НЕЙРОТОН,   ОГЛАВЛЕНИЕ       

Интересные факты

Нервные клетки не восстанавливаются, но…

Особенностью живого организма является использование короткоживущих материалов для построения долгоживущих систем. Решение этой, на первый взгляд неразрешимой задачи, найдено в постоянном обновлении организма. Каждая клетка, каждый о́рган в нём находятся в состоянии хронического «ремонта», во время которого старые молекулы заменяются новыми. В результате этого структура в целом (например, клетка) живёт многие годы, тогда как молекулы вновь и вновь сменяются новыми. Особенно интенсивны эти процессы в мозге, который обновляется на 80% всего лишь за две недели.

Анатомия

Анатомически мозг состоит из двух разных субстанций: серого вещества и белого вещества. Серое вещество имеет высокое содержание нейронов, большая его часть находится на поверхности мозга, в извилистой оболочке, называемой корой. По крайней мере, бо́льшая часть серого вещества находится рядом с поверхностью; две трети коры остаются невидимыми снаружи, скрытые в складках под поверхностью.

Кора представляет собой слой серого вещества толщиной 2–3 мм, содержащий в среднем около 14 миллиардов (от 10 до 18 млрд) нервных клеток, нервные волокна и межуточную ткань (нейроглию). На поперечном её срезе по расположению нейронов и их связей различают 6 горизонтальных слоёв. Благодаря многочисленным извилинам и бороздам площадь поверхности коры достигает 0,2 м2. Если развернуть и разгладить кору, она будет размером с подушку, но толщиной лишь в пару миллиметров.

Среди нейронов встречаются самые крупные клеточные элементы организма. Размеры их поперечника колеблются от 6–7 мк (мелкие зернистые клетки мозжечка) до 70 мк (моторные нейроны головного и спинного мозга). Плотность их расположения в некоторых отделах центральной нервной системы очень велика. Например, в коре больших полушарий человека на 1 мм3 приходится почти 40 тыс. нейронов. Тела и дендриты нейронов коры занимают в целом примерно половину объёма коры.

В крупных нейронах почти 1/3 — 1/4 величины их тела составляет ядро. Оно содержит довольно постоянное количество дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Входящие в его состав ядрышки участвуют в снабжении клетки рибонуклеиновыми кислотами (РНК) и протеинами. В моторных клетках при двигательной деятельности ядрышки заметно увеличиваются в размерах. Нервная клетка покрыта плазматической мембраной–полупроницаемой клеточной оболочкой, которая обеспечивает регуляцию концентрации ионов внутри клетки и её обмен с окружающей средой.

Классификация нейронов

Конфигурацию отдельного нейрона выявить очень трудно, поскольку они плотно упакованы. Методы окраски, когда окрашиваются все нейроны, приводят к тому, что ткань выглядит как тёмное переплетение клеток и их отростков. Поэтому выявление формы отдельных клеток производится специальными методами.

Нейроны имеют самую разнообразную форму и размер, колеблющийся от 1 до 1000 мкм (т. е. они могут различаться по величине в 1000 раз).

По форме клетки все нейроны принято делить на несколько типов в зависимости от числа и формы, отходящих от тела отростков.

Све́дения о форме нейронов, их местоположении и направлении отростков очень важны, поскольку позволяют понять качество и количество связей, приходящих к ним и пункты, в которые они посылают свои отростки.

Классификация нейронов, исходящая из их функций, различает чувствительные, кондукторные (вставочные) и двигательные нейроны.

С точки зрения химической характеристики веществ, выделяемых нейроном, нервные клетки можно разделить на холинергические, пептидергические (нейросекреторные), норадренергические, допаминергические, серотонинергические и т. д.

Функции нейрона

В настоящее время можно говорить о наличии трёх основных функций нейро­на. Наиболее распространённой является суммация возбуждающих и тормозных синаптических потенциалов и передача возбуждения следующему нейрону.

Описаны нейроны (прежде всего нейроны гипоталамуса), обладающие сек­реторной функцией. Они синтезируют биологически активные вещества — статины и либерины — и выделяют их в кровеносные сосуды воротной сис­темы гипоталамуса. С током крови эти вещества попадают в переднюю долю гипофиза и способствуют реализации или накоплению его гормонов.

