Нервова тканина
Це кольорова скануюча електронна мікрофотографія (SEM) нейрона (нервової клітини). Тіло клітини є центральною структурою з нейритами (довгими і тонкими структурами), що радіально відходять назовні. Нейрит — це загальний термін, який використовується для відростків, що з’єднують нервові клітини разом, утворюючи мережу нервової тканини.
СТІВ ГШМАЙСНЕР/Getty Images
Нервова тканина – це первинна тканина, яка складається з центральної нервової системи та периферичної нервової системи . Нейрони є основною одиницею нервової тканини. Вони відповідають за сприйняття подразників і передачу сигналів до та від різних частин організму. На додаток до нейронів, спеціалізовані клітини , відомі як гліальні клітини, служать для підтримки нервових клітин. Оскільки структура та функція дуже тісно пов’язані з біологією, структура нейрона унікально підходить для його функції в нервовій тканині.
нейрони
Нейрон складається з трьох основних частин:
- Тіло клітини: центральне тіло клітини містить ядро нейрона , відповідну цитоплазму та інші органели .
- Аксони: ця частина нейрона передає інформацію та відходить від соми або тіла клітини. Зазвичай він переносить сигнали від тіла клітини, але іноді отримує імпульси від аксоаксонних з’єднань.
- Дендрити: дендрити схожі на аксони, але мають тенденцію бути багаторозгалуженими розширеннями, які зазвичай несуть сигнали до тіла клітини. Зазвичай вони отримують нейрохімічні імпульси від аксонів інших клітин.
Нейрони зазвичай мають один аксон (може бути розгалуженим). Аксони зазвичай закінчуються в синапсі , через який сигнал надсилається до наступної клітини , найчастіше через дендрит. Це відоме як аксодендритне з’єднання. Однак аксони також можуть закінчуватися на тілі клітини, аксосоматичному з’єднанні або на довжині іншого аксона, відомому як аксоаксонне з’єднання. На відміну від аксонів, дендрити зазвичай більш численні, коротші та більш розгалужені. Як і в інших структурах організмів, є винятки. Існує три типи нейронів: сенсорні, рухові та інтернейрони . Сенсорні нейрони передають імпульси від органів чуття (очі, шкіра та ін.) до центральної нервової системи. Ці нейрони відповідають за ваші п’ять органів чуття . Рухові нейрони передають імпульси від головного або спинного мозку до м’язів або залоз . Інтернейрони передають імпульси всередині центральної нервової системи і діють як сполучна ланка між сенсорними та моторними нейронами. Пучки волокон, що складаються з нейронів, утворюють нерви . Нерви є чутливими, якщо вони складаються лише з дендритів, руховими, якщо вони складаються лише з аксонів, і змішаними, якщо вони складаються з обох.
Гліальні клітини
Гліальні клітини , які іноді називають нейроглією, не проводять нервові імпульси, але виконують низку допоміжних функцій для нервової тканини. Деякі гліальні клітини , відомі як астроцити, знаходяться в головному та спинному мозку та утворюють гематоенцефалічний бар’єр. Олігодендроцити, знайдені в центральній нервовій системі, і клітини Шванна периферичної нервової системи обертаються навколо деяких аксонів нейронів, утворюючи ізоляційну оболонку, відому як мієлінова оболонка. Мієлінова оболонка сприяє швидшому проведенню нервових імпульсів. Інші функції гліальних клітин включають відновлення нервової системи та захист від мікроорганізмів.
11.3: Анатомія нервової тканини
Нервова тканина складається з двох типів клітин: нейронів і глії, як показано на малюнку \(\PageIndex\) . Нейрони – це основний тип клітин, який більшість будь-хто асоціюється з нервовою системою. Вони відповідають за обчислення та спілкування, які забезпечує нервова система. Вони електрично активні і вивільняють хімічні сигнали до клітин-мішеней. Гліальні клітини, або глія, або нейроглія, як відомо, відіграють допоміжну роль для нервової тканини. Поточні дослідження переслідують розширену роль, яку гліальні клітини можуть відігравати в сигналізації, але нейрони все ще вважаються основою цієї функції. Нейрони важливі, але без гліальної підтримки вони не змогли б виконувати свою функцію.
Малюнок \(\PageIndex\) : Нервова тканина. Невеликий шматок нервової тканини спинного мозку був поширений на слайді мікроскопа, щоб показати нейрони і гліальні клітини. Гліальні клітини менше і в більшій кількості, ніж нейрони. Показаний нейрон великий і має кілька відростків, що виходять з соми. Збільшення картинки становить 100X. (Кредит зображення: «Маркований мазок нервової тканини» Кьяра Мацзасетт ліцензується відповідно до CC BY 4.0 /Похідне від оригінального твору)
Нейрони
Нейрони – це клітини, характерні для нервової тканини. Вони являють собою великі клітини з високою швидкістю метаболізму. Вони залежать від безперервного і рясного надходження кисню і глюкози. Деякі нейрони живуть цілим терміном життя, а інші замінюються протягом декількох днів. Нейрони зазвичай не піддаються мітозу, тому вони не здатні ділитися і виробляти нові нейрони. Тільки на певних ділянках мозку і органу чуття знаходяться мітотичні нейрони. Вони відповідають за електричні сигнали, які передають інформацію про відчуття, і які виробляють рухи у відповідь на ці подразники, а також індукують розумові процеси всередині мозку. Важлива частина функції нейронів полягає в їх будові, або формі. Тривимірна форма цих клітин робить можливим величезну кількість зв’язків всередині нервової системи.
