Нейрон. Строение и функции нейрона
АЛМАТИНСКИЙ ФИЛИАЛ НЕГОСУДАРСТВЕННОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО
УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГУМАНИТАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПРОФСОЮЗОВ»
кафедра ООД
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
по дисциплине : Анатомия центральной нервной системы
тема: Нейрон. Строение и функции нейрона
вечернего отделения
проверил: профессор
Нелидов С.Н.
Алматы, 2013
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………
1. Особенности строения нейрона……
2. Функции нейрона………………………………………….......
ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ……………………............
ВВЕДЕНИЕ
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ Центральная нервная система (ЦНС) – это комплекс различных образований спинного и головного мозга, которые обеспечивают восприятие, переработку, хранение и воспроизведение информации, а также формирование адекватных реакций организма на изменения внешней и внутренней среды.
Структурным и функциональным элементом ЦНС являются нейроны. Нейроны — специализированные клетки, способные принимать, обрабатывать, кодировать, передавать и хранить информацию, организовывать реакции на раздражения, устанавливать контакты с другими нейронами, клетками органов.
Нейрон - это главный элемент «биологического процессора», позволяющего животным приспосабливаться к окружающей среде, а человеку – еще и мыслить и чувствовать.
Цель работы: Изучить строение и функции нейрона.
Цель может быть достигнута путем следующих задач:
1Рассмотреть особенности строения нейрона;
2 Описать функции нейрона.
Объект исследования: Строение и функции нейрона.
Предмет исследования: Нервная клетка – нейрон.
1.Особенности строения нейрона.
Нейроны – нервные клетки обладают рядом признаков, общих для всех клеток тела и называются нейронами.. Нейроны состоят:1
-из «стандартных» элементов присущих и другим клеткам нашего тела - (органелл),
-из специфичных элементов и органелл, делающих их внешне и функционально непохожими на остальные клетки.
Один из важнейших критериев - наличие или отсутствие аксона2. Знаменитый физиолог Камилью Гольджи назвал нервные клетки с аксонами клетками типа , а без аксонов -типа . Последние образуют лишь локальные связи, т.е. только с непосредственно прилегающими к ним клетками. Кроме нервных клеток в мозге присутствуют так называемые глиальные клетки. Их число примерно в десять раз больше, чем нервных клеток, но их размеры в три - четыре раза меньше, чем у нервных клеток. Глиальные клетки не генерируют потенциалов действия. В настоящий момент считается, что они в целом выполняют вспомогательные функции (некоторые из них хорошо изучены).
Каждая нервная клетка нейрон имеет тело (перикарион или сому) и отростки. Один из отростков – маловетвящийся и обычно самый длинный – аксон (нейрит). Другие, короткие, имеющие много ответвлений – дендриты, отличаются разветвленным (подобно корням дерева) строением.
Именно
наличие таких внешних
С другими клетками человеческого организма нейроны роднит наличие клеточных органелл, таких как клеточное ядро, ядрышко, митохондрии, лизосомы, рибосомы, цитоплазма…и. т. п3.
Число нейронов мозга человека
приближается к 1011. На одном
нейроне может быть до 10 000 синапсов.
Если только эти элементы
Для различных структур мозга характерны определенные типы нейронной организации. Нейроны, организующие единую функцию, образуют так называемые группы, популяции, ансамбли, колонки, ядра. В коре большого мозга, мозжечке нейроны формируют слои клеток. Каждый слой имеет свою специфическую функцию.
Клеточные скопления образуют серое вещество мозга. Между ядрами, группами клеток и между отдельными клетками проходят миелинизированные или немиелинизированные волокна: аксоны и дендриты4.
Снаружи нейрон покрывает оболочка – плазматическая мембрана, или плазмалемма, а внутри помимо типичных клеточных органелл он имеет специфичные клеточные органеллы, такие как нейрофибриллы, опорные нити, тигроидное вещество - вещество Ниссля .