Кровоснабжение нервных клеток

Высокая потребность нейронов в кислороде и глюкозе обеспечивается интенсивным кровотоком.

Кровь протекает через мозг в 5–7 раз скорее, чем через покоящиеся мышцы. Мозговая ткань обильно снабжена кровеносными сосудами. Наиболее густая сеть их находится в коре больших полушарий (занимает около 10% объёма коры). В отдельных слоях её средняя длина капиллярной сети достигает у человека 1 м на 1 мм3 ткани. Каждый крупный нейрон имеет несколько собственных капилляров у основания тела клетки, а группы мелких клеток окутаны общей капиллярной сетью. При активном состоянии нервной клетки она нуждается в усиленном поступлении через кровь кислорода и питательных веществ. Вместе с тем жёсткий каркас черепа и малая сжимаемость нервной ткани препятствуют резкому увеличению кровоснабжения мозга при работе. Однако это компенсируется выраженными в мозгу процессами перераспределения крови, в результате которых активный участок нервной ткани получает значительно больше крови, чем находящийся в покое. Возможность перераспределения крови в мозгу обеспечена наличием в основаниях артериальных ветвей крупных пучков гладких мышечных волокон — сфинктерных валиков. Эти валики могут уменьшать или увеличивать диаметр кровеносных сосудов и тем самым производить раздельную регуляцию кровоснабжения разных участков мозга.

Мышечная работа вызывает снижение тонуса стенок мозговых артерий. При развитии физического или умственного утомления тонус артериальных сосудов повышается, что ведёт к уменьшению кровотока через нервную ткань.

В головном мозгу имеется сильно ра́звитая система анастомозов между различными артериями, между венозными сосудами и между артериями и венами. Эта система уменьшает пульсацию внутричерепного кровотока, обусловленную ритмическими сокращениями сердца и дыхательными движениями грудной клетки. Уменьшение пульсовых колебаний способствует улучшению тканевого кровотока. Благодаря наличию артериовенозных анастомозов пульсовые колебания кровотока передаются с артерий мозга на вены, минуя капилляры. Анастомоз между системами сонных и позвоночных артерии (Виллизиев круг) гарантирует постоянство кровотока в различных отделах головного мозга при любом положении головы по отношению к туловищу и направлению силы тяжести, связанном с изменением положения тела в пространстве.

Энергопотребление нервной системы

Основной особенностью обмена веществ в нейроне является высокая скорость обмена и преобладание аэробных процессов. Потребность мозга в кислороде очень велика (в состоянии покоя поглощается около 46 мл/мин кислорода). Хотя вес мозга по отношению к весу тела составляет всего 2%, потребление кислорода мозгом достигает в состоянии покоя у взрослых людей 25% от общего его потребления организмом, а у маленьких детей — 50%.

Мозг устроен намного эффективнее компьютера: для полного моделирования работы мозга необходим суперкомпьютер, потребляющий приблизительно 12 ГВт, в то время как потребляемая мощность самого мозга составляет всего около 20 Вт.

Даже кратковременное нарушение доставки кислорода кровью может вызвать необратимые изменения в деятельности нервных клеток: в спинном мозгу — через 20 — 30 мин., в стволе головного мозга — через 15 — 20 мин., а в коре больших полушарий — уже через 5 — 6 мин.

Энергозатраты мозга составляют 1/6 — 1/8 суточных затрат организма человека. Основным источником энергии для мозговой ткани является глюкоза. Мозг человека требует для обмена около 115 грамм глюкозы в сутки. Содержание её в клетках мозга очень мало, и она постоянно черпается из крови.

Деятельное состояние нейронов сопровождается трофическими процессами — усилением в них синтеза белков. При различных воздействиях, вызывающих возбуждение нервных клеток, в том числе при мышечной тренировке, в их ткани значительно возрастает количество белка и РНК, при тормозных же состояниях и утомлении нейронов содержание этих веществ уменьшается. В процессе восстановления оно возвращается к исходному уровню или превышает его. Часть синтезированного в нейроне белка компенсирует его расходы в теле клетки во время деятельности, а другая часть перемещается вдоль по аксону (со скоростью около 1– 3 мм в сутки) и, вероятно, участвует в биохимических процессах в синапсах.

