейроне может быть до 10 тыс. синапсов. Число межнейронных связей находится в прямой зависимости от процессов обучения: чем интенсивнее идет обучение, тем больше синапсов образуется.

Отростки нервных клеток, покрытые оболочками, называются нервными волокнами. Тела нейронов и большая часть их дендритов сосредоточены в спинном и головном мозге. Часть дендритов и аксоны, длина которых у человека может достигать 1-1,5 м, выходят далеко за пределы ЦНС. Нервные волокна образуют нервы. Они связывают все участки тела с ЦНС.

Основная функция нервных волокон и нервов – проведение нервных импульсов. Различают чувствительные нервы (афферентные, центростремительные) проводят нервные импульсы в ЦНС и двигательные (эфферентные, центробежные), которые проводят импульсы от ЦНС к периферическим органам. Смешанные нервы состоят из чувствительных и двигательных волокон. Некоторые нервные волокна покрыты оболочкой, состоящей из жироподобного вещества – миелина, выполняющего трофические, защитные и электроизолирующие функции. Такие волокна называют мякотными, а не имеющие миелина – безмякотными. Скорость проведения возбуждения в безмякотных волокнах – 1-3 м/с, а в мякотных достигает 120 м/с.

Развитие миелиновой оболочки происходит в основном в первые 2-3 года и в значительной степени зависит от условий жизни ребенка. В неблагоприятных условиях процесс миелинизации может замедляться на несколько лет, что затрудняет управляющую и регулирующую деятельность нервной системы.