Нейрон состоит из:
1 — ядро (ядро нейрона окружено пористой двухслойной мембраной. Через поры происходит обмен между нуклеоплазмой и цитоплазмой. При активации нейрона ядро за счет выпячиваний увеличивает свою поверхность, что усиливает ядерно-плазматические отношения, стимулирующие функции нервной клетки. Ядро нейрона содержит генетический материал. Генетический аппарат обеспечивает дифференцировку, конечную форму клетки, а также типичные для данной клетки связи. Другой существенной функцией ядра является регуляция синтеза белка нейрона в течение всей его жизни);
2 — ядрышко (Ядрышко содержит большое количество РНК, покрыто тонким слоем ДНК. Существует определенная зависимость между развитием в онтогенезе ядрышка и базофильного вещества и формированием первичных поведенческих реакций у человека. Это обусловлено тем, что активность нейронов, установление контактов с другими нейронами зависят от накопления в них базофильного вещества);
3 — сателлит ядрышка;
4 — дендрит (основное воспринимающее поле нейрона. Мембрана дендрита и синаптической части тела клетки способна реагировать на медиаторы, выделяемые аксонными окончаниями изменением электрического потенциала. Обычно нейрон имеет несколько ветвящихся дендритов. Необходимость такого ветвления обусловлена тем, что нейрон как ин формационная структура должен иметь большое количество входов. Информация к нему поступает от других нейронов через специализированные контакты, так называемые шипики);
5 — эндоплазматическая сеть с гранулами РНК (вещество Ниссля -участвует в синтезе белковых компонентов клетки. Длительное возбуждение нейрона приводит к исчезновению в клетке базофильного вещества, а значит, и к прекращению синтеза специфического белка. У новорожденных нейроны лобной доли коры большого мозга не имеют базофильного вещества. В то же время в структурах, обеспечивающих жизненно важные рефлексы — спин ном мозге, стволе мозга, нейроны содержат большое количество базофильного вещества. Оно аксоплазматическим током из сомы клетки перемещается в аксон);
6 — синапс (уникальными особенностями нейрона являются способность генерировать электрические разряды и передавать информацию с помощью специализированных окончаний — синапсов);
7 — ножка астроцита;
8 — гранулы ДНК;
9 — липофусцин;
10 — аппарат Гольджи (органелла нейрона, окружающая ядро в виде сети. Пластинчатый комплекс участвует в синтезе нейросекреторных и других биологически активных соединений клетки);
11 — митохондрия (обеспечивающие энергетические потребности нейрона. Они играют важную роль в клеточном дыхании. Их больше всего у наиболее активных частей нейрона: аксонного холмика, в области синапсов. При активной деятельности нейрона количество митохондрий возрастает);
12 — аксонный холмик (Затухая, локальные отклонения складываются в зоне аксонного холмика. Если отклонение мембранного потенциала в зоне холмика превышает пороговое значение, то генерируется спайк, который распространяется по аксону. В случае, когда нейрон постоянно находится под интенсивным воздействием других нейронов, мембранный потенциал в зоне холмика часто превышает пороговое значение. На такое воздействие нейрон отвечает группой спайков -берстом. Промежутки между спайками не короче рефрактерного периода);
13 — нейрофибриллы (образующие плотную сеть в перикарионе клетки и ориентированные параллельно в составе дендритов и аксонов, включая их тончайшие концевые ветвления);
14 — аксон (представляет собой вырост цитоплазмы, приспособленный для проведения информации, собранной дендритами, переработанной в нейроне и переданной аксону через аксонный холмик — место выхода аксона из нейрона. Аксон данной клетки имеет постоянный диаметр, в большинстве случаев одет в миелиновую оболочку, образованную из глии. Аксон имеет разветвленные окончания. В окончаниях находятся митохондрии и секреторные образования);
15 — миелиновая оболочка;
16 — перехват Ранвье;
17 — ядро леммоцита;
18 — леммоцит в области нервно-мышечного синапса;
19 — ядро мышечной клетки;
20 — нервно-мышечное соединение;
21 — мышца.