Частини нейрона
Як ви дізналися в першому розділі, основною частиною нейрона є тіло клітини, яке також відоме як сома (сома = «тіло»). Тіло клітини містить ядро і більшість основних органел. Що робить нейрони особливими, це те, що вони мають багато розширень своїх клітинних мембран, які зазвичай називають процесами. Нейрони зазвичай описуються як мають один і лише один аксон – волокно, яке виходить з клітинного тіла і проектує на клітини-мішені. Цей єдиний аксон може багаторазово розгалужуватися, щоб спілкуватися з багатьма клітинами мішеней. Саме аксон поширює нервовий імпульс, який повідомляється одній або декільком клітинам. Інші процеси нейрона – це дендрити, які отримують інформацію від інших нейронів у спеціалізованих зонах контакту, званих синапсами. Дендрити, як правило, сильно розгалужені процеси, забезпечуючи місця для інших нейронів для зв’язку з тілом клітини. Інформація протікає через нейрон від дендритів, через тіло клітини та вниз по аксону.Цей асиметричний розподіл клітинних компонентів всередині нейрона називається нейрональною полярністю, і дослідження намагаються зрозуміти, як він встановлюється і підтримується. \(\PageIndex\) На малюнку показано співвідношення цих частин один з одним.
Там, де аксон виходить з тіла клітини, існує особлива область, яку називають аксоновим горбом. Це звуження тіла клітини до аксонного волокна. У межах аксонового бугра цитоплазма змінюється на розчин обмежених компонентів, званих аксоплазма. Багато аксони обгорнуті ізолюючою речовиною під назвою мієлін, яка насправді виготовляється з гліальних клітин. Мієлін діє як ізоляція так само, як пластик або гума, яка використовується для ізоляції електричних проводів. Ключова відмінність мієліну від ізоляції на дроті полягає в тому, що в мієліновому покритті аксона є зазори. Кожен розрив називається вузлом Ранв’є і важливий для того, як електричні сигнали рухаються вниз по аксону. Довжина аксона між кожною щілиною, яка загорнута мієліном, іменується аксонним сегментом. На кінці аксона знаходиться термінал аксона, де зазвичай є кілька гілок, що тягнуться до клітини-мішені, кожна з яких закінчується розширенням, званим синаптичною кінцевою цибулиною. Ці цибулини – це те, що робить зв’язок з клітиною-мішенню в синапсі.
Малюнок \(\PageIndex\) : Частини нейрона в ЦНС. Нейрон має сому (тіло клітини), з якої виходять процеси. Процеси, які отримують інформацію від синапсів, називаються дендритами, тоді як процес, який несе інформацію з соми, називається аксоном. Нейрони мають тільки один аксон. Аксон виходить з бугра аксона і покритий гліальними клітинами, в даному випадку олігодендроцитом ЦНС, які утворюють мієлін. Якби нейрон знаходився в ПНС, його аксон був би покритий іншими гліальними клітинами, званими клітинами Шванна. Проміжки між мієліном називаються вузлами Ранв’є. Аксон закінчується гілками на терміналі аксона, а гілки збільшуються на кінцях, утворюючи синаптичні кінцеві цибулини. (Кредит зображення: «Позначені частини нейрона» Кьяра Мацзасетт ліцензується відповідно до CC BY 4.0 /Похідне від оригінального твору)
типи нейронів
У нервовій системі багато нейронів – число в трильйоні. І існує багато різних типів нейронів. Їх можна класифікувати в залежності від їх будови або функції. Один вид структурної класифікації залежить від кількості відростків, прикріплених до тіла клітини: один, два або множинні (рис. \(\PageIndex\) ). Функціональна класифікація залежить від того, яку функцію виконує нейрон: сенсаційна, інтеграційна або рухова.
