Медведева В. Нейрон. Его свойства и функции

Российский Государственный Социальный Университет
Выполнила студентка
факультета Психологии
Медведева Вероника.
КПС-ДС-3
Москва, 2013
Что такое нейрон?

Нейрон - это сложно
устроенная возбудимая секретирующаявысокодифференцированная н
ервная клетка с отростками, которая воспринимает нервное
возбуждение, перерабатывает его и передаёт другим клеткам. Кроме
возбуждающего воздействия нейрон может оказывать на свои клеткимишени также тормозное или модулирующее воздействие.
Нейроны входят в
систему биорегуляции и хеморегуляции организма.

Функционально нейрон можно рассматривать как один из уровней организации
нервной системы, который связывает друг с другом сразу несколько других
уровней: с одной стороны, молекулярный, синаптический и субклеточный уровни и,
с другой стороны, надклеточные уровни: локальных нейронных сетей, нервных
центров и крупных функциональных систем мозга, организующих поведение.
Строение нейрона
Сложность
функции
нейрона
обусловливает
особенности его
строения. В нём
различают тело
клетки (сома),
один длинный,
маловетвящийся
отросток аксон и
несколько
коротких
ветвящихся
отростков дендритов.
Аксон отличается
большой длиной: от
нескольких
сантиметров до 11,5 м. Конец аксона
сильно ветвится, так
что один аксон
может
образовывать
контакты с многими
сотнями клеток.
Дендриты - обычно короткие, сильно ветвящиеся отростки. От одной клетки может отходить
от 1 до 1000 дендритов. По дендритам возбуждение распространяется от рецепторов или
контактирующих с этими дендритами нейронов к телу клетки, а по аксону нервные
импульсы передаются к другим нейронам или к эффекторным (рабочим)клеткам . На
дендритах имеются микроскопических размеров выросты (шипики), которые значительно
увеличивают поверхность соприкосновения с другими нейронами. Особого развития
шипики достигают на клетках больших полушарий головного мозга. На каждом шипике
может быть до 8 синапсов (межклеточных контактов).
Тело нейрона в различных отделах нервной системы имеет различную
величину и форму. Тело покрыто мембраной и содержит, как и любая клетка,
цитоплазму, ядро с одним или несколькими ядрышками, митохондрии,
рибосомы, аппарат Гольджи, эндоплазматическую сеть. По отношению к
отросткам тело клетки выполняют трофическую функцию, т.е. регулирует в них
уровень обмена веществ. Вот почему отделение аксона от тела нервной
клетки или гибель сомы приводят к гибели аксона.Но тело
нейрона, лишённое аксона, может вырастить вместо него новый аксон. На
рисунке слева вокруг крупного нейрона виды мелкие глиальные клетки (G).
Это вспомогательные клетки нервной ткани.
Как работает нейрон и что он
делает?
Возбуждение, возникшее в виде нервного импульса на каком-либо участке мембраны
нейрона, пробегает по всей его мембране и по всем его отросткам: как по аксону, так и по
дендритам. Но вот передаётся возбуждениеот одной нервной клетки к другой
обычно только в одном направлении - с аксона передающего нейрона
навоспринимающий нейрон через синапсы, находящиеся на его дендритах, теле или
аксоне.
Обратите внимание на то, что одностороннюю передачу возбуждения обеспечивают
синапсы (контакты нейронов). Нервное волокно (отросток нейрона) может передавать
нервные импульсы в обоих направлениях, а односторонняя передача возбуждения
появляется только в нервных цепях, состоящих из нескольких нейронов, соединённых
синапсами. Именно синапсы обеспечивают одностороннюю передачу возбуждения.
Нервные клетки воспринимают и перерабатывают поступающую к ним информацию. Эта
информация приходит к ним, как правило, вовсе не в виде прямых электрический
воздействий, а в виде управляющих химических веществ: нейротрансмиттеров. Она
может быть в виде возбуждающих или тормозных химических сигналов, а также в
виде модулирующих сигналов, т.е. таких, которые изменяют состояние или работу
нейрона, но не передают на него возбуждение.
Нейроны имеют ограниченный
набор ключевых реакций:
1. Формирование и поддержание мембранного
потенциала покоя.
2. Формирование локальных потенциалов.
3. Генерация потенциала действия и нервного
импульса.
4. Секреция нейротрансмиттеров (медиаторой и
модуляторов)
5. Изменение своего внутриклеточного обмена и
биосинтеза.
6. Изменение своих клеточных структур и
свойств.
7 Формирование новых структур, например,
новых синапсов
8. Проведение возбуждения.
1. Формирование и
поддержание мембранного потенциала
покоя
Мембранный потенциал покоя, т.е.
разность электрических
потенциалов между внутренней и
наружной сторонами мембраны,
нейроны поддерживают на уровне в
среднем -70 мВ и тратят на это до
75% всей своей энергии, полученной
за счёт питания.
2. Формирование локальных потенциалов.
Подпороговое изменение электрического состояния своей мембраны (локальный потенциал). Это
проявляется в увеличении возбудимости или, наоборот, в уменьшении возбудимости (торможении).
Деполяризация - это уменьшение электроотрицательности нервной клетки.
Можно сказать, что электрический потенциал мембраны при этом "ползёт вверх", в сторону нуля.
Деполяризация означает возбуждение клетки, деполяризованная клетка - более возбудима, т.е.