ВЫВОД: Нервная клетка — это субстрат самых высокоорганизованных физиологических реакций, лежащих в основе способности живых организмов к дифференцированному реагированию на изменения внешней среды.
2 Функции нейрона
Жизнь
животного организма сосредоточена в
клетке. У каждой клетки имеются общие
(основные) функции, одинаковые с функциями
других клеток, и специфические, свойственные
в основном данному виду клеток5.
Функции
нейрона, идентичные общим функциям любых
клеток организма:
1. Синтез тканевых и клеточных
структур, а также необходимых для жизнедеятельности
соединений. При этом энергия не только
расходуется, но и накапливается, поскольку
клетка усваивает органические соединения,
богатые энергией (белки, жиры и углеводы,
поступающие в организм с пищей). В клетку
питательные вещества поступают, как,
правило, в виде продуктов гидролиза белков,
жиров, углеводов (мономеров) – это моносахара,
аминокислоты, жирные кислоты и моноглицириды.
Процесс синтеза обеспечивает восстановление
структур, подвергающихся распаду.
2. Выработка энергии в результате
катаболизма – совокупности процессов
распада клеточных и тканевых структур
и сложных соединений, содержащих энергию.
Энергия необходима для обеспечения жизнедеятельности
каждой живой клетки.
3.Трансмембранный перенос веществ,
обеспечивающий поступление в клетку
необходимых веществ и выделение из клетки
метаболитов и веществ, используемых другими
клетками организма.
Специфические функции нервных клеток
ЦНС и периферического отдела нервной
системы:6
1. Восприятие изменений внешней и внутренней
среды организма. Эта функция осуществляется
прежде всего с помощью периферических
нервных образований – сенсорных рецепторов
и посредством шипикового аппарата дендритов
и тела нейрона.
2. Передача сигнала другим нервным клеткам
и клеткам – эффекторам: скелетной мускулатуры,
гладким мышцам и внутренних органов,
сосудам, секреторным клеткам. Эта передача
реализуется с помощью синапсов.
3. Переработка поступающей к нейрону информации
посредством взаимодействия возбуждающих
и тормозящих влияний пришедших к нейрону
нервных импульсов.
4. Хранение информации с помощью механизмов
памяти. Любой сигнал внешней и внутренней
среды организма вначале преобразуется
в процессе возбуждения, который является
наиболее характерным проявлением активности
любой нервной клетки.
5. Нервные импульсы обеспечивают связь
между всеми клетками организма и регуляцию
их функций.
6. С помощью химических веществ нервные
клетки оказывают трофическое влияние
на эффекторные клетки организма (питание).
Жизнедеятельность самой нервной клетки
обеспечивается взаимодействием всех
ее органелл и клеточной мембраны (совокупность
структурных элементов, образующих оболочку
клетки), как и любой другой клетки организма.
- рецепторные (чувствительные, афферентные) - генерируют нервный импульс под влиянием различных воздействий внешней или внутренней среды организма;
- вставочные (ассоциативные) - осуществляют различные связи между нейронами;
- эффекторные (эфферентные, двигательные) - передают возбуждение на ткани рабочих органов, побуждая их к действию.
Характерной чертой для всех зрелых нейронов является наличие у них отростков. Эти отростки обеспечивают проведение нервного импульса по телу человека из одной его части в другую, подчас весьма удаленную, и потому длина их колеблется в больших пределах - от нескольких микрометров до 1-1,5 м.7
По функциональному значению отростки нейронов делятся на два вида. Одни выполняют функцию отведения нервного импульса обычно от тел нейронов и называются аксонами или нейритами. Нейрит заканчивается концевым аппаратом или на другом нейроне, или на тканях рабочего органона мышцах, железах.
Второй вид отростков нервных клеток называется дендритами. В большинстве случаев они сильно ветвятся, чем и определяется их название. Дендриты проводят импульс к телу нейрона.
По количеству отростков нейроны делятся на три группы:
- униполярные - клетки с одним отростком;
- биполярные - клетки с двумя отростками;
- Мультиполярные - клетки, имеющие три и больше отростков.