Малюнок \(\PageIndex\) : Класифікація нейронів за структурою. Уніполярні нейрони мають один процес, що виходить із соми, який містить як аксон, так і дендрити. Біполярні нейрони мають два відростки, що виходять з соми: один – аксон, а інший – дендрит. Мультиполярні нейрони мають більше двох відростків, що виходять з соми: один – аксон, а два або більше інших – дендрити. (Кредит зображення: «Класифікація форми нейрона» від OpenStax ліцензується відповідно до CC BY 4.0)
Однополярні клітини мають тільки один відросток, що виходить з клітини. Справжні однополярні клітини зустрічаються лише у безхребетних тварин, тому однополярні клітини у людини доцільніше називати «псевдо-однополярними» клітинами. Безхребетні однополярні клітини не мають дендритів. Однополярні клітини людини мають аксон, який виходить з тіла клітини, але він розщеплюється так, що аксон може простягнутися на дуже велику відстань. На одному кінці аксона знаходяться дендрити, а на іншому кінці аксон утворює синаптичні зв’язки з мішенню. Однополярні клітини є виключно сенсорними нейронами і мають дві унікальні характеристики. По-перше, їх дендрити отримують сенсорну інформацію, іноді безпосередньо від самого подразника, як це стосується сенсорних нейронів, що сприймають тиск, зміну температури, дотик або біль від шкіри. По-друге, клітини тіл однополярних нейронів завжди знаходяться в гангліях. Сенсорний прийом – це периферична функція (ці дендрити знаходяться на периферії, можливо, в шкірі), тому тіло клітини знаходиться на периферії, хоча ближче до ЦНС в ганглії. Аксон проектує з дендритних закінчень, повз тіло клітини в ганглії, і в центральну нервову систему.
Біполярні клітини мають два відростки, які відходять від кожного кінця тіла клітини, протилежні один одному. Один – аксон, а один дендрит. Біполярні клітини зустрічаються не дуже часто. Вони знаходяться в основному в нюховому епітелії (де відчуваються подразники запаху), і як частина сітківки, і, таким чином, є сенсорними нейронами.
Мультиполярні нейрони – це всі нейрони, які не є однополярними або біполярними. У них один аксон і два і більше дендритів (зазвичай набагато більше). За винятком однополярних сенсорних гангліозних клітин та двох специфічних біполярних клітин, згаданих вище, всі інші нейрони є багатополярними. Багатополярні нейрони можуть мати кілька функцій. Багатополярні нейрони можуть бути руховими нейронами, які виконують команди від головного і спинного мозку до м’язів і залоз. Рухові нейрони розташовуються в головному, спинному мозку або вегетативних гангліях. Мультиполярні нейрони також можна класифікувати як інтернейрони, які складають більшість нейронів. Ці нейрони виконують інтегративні функції (такі як отримання, обробка та зберігання інформації) та полегшують зв’язок між сенсорними та руховими нейронами. Міжнейрони знаходяться в головному і спинному мозку.
Деякі передові дослідження говорять про те, що певні нейрони в ЦНС не відповідають стандартній моделі «одного, і тільки одного» аксона. Деякі джерела описують четвертий тип нейрона, званий анаксонним нейроном. Назва говорить про те, що у нього немає аксона (an- = «без»), але це не точно. Анаксонічні нейрони дуже малі, і якщо ви подивитеся через мікроскоп зі стандартним дозволом, використовуваним в гістології (приблизно 400X до 1000X загальне збільшення), ви не зможете відрізнити жоден процес конкретно як аксон або дендрит. Будь-який з цих процесів може функціонувати як аксон залежно від умов у будь-який момент часу. Тим не менш, навіть якщо їх неможливо легко побачити, і один конкретний процес остаточно аксон, ці нейрони мають кілька процесів і тому є багатополярними.
Нейрони також можна класифікувати на основі того, де вони знаходяться, хто їх знайшов, що вони роблять або навіть які хімічні речовини вони використовують для спілкування один з одним. Деякі нейрони, про які йдеться в цьому розділі про нервову систему, названі на основі таких класифікацій (рис. \(\PageIndex\) ). Наприклад, багатополярний нейрон, який відіграє дуже важливу роль у частині мозку під назвою мозочок, відомий як клітина Пуркіньє (зазвичай виражена пер-кін-джі). Він названий на честь анатома, який його відкрив (Ян Евангіліста Пуркіньє, 1787—1869).
Малюнок \(\PageIndex\) : Інші класифікації нейронів. Три приклади нейронів, які класифікуються на основі інших критеріїв. (а) Пірамідна клітина – це багатополярна клітина з тілом клітини, яке має форму щось на зразок піраміди. (б) Клітина Пуркіньє в мозочку була названа на честь вченого, який спочатку описав її. (в) Нюхові нейрони названі за функціональною групою, до якої вони належать. (Кредит зображення: «Інші типи нейронів» OpenSTAX ліцензується відповідно до CC BY 4.0)
Гліальні клітини
Гліальні клітини, або нейроглія або просто глія, – це інший тип клітин, що знаходяться в нервовій тканині. Вони вважаються підтримуючими клітинами, і багато функцій спрямовані на те, щоб допомогти нейронам завершити свою функцію для спілкування. Назва glia походить від грецького слова, що означає «клей», і було придумано німецьким патологоанатомом Рудольфом Вірховом, який писав в 1856 році: «Ця сполучна речовина, що знаходиться в головному мозку, спинному мозку і особливих нервах почуттів, є своєрідним клеєм (нейроглією), в який посаджені нервові елементи». Сьогодні дослідження нервової тканини показали, що є багато більш глибоких ролей, які ці клітини відіграють. І дослідження можуть знайти набагато більше про них у майбутньому.