В отличие, например, от клеток печени, мозг работает только «на кислороде», и аэробный гликолиз — это единственный возможный вариант существования всех без исключения нейронов. В том случае, если в течение 10–12 секунд питание нейронов прекращается, то человек теряет сознание, а после остановки кровообращения, находясь в состоянии клинической смерти, шансы на полное восстановление функции мозга существуют только на протяжении 5–6 минут.

Это время увеличивается при сильном охлаждении организма, но при нормальной температуре тела окончательная гибель мозга происходит через 8–10 минут, поэтому только интенсивная деятельность ГЭБ позволяет нам быть «в форме».

Выделение тепла

Процесс нервного возбуждения сопровождается выделением небольшого количества тепла (доказано — один импульс повышает температуру нервного волокна на четыре миллионных градуса). Сколько нервных импульсов проноситься по нашей нервной системе ежесекундно? (У думающего человека голова должна быть горячее чем у не думающего. Ура! Мы изобрели «Дуромер»).

Генетическая память

Имеется много данных о генетически запрограммированных формах поведения. Например, давно известно, что все животные демонстрируют такие локомоторные и поведенческие реакции, которым они не могли обучиться на собственном опыте вне материнского чрева или яйца. Эти формы поведения, называемые инстинктивными, заставляют предполагать, что анатомическая и физиологическая организация, лежащая в основе сложных нервных функций, может быть запрограммирована генетически. Такое поведение может видоизменяться под влиянием опыта лишь в ограниченной мере.

Вес мозга составляет около 2% массы тела человек, но на нервную систему приходится 50% информации закодированной в ДНК.

О необходимости холестерина

22% сухого веса миелина (вещества, покрывающего большинство нейронов) составляет белок, 78% — липиды, из которых 42% фосфолипидов, 28% цереброзидов, 25% холестерина, остальное сульфатиды.

Так что, за исключением мозга другого о́ргана или ткани с подобным содержанием этой вредной пищевой субстанции просто не существует.

Как рождается нейрон. Конус роста

Нейрон развивается из небольшой клетки-предшественницы, которая перестаёт делиться ещё до того, как выпустит свои отростки. Росту аксонов и дендритов обычно предшествует фаза миграции нейронов, когда незрелые нейроны расселяются и находят себе постоянное место.

Как правило, первым начинает расти аксон, а дендриты образуются позже. На конце развивающегося отростка нервной клетки появляется утолщение неправильной формы, которое, видимо, и прокладывает путь через окружающую ткань. Это утолщение называется конусом роста нервной клетки.

Средняя скорость продвижения конуса роста около миллиметра в сутки. Рост нейрона можно сравнить с ростом корня растения.

Удивительной особенностью развития нервной системы является то, что многим её нейронам (от 40 до 70%) суждено погибнуть во время развития.

Избыточная продукция нейронов, после которой следует период гибели клеток, является характе́рной чертой развития нервной системы позвоночных. Некоторые из нейронов, которые погибают, возможно, не смогли образовать синапсов, или образовали их с неподходящей клеткой-мишенью. Однако большинство клеток, которые гибнут, достигают и иннервируют правильные клетки-мишени. Гибель клеток является основным механизмом, который поддерживает равновесие между количеством нейронов и их мишеней.

После того как популяция нейронов, иннервирующих определённую мишень, уменьшается благодаря гибели клеток, оставшиеся нейроны конкурируют друг с другом за синаптическую территорию. Это конкурирование обычно приводит к потере некоторых первично образованных веточек и синапсов («обрезка»). Уменьшение числа связей обеспечивает механизм для формирования правильной и полной иннервации мишени определённой популяцией нейронов.

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20   21   22   23   24   24(1)   25   26   27   28   29   30   100   150  

  Скачать всего за 90 ₽ !  

Купить на Озоне

LiveLib — социальная сеть читателей книг