Мультиполярные клетки наиболее распространены у млекопитающих животных и человека. Из многих отростков такого нейрона один представлен нейритом, тогда как все остальные являются дендритами.
Биполярные клетки имеют два отростка - нейрит и дендрит. Истинные биполярные клетки в теле человека встречаются редко. К ним относятся часть клеток сетчатки глаза, спирального ганглия внутреннего уха и некоторые другие. Однако по существу своего строения к биполярным клеткам должна быть отнесена большая группа афферентных, так называемых псевдоуниполярных нейронов краниальных и спинальных нервных узлов. Псевдоуниполярными они называются потому, что нейрит и дендрит этих клеток начинается с общего выроста тела, создающего впечатление одного отростка, с последующим Т-образным делением его.
Истинных униполярных клеток, то есть клеток с одним отростком - нейритом, в теле человека нет.
Нейроны человека в подавляющем большинстве содержат одно ядро, расположенное в центре, реже - эксцентрично. Двуядерные нейроны и тем более многоядерные встречаются крайне редко, например: нейроны в предстательной железе и шейке матки. Форма ядер нейронов округлая. В соответствии с высокой активностью метаболизма хроматин в их ядрах диспергирован. В ядре имеется 1, а иногда 2 и 3 крупных ядрышка.
В соответствии с высокой специфичностью функциональной активности нейронов они имеют специализированную плазмолемму, их цитоплазма богата органеллами. В цитоплазме хорошо развита эндоплазматическая сеть, рибосомы, митохондрии, комплекс Гольджи, лизосомы, нейротубулы и нейрофиламенты.
Плазмолемма нейронов, кроме функции, типичной для цитолеммы любой клетки, характеризуется способностью проводить возбуждение. Сущность этого процесса сводится к быстрому перемещению локальной деполяризации плазмолеммы по ее дендритам к перикариону и аксону.
Обилие гранулярной эндоплазматической сети в нейроцитах соответствует высокому уровню синтетических процессов в цитоплазме и, в частности, синтеза белков, необходимых для подержания массы их перикарионов и отростков. Для аксонов, не имеющих органелл, синтезирующих белок, характерен постоянный ток цитоплазмы от перикариона к терминалям со скоростью 1-3 мм в сутки. Это медленный ток, несущий белки, в частности ферменты, необходимые для синтеза медиаторов в окончаниях аксонов. Кроме того, существует быстрый ток (5-10 мм в час), транспортирующий главным образом компоненты, необходимые для синоптической функции. Помимо тока веществ от перикариона к терминалам аксонов и дендритов наблюдается и обратный (ретроградный) ток, посредством которого ряд компонентов цитоплазмы возвращается из окончаний в тело клетки. В транспорте веществ по отросткам нейроцитов участвуют эндоплазматическая сеть, ограниченные мембраной пузырьки и гранулы, микротрубочки и актиномиозиновая система цитоскелета.
Комплекс Гольджи в нервных клетках определяется как скопление различных по форме колечек, извитых нитей, зернышек. Клеточный центр чаще располагается между ядром и дендритами. Митохондрии расположены как в теле нейрона, так и во всех отростках. Особенно богата митохондриями цитоплазма нейроцитов в концевых аппаратах отростков, в частности в области синапсов.8
Нейрофибриллы При импрегнации нервной ткани серебром в цитоплазме нейронов выявляются нейрофибриллы, образующие плотную сеть в перикарионе клетки и ориентированные параллельно в составе дендритов и аксонов, включая их тончайшие концевые ветвления. Методом электронной микроскопии установлено, что нейрофибриллам соответствуют пучки нейрофиламентов диаметром 6-10 нм и нейротубул (нейротрубочек) диаметром 20-30 нм, расположенных в перикарионе и дендритах между хроматофильными глыбками и ориентированных параллельно аксону.