Існує шість типів гліальних клітин. Чотири з них знаходяться в ЦНС і два – в ПНС. У таблиці \(\PageIndex\) викладені деякі загальні характеристики і функції.
| ЦНС гліа | ПНС Глія | Базова функція |
|---|---|---|
| Астроцит | Супутникова комірка | Підтримка нервової тканини, формують гематоенцефалічний бар’єр (гематоенцефалічний бар’єр) |
| Олігодендроцит | Клітина Швана | Утеплювач, мієлінізація |
| Мікроглія | – | Імунний нагляд і фагоцитоз |
| Епендимальна клітина | – | Створення ліквору |
Гліальні клітини ЦНС
Однією клітиною, що забезпечує підтримку нейронів ЦНС, є астроцит, названий так тому, що він, здається, має зіркоподібну форму під мікроскопом (astro- = «зірка»). Астроцити мають багато процесів, що виходять від їх основного тіла клітини (не аксони або дендрити, як нейрони, просто розширення клітин). Ці процеси поширюються на взаємодію з нейронами, кровоносними судинами або сполучною тканиною, що покриває ЦНС, яка називається pia mater (Рисунок \(\PageIndex\) ). Як правило, вони підтримують клітини для нейронів центральної нервової системи. Деякі способи, якими вони підтримують нейрони центральної нервової системи, є: 1) формування структурної мережі, що зміцнює нервову тканину; 2) підтримання гомеостазу сигнальних молекул, води та іонів у позаклітинному просторі; 3) забезпечення накопичувача енергії; 4) захист нервової тканини від Оксидативний стрес; 5) реагування на пошкодження тканин і заміщення мертвих нейронів; і 6) сприяння розвитку нейронів у мозку плода. Ще однією важливою роллю астроцитів в ЦНС є внесок в гематоенцефалічний бар’єр (гематоенцефалічний бар’єр). Гематоенцефалічний бар’єр – це фізіологічний бар’єр, який утримує потрапляння багатьох речовин, що циркулюють в решті частини тіла, в центральну нервову систему, обмежуючи те, що може переходити від циркулюючої крові в ЦНС. Молекули поживних речовин, такі як глюкоза або амінокислоти, можуть проходити через BBB, але інші молекули не можуть. Це фактично викликає проблеми з доставкою ліків в ЦНС. Фармацевтичні компанії мають виклик розробити препарати, які можуть перетнути BBB, а також впливати на нервову систему. Як і деякі інші частини тіла, мозок має привілейоване кровопостачання. Дуже мало може пройти шляхом дифузії. Більшість речовин, які перетинають стінку кровоносної судини в ЦНС, повинні робити це за допомогою активного транспортного процесу. Через це в ЦНС можуть потрапити тільки конкретні типи молекул. Глюкоза – первинне джерело енергії – дозволено, як і амінокислоти. Може потрапляти вода і деякі інші дрібні частинки, такі як гази і іони. Але найбільше все інше не може, включаючи лейкоцити, які є однією з головних ліній захисту організму. Хоча цей бар’єр захищає ЦНС від впливу токсичних або патогенних речовин, він також утримує клітини, які могли б захистити головний і спинний мозок від хвороб і пошкоджень. BBB також ускладнює розробку фармацевтичних препаратів, які можуть вплинути на нервову систему. Крім пошуку ефективних речовин, засоби доставки також мають вирішальне значення.
Також в тканині ЦНС зустрічається олігодендроцит, який іноді називають просто «оліго», який є гліальним типом клітин, який ізолює аксони в ЦНС. Назва означає «клітина декількох гілок» (оліго- = «кілька»; дендро- = «гілки»; -цита = «клітина»). Є кілька процесів, які відходять від тіла клітини. Кожен з них тягнеться і оточує аксон, щоб ізолювати його в мієліні. Один олігодендроцит забезпечить мієлін для декількох сегментів аксона, або для того ж аксона, або для окремих аксонів. Функція мієліну буде розглянута нижче.
Мікроглії, як випливає з назви, менші, ніж більшість інших гліальних клітин. Постійні дослідження цих клітин, хоча і не зовсім переконливі, припускають, що вони можуть походити як лейкоцити, звані макрофагами, які стають частиною ЦНС під час раннього розвитку. Хоча їх походження остаточно не визначено, їх функція пов’язана з тим, що роблять макрофаги в решті тіла. Коли макрофаги стикаються з хворими або пошкодженими клітинами в решті частини тіла, вони ковтають і перетравлюють ті клітини або збудники, які викликають захворювання. Мікроглії – це клітини в ЦНС, які можуть робити це в нормальній, здоровій тканині, і тому їх також називають макрофагами резидентами ЦНС.
