Определение
Определение
Нейроны — это основные клетки нервной системы, роль которых заключается в передаче и обработке информации по всему организму. См. нейроны и глиальные клетки.
Анатомия
Нейрон (см . анатомию нейрона) состоит из трех основных частей:
- Un тело клетки также называемый сумма.
- Расширения дерева, которые также называются дендриты и, вероятно, получить информацию.
- Un аксон уникален способностью переносить информацию в другие клетки.
Площадь поверхности дендритов значительно увеличивается за счет наличия многочисленных структур, называемых дендритными шипиками . Аксон также обладает способностью разветвляться на различные ветви: аксонные коллатерали , которые, в свою очередь, разветвляются на аксонные терминали . Каждый аксонный терминал имеет конец, называемый терминальным бутоном.
Каждый нейрон ограничен клеточной мембраной, которая защищает его и позволяет регулировать входящие и исходящие потоки электролитов (в том числе натрия, калия) и молекул.
Электрическая активность нейронов является результатом движения электрических частиц по обе стороны мембраны. Этот электрический поток является результатом входа и выхода ионов через клеточную мембрану.
Движение ионов следует градиенту концентрации, который идет от наиболее концентрированных к наименее концентрированным, и градиенту потенциала, который идет от наиболее заряженных к наименее заряженным.
Распределение ионов также является результатом открытия и закрытия ионных каналов, которые мы видим внутри мембраны нейрона.
Когда нейрон находится в состоянии покоя, внутриклеточная сторона мембраны, то есть сторона, расположенная внутри нейрона, имеет электрический заряд приблизительно -70 мВ относительно внеклеточной стороны, то есть относительно другой стороны мембраны нейрона.
Этот заряд называется потенциалом покоя . Он является результатом неравномерного распределения ионов с одной стороны мембраны и с другой стороны мембраны нейрона.
Крупные , отрицательно заряженные белки слишком велики, чтобы покинуть клетку. Нейрон, используя насос, выталкивает положительно заряженные ионы натрия.
С другой стороны, неравномерное распределение ионов калия и ионов хлора также способствует формированию потенциала покоя.
При стимуляции нейрона ионные каналы в мембране изменяют свое состояние, что приводит к изменению распределения ионов вокруг мембраны, что внезапно увеличивает или уменьшает напряжение на мембране на несколько милливольт.
Небольшое увеличение напряжения на мембране называется гиперполяризацией , а небольшое уменьшение этого напряжения — деполяризацией . Это изменение называется градиентным потенциалом. Потенциал действия — это событие, соответствующее быстрому и значительному изменению полярности мембраны аксона. Потенциал действия возникает, когда мембранный потенциал достигает порога деполяризации, составляющего приблизительно -50 мВ.
Трансмембранное напряжение резко изменит направление, то есть внутриклеточная сторона станет положительной относительно внеклеточной стороны, а затем так же резко изменит его. После этого восстановится потенциал покоя. Эти изменения направления напряжения обусловлены поведением натриевых и калиевых каналов . Эти каналы чувствительны к мембранному напряжению, поэтому их называют потенциал-зависимыми каналами.
Когда в аксоне возникает потенциал действия, он может распространяться вдоль аксона. Движение потенциала действия вдоль аксона называется нервным импульсом . Нервные импульсы распространяются быстрее, когда аксон миелинизирован . Это происходит потому, что они перескакивают от одного перехвата Ранвье к другому. Перехваты Ранвье — это небольшие пространства, разделяющие глиальные клетки , которые образуют глиальные клетки , окружающие аксон.
симптомы
Физиология
Нейроны — это основные компоненты нервной системы . Это высокоспециализированные клетки, роль которых заключается в передаче сообщений между различными областями тела в виде нервных импульсов.
Другими характеристиками нейронов являются:
- Один значительное долголетие (нейрон может жить более 100 лет при условии правильного питания).
- Активность нейрона (нейрональный метаболизм) очень высока. Эта разновидность клеток требует очень большого количества кислород и глюкоза (сахар). В отсутствие кислорода он может выжить лишь несколько минут.
- Нейроны не способны к размножению и поэтому не заменяются при разрушении.
Нервная клетка состоит из клеточного тела ( перикариона ), включающего большое ядро, нейронные отростки, исходящие из клеточного тела, сам нейрон и состоящий из:
- . дендриты (щупальцевое расширение клетки).
- Аксон представляющее собой цилиндрическое расширение (иногда отсутствующее у некоторых нейронов), ведущее нервный импульс (приказы) к синапс (синапс является местом соединения аксона одного нейрона и дендритов другого нейрона, где и будет происходить прохождение нервного импульса). Аксоны многих нейронов, особенно тех, которые имеют большой диаметр, покрыты беловатой оболочкой липидного (жирового) характера: миелиновой оболочки который служит электрическим изолятором. Миелиновые аксоны (обернутые миелиновой оболочкой) обладают способностью проводить нервные импульсы быстрее, чем немиелиновые аксоны (без миелиновой оболочки), которые проводят нервные импульсы медленнее.