чувствительна к возбуждению.
Как правило, деполяризацию и улучшение возбудимости нервной клетки производит входящий в
неё натрий (положительно заряженные ионы натрия). Хочешь вызвать деполяризацию - впусти
в клетку натрий!
Важно отметить, что термин "деполяризация" означает именно утрату поляризации. При этом
электрический заряд мембраны уменьшается и стремится к нулю. Клетка с "нулевым" зарядом не
поляризована. Если же заряд становится вместо отрицательного положительным, то это тоже
означает поляризацию клетки. Только уже положительную. К сожалению, частенько из учебников
можно ошибочно сделать вывод, что деполяризация продолжается даже выше нуля, приобретая
положительное значение. Это неверно!
Гиперполяризация - это увеличение электроотрицательности нервной клетки.
Термин "гиперполяризация" означает "сверхполяризацию". При этом электрический заряд
мембраны "ползёт вниз", т.е. удаляется от нуля.
Гиперполяризация означает торможение клетки, она становится менее возбудимой, т.е. слабо
чувствительной к возбуждению.
Как правило, гиперполяризацию можно вызвать двумя способами:
1) запустить в нервную клетку отрицательно заряженные ионы хлора,
2) выпустить из нервной клетки дополнительное количество положительно заряженных ионов
калия.
Хочешь вызвать гиперполяризацию и ухудшить возбудимость нервной клетки - запусти в неё
хлор или выпусти из неё калий!
3. Генерация потенциала действия и
нервного импульса.
Порождение нервного импульса (потенциала действия). Когда
деполяризация мембраны достигает определённого критического
уровня, то происходит резкий скачок электрического напряжения от
отрицательного к положительному и обратно к отрицательному. В этом
процессе участвуют ионные каналы мембраны и перемещение ионов
натрия и калия.
Важно отметить, что после того как этот процесс начался в одном
месте, он, как пожар, охватит всю мембрану нейрона и пробежит по
всем его отросткам. Это и есть нервный импульс распространяющееся возбуждение. Часто в качестве синонима для
нервного импульса используют термин "потенциал действия". Однако
следует помнить, что понятие "потенциал действия" относится только
к электрическому процессу, т.е. отражает лишь часть более общего
понятия, такого как "нервный импульс".
Нервный импульс - это волна взаимосвязанных структурных,
химических и электрических процессов, пробегающая по
мембране нейрона.
Потенциал действия - это резкое скачкообразное изменение
электрического заряда мембраны с отрицательного на
положительный и обратно на отрицательный.
4. Секреция нейротрансмиттеров
(медиаторой и модуляторов)
Выброс специального химического вещества,
влияющего на состояние других нервных
клеток. Эти вещества
называются нейротрансмиттерами (нейр
омедиаторами и нейромодуляторами).
Пожалуй, это и есть главная функция
нейрона - выбрасывать управляющие
вещества для воздействия на свои мишени.
5. Изменение своего
внутриклеточного обмена и
биосинтеза.
Изменение
обмена веществ
в данной клетке в
ответ на
полученный
химический
сигнал.
6. Изменение своих клеточных структур
и свойств.
Длительное изменение свойств этой клетки или её
отдельных структур. Это очень важная способность
живых структур, отличающая их от технических
устройств! Нейроны могут видоизменять молекулы
своих рабочих белков с помощью
их фосфорилирования, т.е. присоединения к ним
фосфорных остатков. А также могут синтезировать
новые молекулярные рецепторы и встраивать их в
свою мембрану.
Это явление называется "пластическими
перестройками", а сама способность к таким
перестройкам -"пластичность". Именно
пластичность нейронов и, в
частности, пластичность синапсов, обеспечивает
нервной системе такие важнейшие свойства,
как память, научение, образование условных
рефлексов.
7 Формирование новых структур,
например, новых синапсов
Важным свойством нейрона является его
способность к формированию новых
крупных структур в процессе
жизнедеятельности. В отличие от
механических устройств, нейроны
выращивают себе новые отростки, образуют
и удаляют шипики, формируют новые
синаптические контакты. Эти способности
нейронов также относятся к их
свойству пластичности.
8. Проведение возбуждения.
Проведение возбуждения - это
приём возбуждения на одном
своём конце и передача его на
другом. Именно это обычно
считается наиболее важной
функцией нейрона. Но, как мы с
вами поняли, это было бы
слишком просто!
Главная работа нейронов - это
производство и выделение
химических управляющих веществ нейротрансмиттеров (медиаторов
и модуляторов). Именно с помощью
своих нейротрансмиттеров
нейроны управляют друг другом и
всем организмом!
А электрохимические нервные
импульсы лишь согласуют эту
химическую активность нейронов
во времени.
Источники:
Агаджанян НЛ. и др. Основы физиологии
человека. М.: Изд-во университета дружбы
народов, 2004.
 Куффлер С., Николс Дж. От нейрона к мозгу.
М., 1979.
 Ноздрачёв А.Д., Баженов Ю.И., Баранникова
И.А., Батуев А.С. и др. Начала физиологии:
Учебник для вузов. // Под ред. акад. А.Д.
Ноздрачёва. Спб.: Лань, 2001. 1088 с.
 Физиология человека и животных//Под ред.
Когана А.Б. - М.: В.Ш.,1984, ч.1-2.