Епендимальна клітина – це гліальна клітина, яка фільтрує кров, утворюючи спинномозкову рідину (спинномозкову рідину), рідину, яка циркулює через ЦНС. Через привілейованого кровопостачання, властивого ГВВ, позаклітинний простір в нервовій тканині не легко обмінюється компонентами з кров’ю. Епендимальні клітини вистилають кожен шлуночок, одну з чотирьох центральних порожнин, які є залишками порожнистого центру нервової трубки, що утворився під час ембріонального розвитку мозку. Хоріоїдальне сплетіння – це спеціалізована структура в шлуночках, де епендимальні клітини контактують з кровоносними судинами і фільтрують і поглинають компоненти крові для вироблення спинномозкової рідини. Через це епендимальні клітини можуть вважатися компонентом гематоматозоїда, або місцем, де активно виділяється ліквору. Ці гліальні клітини виглядають схожими на епітеліальні клітини, утворюючи єдиний шар клітин з невеликим внутрішньоклітинним простором і щільними зв’язками між сусідніми клітинами. Вони також мають вії на верхівковій поверхні, щоб допомогти переміщати ліквору через шлуночковий простір. Зв’язок цих гліальних клітин до структури ЦНС видно на малюнку \(\PageIndex\) .
Малюнок \(\PageIndex\) : Гліальні клітини ЦНС. Епендимальні клітини лінії порожнин всередині мозку і виробляють спинномозкову рідину (спинномозкову рідину). Астроцити утворюють бар’єр (гематоенцефалічний бар’єр) між капілярами і нервовою тканиною для його захисту. Мікрогліальні клітини виступають захисниками нервової тканини. Нарешті, олігодендроцити обертаються навколо декількох аксонів, щоб ізолювати їх. (Кредит на зображення: «Гліальні клітини ЦНС» від OpenStax ліцензується відповідно до CC BY 4.0)
Гліальні клітини ПНС
Одним з двох типів гліальних клітин, виявлених в ПНС, є супутникова клітина. Клітини-супутники знаходяться в сенсорних і вегетативних гангліях, де вони оточують клітинні тіла нейронів. Це пояснює назву, виходячи з їх появи під мікроскопом. Вони забезпечують підтримку, виконуючи подібні функції на периферії, як це роблять астроцити в ЦНС – за винятком, звичайно, для встановлення BBB.
Другий тип гліальної клітини – клітина Швана, яка ізолює аксони з мієліном на периферії. Клітини Шванна відрізняються від олігодендроцитів тим, що клітина Швана обертається навколо частини лише одного сегмента аксона і ніякої іншої. Олігодендроцити мають процеси, які досягають декількох сегментів аксона, тоді як вся клітина Швана оточує лише один сегмент аксона. Ядро і цитоплазма клітини Шванна знаходяться на краю мієлінової оболонки. Зв’язок цих двох типів гліальних клітин до гангліїв і нервів в ПНС видно на малюнку \(\PageIndex\) .
Малюнок \(\PageIndex\) : Гліальні клітини ПНС. Супутникові клітини обертаються навколо однополярного нейрона периферичного ганглія для його підтримки та захисту. Клітини Шванна загортаються на аксон нейрона, щоб ізолювати його своєю мієліновою оболонкою. (Кредит зображення: «Гліальні клітини PNS» від OpenStax ліцензується відповідно до CC BY 4.0)
Гліальні клітини: Гліоми
Гліома – це тип пухлини, що виникає в гліальних клітині головного або спинного мозку. Пам’ятайте, що пухлина починається тоді, коли клітина втрачає контроль над контрольними точками мітозу і починає надмірно розмножуватися. Оскільки нейрони не піддаються мітозу і не можуть виробляти нові нейрони, єдиними клітинами, які зазнають мітозу в нервовій системі, є гліальні клітини. Три типи гліальних клітин можуть виробляти пухлини. Гліоми класифікуються відповідно до типу гліальних клітин, що беруть участь у пухлині, а також генетичних особливостей пухлини, які можуть допомогти передбачити, як пухлина буде вести себе з часом та лікування, яке, швидше за все, спрацює. Види гліоми включають:
- Астроцитоми, за участю астроцитів
- Епендімоми, за участю епендимальних клітин
- Олігодендрогліоми, за участю олігодендроцитів
Гліома може впливати на функцію мозку і бути небезпечною для життя залежно від його розташування та швидкості росту. Гліоми – один з найпоширеніших видів первинних пухлин головного мозку.
Мієлін
Ізоляція для аксонів в нервовій системі забезпечується олігодендроцитами в ЦНС і клітинами Шванна в ПНС. Ці клітини використовують один і той же механізм для ізоляції сегментів аксона. Мієлін – це багата ліпідами оболонка, яка оточує аксон і тим самим створює мієлінову оболонку, яка полегшує передачу електричних сигналів вздовж аксона. Ліпіди по суті є фосфоліпідами гліальної клітинної мембрани. Мієлін, однак, – це більше, ніж просто мембрана гліальної клітини. Він також включає важливі білки, які є невід’ємною частиною цієї мембрани. Деякі з білків допомагають утримувати шари мембрани гліальних клітин тісно один до одного. Аксон має частини, які не покриті мієліном, звані вузлами Ранв’є, які забезпечують поширення електричного сигналу. Аксони можуть бути повністю закриті мієліном (мієлінізовані) або не повністю закриті ним (немієлінізовані).
