De grootste prestatie van evolutie zijn de hersenen en het ontwikkelde zenuwstelsel van organismen, met een steeds complexer informatienetwerk op basis van chemische reacties. Een zenuwimpuls die langs de processen van neuronen loopt, is de kwintessens van complexe menselijke activiteit. Er ontstaat een impuls in hen, het beweegt langs hen heen, en het zijn de neuronen die ze analyseren. De processen van het neuron zijn het belangrijkste functionele onderdeel van deze specifieke cellen van het zenuwstelsel, en we zullen erover praten.
Oorsprong van neuronen
De vraag naar de oorsprong van gespecialiseerde cellen is vandaag de dag nog steeds open. Er zijn minstens drie theorieën over dit onderwerp - Kleinenberg (Kleinenberg, 1872), broers Hertwig (Hertwig, 1878) en Zavarzin (Zavarzin, 1950). Ze komen allemaal neer op het feit dat neuronen voortkwamen uit primaire gevoelige ectodermale cellen, en hun voorgangers waren bolvormige eiwitten die zich tot bundels combineerden. Eiwitten die vervolgens cellulair werden ontvangenmembraan, bleek in staat om irritatie waar te nemen, opwinding op te wekken en uit te voeren.
Moderne ideeën over de structuur van het neuron en processen
Een gespecialiseerde cel van het zenuwweefsel bestaat uit:
- Soma of lichaam van een neuron, dat organellen, neurofibrillen en een kern bevat.
- Veel korte processen van een neuron genaamd dendrieten. Hun functie is om opwinding waar te nemen.
- Een lang proces van een neuron - een axon, bedekt als een "koppeling" met een myeline-omhulsel. De belangrijkste functie van het axon is om excitatie uit te voeren.
Alle structuren van een neuron hebben een andere structuur van membranen en ze zijn allemaal compleet anders. Onder de vele neuronen (er zijn er ongeveer 25 miljard in onze hersenen) zijn er geen absolute tweelingen, zowel qua uiterlijk als qua structuur en, belangrijker nog, in de specifieke kenmerken van het functioneren.
Korte processen van neuronen: structuur en functies
Het lichaam van een neuron heeft veel korte en vertakte processen, die een dendritische boom of een dendritisch gebied worden genoemd. Alle dendrieten hebben veel vertakkingen en contactpunten met andere neuronen. Dit netwerk van waarneming verhoogt het niveau van het verzamelen van informatie uit de omgeving rond het neuron. Alle dendrieten hebben de volgende kenmerken:
- Ze zijn relatief kort - tot 1 millimeter.
- Ze hebben geen myelineschede.
- Deze neuronprocessen worden gekenmerkt door de aanwezigheid van ribonucleotiden, het endoplasmatisch reticulum en een uitgebreid netwerk van microtubuli, dat zijn eigenuniciteit.
- Ze hebben specifieke processen - stekels.
Dendrietstekels
Deze uitgroeisels van het dendritische membraan zijn in grote aantallen over hun hele oppervlak te vinden. Dit zijn extra contactpunten (synapsen) van het neuron, die het gebied van interneuronale contacten aanzienlijk vergroten. Naast het vergroten van het receptieve oppervlak, spelen ze een belangrijke rol in situaties van plotselinge extreme effecten (bijvoorbeeld in geval van vergiftiging of ischemie). Hun aantal verandert in dergelijke gevallen dramatisch in de richting van toename of afname en stimuleert het lichaam om de snelheid en het aantal metabolische processen te verhogen of te verlagen.
Proces uitvoeren
Het lange proces van een neuron wordt een axon genoemd (ἀξον - as, Grieks), het wordt ook een axiale cilinder genoemd. Op de plaats van axonvorming op het lichaam van een neuron bevindt zich een heuvel die een belangrijke rol speelt bij de vorming van een zenuwimpuls. Het is hier dat de actiepotentiaal die is ontvangen van alle dendrieten van het neuron wordt samengevat. De structuur van het axon bevat microtubuli, maar bijna geen organellen. De voeding en groei van dit proces is volledig afhankelijk van het lichaam van neuronen. Wanneer het axon beschadigd is, sterft hun perifere deel, terwijl het lichaam en het resterende deel levensvatbaar blijven. En soms kan een neuron een nieuw axon laten groeien. De diameter van het axon is slechts enkele micrometers, maar de lengte kan oplopen tot 1 meter. Dat zijn bijvoorbeeld de axonen van neuronen in het ruggenmerg die menselijke ledematen innerveren.