Секреторные нейроны. Способность синтезировать и секретировать биологически активные вещества, в частности медиаторы, свойственная всем нейроцитам. Однако существуют нейроциты, специализированные преимущественно для выполнения этой функции - секреторные нейроны, например клетки нейросекреторных ядер гипоталамической области головного мозга. Секреторные нейроны имеют ряд специфических морфологических признаков:
секреторные нейроны - это крупные нейроны;
в цитоплазме нейронов и в аксонах находятся различной величины гранулы секрета - нейросекрета, содержащие белок, а в некоторых случаях липиды и полисахариды;
многие секреторные нейроны имеют ядра неправильной формы, что свидетельствует об их высокой функциональной активности.
Нейроны являются несменяемой клеточной популяцией. Им свойственна только внутриклеточная физиологическая регенерация, заключающаяся в непрерывной смене структурных белков цитоплазмы. Отростки нейронов и соответственно периферические нервы обладают способностью к регенерации в случае их повреждения
ВЫВОД: К функциям нервной клетки относят передачу информации об этих изменениях внутри организма и ее запоминание на длительные сроки, создание образа внешнего мира и организацию поведения наиболее целесообразным способом, обеспечивающим живому существу максимальный успех в борьбе за свое существование.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В основе современного представления о структуре и функции ЦНС лежит нейронная теория, которая представляет собой частный случай клеточной теории. Однако если клеточная теория была сформулирована еще в первой половине XIX столетия, то нейронная теория, рассматривающая мозг как результат функционального объединения отдельных клеточных элементов -нейронов, получила признание только на рубеже нынешнего века. Большую роль в признании нейронной теории сыграли исследования испанского нейрогистолога Р. Кахала и английского физиолога Ч. Шеррингтона. Окончательные доказательства полной структурной обособленности нервных клеток были получены с помощью электронного микроскопа, высокая разрешающая способность которого позволила установить, что каждая нервная клетка на всем своем протяжении окружена пограничной мембраной, и что между мембранами разных нейронов имеются свободные пространства. Наша нервная система построена из двух типов клеток - нервных и глиальных. Причем число глиальных клеток в 8-9 раз превышает число нервных. Число нервных элементов, будучи очень ограниченным, у примитивных организмов, в процессе эволюционного развития нервной системы достигает многих миллиардов у приматов и человека. При этом количество синаптических контактов между нейронами приближается к астрономической цифре. Сложность организации ЦНС проявляется также в том, что структура и функции нейронов различных отделов головного мозга значительно варьируют. Однако необходимым условием анализа деятельности мозга является выделение фундаментальных принципов, лежащих в основе функционирования нейронов и синапсов. Ведь именно эти соединения нейронов обеспечивают все многообразие процессов, связанных с передачей и обработкой информации.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1 Недоспасов В.О. Физиология центральной нервной системыЧелябинск: ЮУрГУ, 2001. - 377 с.
2 Покровский В.М., Коротько Г.Ф. Физиология человека М.Медицина том 1- 1997. - 448с
3 В.М. Смирнов «Нейрофизиология и высшая нервная деятельность детей и подростков» , - М.; 2000г. – 400с
4 Трифонов Е.В .Пневмапсихосоматология человека энциклопедия 15 изд; 2012
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИНТЕРНЕТ- РЕСУРСОВ
1 www.aopma.ru/nejron
2 galactic.org.ua/clovo/f_n3.htm
3 www.letmetakelove.ru/nervnaya_
4 www.kazedu.kz/referat/130944
1 www.aopma.ru/nejron
2 Трифонов Е.В .Пневмапсихосоматология человека энциклопедия 15 изд; 2012
3 Недоспасов В.О. Физиология центральной нервной системы. Челябинск: ЮУрГУ, 2001.
4 Покровский В.М., Коротько Г.Ф. Физиология человека М.Медицина том 1- 1997
5 В.М. Смирнов «Нейрофизиология и высшая нервная деятельность детей и подростков» , - М.; 2000г.
6 galactic.org.ua/clovo/f_n3.htm
7 letmetakelove.ru/nervnaya_
8 www.kazedu.kz/referat/130944