У мієлінізованих нервах зовнішній вигляд мієлінової оболонки можна вважати схожим на тісто, загорнуте навколо хот-дога для «свиней у ковдрі» або подібної їжі. Гліальна клітина обертається навколо аксона кілька разів без цитоплазми між шарами гліальних клітин. Для олігодендроцитів в ЦНС решта клітини відокремлена від мієлінової оболонки, оскільки клітинний процес поширюється назад до тіла клітини. Кілька інших процесів забезпечують таку ж ізоляцію для інших сегментів аксона в області. Для клітин Шванна в ПНС зовнішній шар клітинної мембрани містить цитоплазму і ядро клітини у вигляді опуклості з одного боку мієлінової оболонки. Під час розвитку гліальна клітина нещільно або неповністю обертається навколо аксона (рис. \(\PageIndex\) а). Під час мієлінізації краю цього пухкого вольєра простягаються один до одного, а один кінець підвертається під інший. Внутрішній край обертається навколо аксона, створюючи кілька шарів, а інший край закривається навколо зовнішнього, щоб аксон був повністю укладений. В кінці мієлінізації мієлінова оболонка являє собою товстий шар, який покриває аксолему (клітинну мембрану нейронного аксона) і призводить до темного світла на електронній мікрофотографії завдяки техніці фарбування (рис \(\PageIndex\) . б).
Малюнок \(\PageIndex\) : Процес мієлінізації. У частині (а) на малюнку зображена мієлінізуюча гліальна клітина, яка обертає кілька шарів клітинної мембрани навколо клітинної мембрани сегмента аксона і залишає своє ядро у зовнішньому шарі. У частині (b) гістологічний слайд показує периферичний нерв в поперечному перерізі, покритий мієліновою оболонкою. Мієлін виглядає темно-сірим під час електронної мікроскопії завдяки використаній техніці фарбування. Електронна мікрофотографія зі збільшенням 1 460 000X. (Кредит зображення: «Мієлінований нейрон» від OpenStax ліцензується відповідно до CC BY 4.0/Мікрофотографія, надана регентами Медичної школи Університету Мічигану © 2012)
У немієлінізованих нервах мієлінова оболонка олігодендроцитів або клітин Швана поширюється до множинних аксонів. Оскільки аксонам потрібно розділити мієлінову оболонку, вони покриті не повністю і одна сторона аксона залишається немієлінізованою (рис. \(\PageIndex\) ). Оскільки ці нерви не повністю покриті мієліном, їх швидкість електричної передачі повільніше, ніж мієлінізовані нерви. Немієлінізовані аксони представляють більшість периферичних сенсорних (головним чином пов’язаних з болем, викликаним механічними або температурними подразниками на шкірі) та вегетативних волокон.
Малюнок \(\PageIndex\) : Немієлінізований нерв. Мієлінізуюча клітина вбудовує аксон в свою цитоплазму, не покриваючи їх повністю. Регіони аксонів не покриті мієліном, що робить цей тип аксонів повільнішим, ніж мієлінізовані аксони (Кредит зображення: «Unmyelinated Nerve» К’яри Мацзазетт є похідним від оригінальної роботи Даніеля Доннеллі і ліцензується CC BY 4.0)
Мієлінові оболонки можуть розтягуватися на один-два міліметри, в залежності від діаметра аксона. Діаметри аксона можуть бути від 1 до 20 мікрометрів. Оскільки мікрометр становить 1/1000 міліметра, це означає, що довжина мієлінової оболонки може бути в 100-1000 разів більше діаметра аксона. Малюнок \(\PageIndex\) \(\PageIndex\) , Рисунок та Рисунок \(\PageIndex\) показують мієлінову оболонку, що оточує сегмент аксона, але не масштабуються. Якби мієлінова оболонка була намальована до масштабу, нейрон повинен був би бути величезним – можливо, покриваючи цілу стіну кімнати, в якій ви сидите.
регенерація аксонів
Травматичні ушкодження можуть стати причиною пошкодження нервів. При пошкодженні нервів всередині ПНС, як і у випадку розриву, аксони дистальні до травми дегенерують. Клітини Шванна, які обертали травмовані аксони, розмножуються, утворюючи нову трубку мієліну, яка направляє зростаючі аксони через фізичну та хімічну підтримку (рис. \(\PageIndex\) ). У більшості випадків аксони можуть перетнути місце травми і можуть успішно рости до початкових цілей. Іноді травма може вплинути також на навколишні тканини і утворювати шрам, який аксони не можуть перетнути. У такому випадку аксони не здатні відрости, якщо тільки не проводиться операція з усунення рубцевої тканини. Інша ситуація, коли травми зачіпають ЦНС як у випадку з травмами спинного мозку. Олігодендроцити реагують на травму, зазнаючи апоптоз або стаючи неактивними. Це сприяє утворенню рубцевої тканини. Більш того, активовані травмою астроцити вивільняють молекули, які гальмують аксональний ріст. Отже, травмовані аксони в ЦНС не здатні відрости до своєї первісної мети і травми нервів в ЦНС є постійними.