Axon myelinisatie
De schil van de lange uitsteeksels van het neuron wordt gevormd door Schwann-cellen. Deze cellen wikkelen zich rond delen van het axon en hun huig wikkelt zich eromheen. Het cytoplasma van Schwann-cellen gaat bijna volledig verloren en er blijft alleen een membraan van lipoproteïnen (myeline) over. Het doel van de myeline-omhulling van de lange uitsteeksels van de neuronlichamen is om elektrische isolatie te verschaffen, wat leidt tot een verhoging van de snelheid van de zenuwimpuls (van 2 m/s tot 120 m/s). De schaal heeft breuken - vernauwingen van Ranvier. Op deze plaatsen komt de impuls, als een stroom van galvanische aard, vrij het medium binnen en komt terug. En het is in de vernauwingen van Ranvier dat de actiepotentiaal optreedt. De impuls beweegt dus met sprongen langs het axon - van vernauwing naar vernauwing. Myeline is wit, dit is wat diende als een criterium voor het verdelen van de zenuwsubstantie in grijs (neuronlichamen) en wit (paden).
Axonstruiken
Aan het einde vertakt het axon zich vele malen en vormt een struik. Aan het einde van elke tak bevindt zich een synaps - de plaats van contact van een axon met een ander axon, dendriet, het lichaam van neuronen of somatische cellen. Deze meervoudige vertakking zorgt voor meervoudige innervatie en duplicatie van impulsoverdracht.
De synaps is de plaats van overdracht van zenuwimpulsen
Synapsen zijn unieke formaties van neuronen waarbij het signaal wordt overgedragen via stoffen die mediatoren worden genoemd. De actiepotentiaal (zenuwimpuls) bereikt het einde van het proces - de axonverdikking, die het presynaptische gebied wordt genoemd. Er zijn meerdere blaasjes met mediatoren (blaasjes). Neurotransmitters zijn biologisch actieve moleculen die zijn ontworpen om een zenuwimpuls door te geven (bijvoorbeeld acetylcholine in spiersynapsen). Wanneer een transmembraanstroom in de vorm van een actiepotentiaal de synaps bereikt, stimuleert het de membraanpompen en komen calciumionen de cel binnen. Ze initiëren het scheuren van blaasjes, de mediator komt de synaptische spleet binnen en bindt zich aan de receptoren van het postsynaptische membraan van de impulsontvanger. Deze interactie activeert de natrium-kaliumpompen van het membraan, en een nieuwe actiepotentiaal, identiek aan de vorige, ontstaat.
Axon en doelcel
Tijdens het proces van embryogenese en post-embryogenese van het lichaam, groeien neuronen axonen naar die cellen die door hen zouden moeten worden geïnnerveerd. En deze groei is strikt gestuurd. De mechanismen van neuronale groei zijn nog niet zo lang geleden ontdekt en worden vaak vergeleken met een eigenaar die een hond aan de lijn leidt. In ons geval is de gastheer het lichaam van het neuron, de riem is het axon en de hond is het groeipunt van het axon met pseudopodia (pseudopodia). De oriëntatie en richting van axongroei hangt van veel factoren af. Dit mechanisme is complex en grotendeels nog niet volledig begrepen. Maar het feit blijft: het axon bereikt precies zijn doelcel en de processen van het motorneuron, dat verantwoordelijk is voor de pink, zullen uitgroeien tot de spieren van de pink.
Axon wetten
Bij het geleiden van een zenuwimpuls langs axonen werken vier hoofdwetten:
- De wet van anatomische en fysiologische integriteit. Geleiding is alleen mogelijk langs intacte processen van neuronen. Schade veroorzaakt door veranderingen in membraanpermeabiliteit (onder invloed van medicijnen of vergiften) is ook van toepassing op deze regel.
- De wet van excitatie-isolatie. Eén axon - geleiding van één excitatie. Axonen delen geen zenuwimpulsen met elkaar.
- De wet van eenzijdig bezit. Het axon geleidt de impuls centrifugaal of centripetaal.
- De wet van geen verlies. Dit is de eigenschap van niet-afname - bij het uitvoeren van een impuls stopt deze niet en verandert niet.
Verscheidenheden van neuronen
Neuronen zijn stervormig, piramidaal, korrelig, mandvormig - ze kunnen zo zijn in de vorm van het lichaam. Door het aantal processen zijn neuronen: bipolair (elk één dendriet en axon) en multipolair (één axon en vele dendrieten). Door functionaliteit zijn neuronen sensorisch, plug-in en uitvoerend (motor en motor). Er wordt onderscheid gemaakt tussen neuronen van Golgi type 1 en Golgi type 2. Deze classificatie is gebaseerd op de lengte van het axon-neuronproces. Het eerste type is wanneer het axon zich ver buiten de locatie van het lichaam uitstrekt (piramidale neuronen van de hersenschors). Het tweede type - het axon bevindt zich in dezelfde zone als het lichaam (cerebellaire neuronen).