Скорость распространения нервных импульсов колеблется от 150 метров в секунду до менее 1 метра в секунду. Области головного и спинного мозга , содержащие только скопления миелинизированных аксонов, составляют белое вещество . Области нервной системы, состоящие из серого вещества, содержат только тела клеток или немиелинизированные аксоны.
Между внутренней и внешней сторонами нейрона существует разница в электрическом заряде (поляризации), называемая потенциалом покоя . Внешняя сторона клетки имеет положительный заряд, в то время как внутренняя сторона имеет отрицательный заряд.
Нервные клетки отличаются от других клеток организма своей способностью возбуждаться, то есть создавать электрическое явление, называемое потенциалом действия или нервным импульсом.
За считанные миллисекунды и на очень коротком расстоянии атомы натрия, потерявшие электроны (положительные ионы), проникают в клетку, вызывая деполяризацию мембраны нейрона. Это генерирует нервный импульс, который распространяется вдоль нейрона. Таким образом, создается нервное сообщение. Это сообщение представляет собой информацию, позволяющую человеку получать информацию извне (например, о боли) или отдавать команды (например, двигать мышцей). Это сообщение достигает нейрона через его дендриты, где оно анализируется. Затем новое сообщение передается по аксону к другому нейрону, пока не вступит в контакт с другим типом клетки (мышцей, железой), где команда приведет к ответной реакции (выделение секрета из железы, движение и т. д.).
Патофизиология
Глутамат — это компонент одного из важнейших нейромедиаторов для функционирования мозга. Некоторые эксперименты показали, что если глутамат воздействует на нейрон, он в течение нескольких минут погибает. Это представляет собой странное явление: глутамат является одновременно важным нейромедиатором и токсичным веществом для нейронов.
При некоторых заболеваниях головного мозга, вызванных прекращением кровообращения или недостаточной оксигенацией мозга, как это может наблюдаться, например, при инфаркте миокарда , остановке сердца, некоторых формах эпилепсии , черепно-мозговой травме и т. д., нейрон оказывается в особенно неблагоприятных условиях, что приводит к высвобождению глутамата, содержащегося в теле нейрона.
Высвобождение глутамата приводит к разрушению самого нейрона в процессе, называемом эксайтотоксичностью . Феномен эксайтотоксичности проявляется следующим образом:
В нормальном состоянии нейрон имеет разные электрические заряды снаружи и внутри. АТФ поддерживает работу ионных насосов. Если АТФ недостаточно для работы ионных насосов, мембраны деполяризуются, и ионы кальция поступают в клетку. Это большое количество ионов кальция стимулирует высвобождение глутамата в синапс. Затем глутамат деполяризует нейроны, увеличивая концентрацию ионов кальция, что, в свою очередь, приводит к очень большому высвобождению глутамата . Как только концентрация глутамата становится очень высокой, нейроны разрушаются из-за чрезмерного возбуждения. Впоследствии значительное количество воды поступает в нейрон из-за стимуляции кальцием. Ферменты внутри нейрона начинают расщеплять его белки, а также липиды и нуклеиновые кислоты (строительные блоки белков). В некотором смысле, нейрон начинает переваривать сам себя.
Согласно некоторым исследованиям, эксайтотоксичность может быть источником определенных неврологических, и в частности нейродегенеративных, заболеваний, которые развиваются прогрессирующим образом. К ним относится боковой амиотрофический склероз (БАС), также известный как болезнь Лу Герига. Это состояние характеризуется медленной гибелью двигательных нейронов в спинном мозге — нейронов, передающих нервные импульсы к мышцам, заставляя их двигаться. Считается, что аналогичный процесс задействован и при болезни Альцгеймера, с прогрессирующим и преимущественным разрушением нейронов в коре головного мозга.
Заболевания, подобные описанным выше, могут возникать после употребления продуктов, содержащих определенные токсины. Одним из таких заболеваний является латиризм — дегенерация двигательных нейронов, вызванная веществом, содержащимся в горохе: эксайтотоксином бета -оксалиламиноаланином . Это вещество активирует глутаматные рецепторы.
Другие токсичные вещества, такие какдомоевая кислота обнаруживаются в некоторых зараженных мидиях. Это также агонист, то есть эквивалентное вещество глутаматных рецепторов, обнаруженных в нейронах. Прием внутрь небольших количеств домоевой кислоты приводит к появлению эпилептические припадки, И травма уровень мозг.
Также был обнаружен еще один экситотоксин, происходящий из растения на острове Гуам: бета-метиламиноаланин. Это вредное вещество, вероятно, вызовет появление дегенерации центральной нервной системы, например, ассоциацию боковой амиотрофический склероз, Болезнь Альцгеймера и Болезнь Паркинсона.