Малюнок \(\PageIndex\) : Регенерація аксона в ПНС. Нейрон ПНС іннервує свою ціль своїм мієлінованим аксоном, покритим клітинами Шванна. Після травми дистальна до травми частина аксона дегенерує, залишаючи аксональний пень. Клітини Шванна розмножуються і виробляють нові клітини Шванна, які утворюють трубку, щоб направляти аксон назад до своєї початкової мети. Макрофаги допомагають очистити сміття від аксональної дегенерації. Аксональний пень росте слідом за трубкою клітин Швана, які обертають його мієліном. Аксон досягає початкової мети, і регенерація аксона завершена. (Кредит зображення: «Аксон Регенерація в PNS» К’яри Мацзасетт є похідним від оригінального твору Даніеля Доннеллі і має ліцензію CC BY 4.0)
Нервова тканина: демієлінізуючі захворювання
Кілька захворювань можуть бути наслідком демієлінізації аксонів. Причини цих захворювань неоднакові, одні мають генетичні причини, деякі викликані збудниками, а інші – результат аутоімунних порушень. Хоча причини різноманітні, результати багато в чому схожі. Мієлінова ізоляція аксонів порушена, що робить електричну сигналізацію повільнішою.
Розсіяний склероз (РС) – одне з таких захворювань. Це приклад аутоімунного захворювання. Антитіла, що виробляються лімфоцитами (тип лейкоцитів), позначають мієлін як щось, чого не повинно бути в організмі. Це викликає запалення і руйнування мієліну в центральній нервовій системі. Оскільки ізоляція навколо аксонів руйнується хворобою, рубці стають очевидними. Ось звідки і походить назва захворювання; склероз означає затвердіння тканини, що і є, що таке рубець. Множинні рубці виявляються в білій речовині головного і спинного мозку. Симптоми МС включають як соматичний, так і вегетативний дефіцит. Контроль мускулатури порушений, як і контроль над такими органами, як сечовий міхур.
Синдром Гієна-Барре (виражений Гі-Ян Ба-рея) є прикладом демієлінізуючого захворювання периферичної нервової системи. Він також є результатом аутоімунної реакції, але запалення знаходиться в периферичних нервах. Сенсорні симптоми або руховий дефіцит є загальними, а вегетативні збої можуть призвести до змін серцевого ритму або падіння артеріального тиску, особливо при стоянні, що викликає запаморочення.
Концепція Огляд
Нервова тканина містить два основних типи клітин, нейрони і гліальні клітини. Нейрони – це клітини, відповідальні за зв’язок за допомогою електричних сигналів. Гліальні клітини є підтримуючими клітинами, підтримуючи навколишнє середовище навколо нейронів.
Нейрони – поляризовані клітини, засновані на потоці електричних сигналів по їх мембрані. Сигнали приймаються на дендрити, передаються уздовж тіла клітини і поширюються вздовж аксона до мети, яка може бути іншим нейроном, м’язовою тканиною або залозою. Багато аксони ізольовані багатим ліпідними речовиною під назвою мієлін. Специфічні типи гліальних осередків забезпечують таку ізоляцію.
У нервовій системі зустрічається кілька типів гліальних клітин, і їх можна класифікувати за анатомічним поділом, в якому вони знаходяться. У ЦНС виявляються астроцити, олігодендроцити, мікроглії, епендимальні клітини. Астроцити важливі для підтримки хімічного середовища навколо нейрона і мають вирішальне значення для регулювання гематоенцефалічного бар’єру. Олігодендроцити – це мієлінізуючі глії в ЦНС. Мікроглії діють як фагоцити і відіграють певну роль в імунному спостереженні. Епендимальні клітини відповідають за фільтрацію крові для вироблення спинномозкової рідини, яка є кровоносною рідиною, яка виконує деякі функції крові в головному та спинному мозку через ГВБ. У ПНС клітини-супутники є підтримуючими клітинами для нейронів, а клітини Шванна ізолюють периферичні аксони. Завдяки клітинам Шванна травмовані аксони в ПНС часто можуть регенерувати і повторно іннервувати свої цілі, в той час як травмовані аксони в ЦНС не здатні.
Переглянути питання
Питання: Який тип гліальних клітин забезпечує мієлін для аксонів у тракті?
C. клітина Швана
D. Супутникова комірка
Відповідь
Питання: Яка частина нейрона містить ядро?
D. синаптична кінцева лампочка
Відповідь
Питання: Яка з перерахованих нижче речовин найменше здатна перетнути гематоенцефалічний бар’єр?
Відповідь
Питання: Який тип гліальної клітини є резидентним макрофагом за гематоенцефагенним бар’єром?
C. клітина Швана
D. Супутникова комірка
Відповідь
Питання: Які два типи макромолекул є основними компонентами мієліну?
А. вуглеводи і ліпіди
B. білки і нуклеїнові кислоти
С. ліпіди і білки
D. вуглеводи і нуклеїнові кислоти
Відповідь
Питання критичного мислення
Q. Розсіяний склероз – це демієлінізуюче захворювання, що вражає центральну нервову систему. Який тип клітин був би найбільш імовірною мішенню цього захворювання? Чому?
Відповідь
А. Хвороба буде спрямована на олігодендроцити. У ЦНС олігодендроцити забезпечують мієлін для аксонів.
Питання: Який тип нейрона, виходячи з його форми, найкраще підходить для передачі інформації безпосередньо від одного нейрона до іншого? Поясніть чому.
Відповідь
А. біполярні клітини, оскільки вони мають один дендрит, який отримує вхід, і один аксон, який забезпечує вихід, були б прямим реле між двома іншими клітинами.
Глосарій
астроцит гліальний тип клітин ЦНС, що забезпечує підтримку нейронів і підтримує гематоенцефалічний бар’єр аксон єдиний процес нейрона, який несе електричний сигнал (потенціал дії) від тіла клітини до клітини-мішені аксон бугор звуження тіла клітини нейрона, що дає початок аксону сегмент аксона одиночна розтяжка аксона, ізольована мієліном і обмежена вузлами Ранв’є на обох кінцях (крім першого, який знаходиться після бугра аксона, і останнього, за яким слідує аксоновий термінал) аксон термінал кінець аксона, де зазвичай є кілька гілок, що тягнуться до клітини-мішені аксоплазма цитоплазма аксона, яка відрізняється за складом, ніж цитоплазма тіла нейрональної клітини біполярний форма нейрона з двома відростками, що відходять від тіла клітини нейрона – аксон і один дендрит гематоенцефалічний бар’єр фізіологічний бар’єр між кровоносною системою і центральною нервовою системою, що встановлює привілейоване кровопостачання, обмежуючи надходження речовин в ЦНС клітина тіла в нейрони, ту частину клітини, яка містить ядро, на відміну від клітинних відростків (аксонів і дендритів). Також відомий як сома спинномозкова рідина (спинномозкова рідина) кровоносне середовище всередині ЦНС, яке виробляється епендимальними клітинами в судинному сплетінні, що фільтрують кров сплетіння судинної оболонки спеціалізована структура, що містить епендимальні клітини, які вирівнюють кровоносні капіляри і фільтрують кров для вироблення ліквору в чотирьох шлуночках мозку дендрит один з багатьох галузеподібних процесів, який поширюється від тіла клітини нейрона і функціонує як контакт для вхідних сигналів (синапсів) від інших нейронів або сенсорних клітин епендимальна клітина гліальний тип клітин в ЦНС, відповідальний за вироблення спинномозкової рідини інтернейрон функціональна класифікація нейрона, який інтегрує інформацію між сенсорними та руховими нейронами мікроглія гліальний тип клітин в ЦНС, що служить резидентним компонентом імунної системи моторний нейрон функціональна класифікація нейрона, який несе команди від головного і спинного мозку до м’язів і залоз багатополюсний форма нейрона, який має кілька відростків – аксон і два або більше дендритів мієлінова оболонка багатий ліпідами шар ізоляції, який оточує аксон, утворений олігодендроцитами в клітині ЦНС і Шванна в ПНС; полегшує передачу електричних сигналів мієлінізований (нервового волокна) повністю укладений в мієлінову оболонку нейрональна полярність асиметричний розподіл клітинних компонентів (дендритів і аксонів) всередині нейрона вузол Ранв’є розрив між двома мієлінізованими областями аксона, що дозволяє посилити електричний сигнал, коли він поширюється вниз по аксону олігодендроцит гліальний тип клітин в ЦНС, що забезпечує мієлінову ізоляцію для аксонів в трактах супутниковий осередок гліальний тип клітин в ПНС, що забезпечує підтримку нейронів в гангліях Клітина Швана гліальний тип клітин в ПНС, що забезпечує мієлінову ізоляцію для аксонів в нервах сенсорний нейрон функціональна класифікація нейрона, який переносить сенсорну інформацію з периферії організму в нервову систему сома в нейрони, ту частину клітини, яка містить ядро, на відміну від клітинних відростків (аксонів і дендритів). Також відомий як тіло клітини синапс вузький перехід, через який хімічний сигнал проходить від нейрона до наступного, ініціюючи новий електричний сигнал в клітині-мішені синаптична кінцева лампочка набряк в кінці аксона, де молекули нейромедіатора вивільняються на клітину-мішень через синапс однополярний форма нейрона, який має лише один відросток, що включає як аксон, так і дендрит немієлінований (нервового волокна) не повністю укладений в мієлінову оболонку шлуночок центральна порожнина в мозку, де виробляється і циркулює спинномозкова