Die größte Errungenschaft der Evolution ist das Gehirn und das entwickelte Nervensystem der Organismen, mit einem immer komplexer werdenden Informationsnetzwerk, das auf chemischen Reaktionen basiert. Ein Nervenimpuls, der entlang der Prozesse von Neuronen läuft, ist die Quintessenz komplexer menschlicher Aktivitäten. In ihnen entsteht ein Impuls, er bewegt sich an ihnen entlang, und es sind die Neuronen, die sie analysieren. Die Prozesse des Neurons sind der wichtigste funktionelle Teil dieser spezifischen Zellen des Nervensystems, und wir werden darüber sprechen.
Ursprung der Neuronen
Die Frage nach dem Ursprung spezialisierter Zellen ist bis heute offen. Es gibt mindestens drei Theorien zu diesem Thema - Kleinenberg (Kleinenberg, 1872), Brüder Hertwig (Hertwig, 1878) und Zavarzin (Zavarzin, 1950). Sie alle laufen darauf hinaus, dass Neuronen aus primär sensitiven ektodermalen Zellen hervorgegangen sind und ihre Vorgänger kugelförmige Proteine waren, die sich zu Bündeln zusammenschlossen. Proteine, die anschließend zellulär erh alten wurdenMembran, erwies sich als fähig Reizungen wahrzunehmen, Erregungen zu erzeugen und weiterzuleiten.
Moderne Vorstellungen über die Struktur des Neurons und Prozesse
Eine spezialisierte Zelle des Nervengewebes besteht aus:
- Soma oder Körper eines Neurons, der Organellen, Neurofibrillen und einen Zellkern enthält.
- Viele kurze Fortsätze eines Neurons namens Dendriten. Ihre Funktion ist es, Erregung wahrzunehmen.
- Ein langer Fortsatz eines Neurons - ein Axon, bedeckt wie eine "Kupplung" mit einer Myelinscheide. Die Hauptfunktion des Axons ist die Erregungsleitung.
Alle Strukturen eines Neurons haben eine unterschiedliche Membranstruktur und sind alle völlig unterschiedlich. Unter den vielen Neuronen (ungefähr 25 Milliarden von ihnen gibt es in unserem Gehirn) gibt es keine absoluten Zwillinge, sowohl im Aussehen als auch in der Struktur und vor allem in den Besonderheiten der Funktionsweise.
Kurzfortsätze von Neuronen: Aufbau und Funktionen
Der Körper eines Neurons hat viele kurze und verzweigte Fortsätze, die man dendritischen Baum oder dendritische Region nennt. Alle Dendriten haben viele Verzweigungen und Kontaktpunkte mit anderen Neuronen. Dieses Wahrnehmungsnetzwerk erhöht die Informationsaufnahme aus der Umgebung des Neurons. Alle Dendriten haben folgende Eigenschaften:
- Sie sind relativ kurz - bis zu 1 Millimeter.
- Sie haben keine Myelinscheide.
- Diese Neuronenprozesse sind durch das Vorhandensein von Ribonukleotiden, dem endoplasmatischen Retikulum und einem ausgedehnten Netzwerk von Mikrotubuli gekennzeichnet, das sein eigenes hatEinzigartigkeit.
- Sie haben spezifische Prozesse - Stacheln.
Dendritstacheln
Diese Auswüchse der dendritischen Membran sind in großer Zahl auf ihrer gesamten Oberfläche zu finden. Dies sind zusätzliche Kontaktpunkte (Synapsen) des Neurons, die die Fläche der interneuronalen Kontakte stark vergrößern. Neben der Erweiterung der rezeptiven Oberfläche spielen sie eine wichtige Rolle in Situationen plötzlicher extremer Einwirkungen (z. B. bei Vergiftungen oder Ischämien). Ihre Anzahl ändert sich in solchen Fällen dramatisch in Richtung Zunahme oder Abnahme und stimuliert den Körper, die Rate und Anzahl von Stoffwechselprozessen zu erhöhen oder zu verringern.
Durchführungsprozess
Der lange Fortsatz einer Nervenzelle wird als Axon (ἀξον - Achse, griech.) oder auch Axialzylinder bezeichnet. An der Stelle der Axonbildung auf dem Körper eines Neurons befindet sich ein Hügel, der eine wichtige Rolle bei der Bildung eines Nervenimpulses spielt. Hier wird das von allen Dendriten des Neurons empfangene Aktionspotential summiert. Die Struktur des Axons enthält Mikrotubuli, aber fast keine Organellen. Die Ernährung und das Wachstum dieses Prozesses hängen vollständig vom Neuronenkörper ab. Wenn das Axon beschädigt ist, stirbt sein peripherer Teil ab, während der Körper und der verbleibende Teil lebensfähig bleiben. Und manchmal kann ein Neuron ein neues Axon wachsen lassen. Der Durchmesser des Axons beträgt nur wenige Mikrometer, aber die Länge kann 1 Meter erreichen. Das sind zum Beispiel die Axone von Rückenmarksneuronen, die menschliche Gliedmaßen innervieren.
Axon-Myelinisierung
Die Hülle der langen Fortsätze des Neurons wird von Schwann-Zellen gebildet. Diese Zellen wickeln sich um Abschnitte des Axons, und ihre Zäpfchen wickeln sich darum. Das Zytoplasma der Schwann-Zellen geht fast vollständig verloren und es bleibt nur eine Membran aus Lipoproteinen (Myelin) zurück. Der Zweck der Myelinscheide der langen Fortsätze der Neuronenkörper besteht darin, eine elektrische Isolierung bereitzustellen, die zu einer Erhöhung der Geschwindigkeit des Nervenimpulses führt (von 2 m/s auf 120 m/s). Die Schale hat Brüche - Einschnürungen von Ranvier. An diesen Stellen tritt der Impuls wie ein Strom galvanischer Natur frei in das Medium ein und wieder zurück. Und in den Verengungen von Ranvier tritt das Aktionspotential auf. So wandert der Impuls in Sprüngen entlang des Axons – von Einschnürung zu Einschnürung. Myelin ist weiß, dies diente als Kriterium für die Unterteilung der Nervensubstanz in grau (Neuronenkörper) und weiß (Bahnen).
Axonbüsche
An seinem Ende verzweigt sich das Axon viele Male und bildet einen Busch. Am Ende jedes Zweigs befindet sich eine Synapse - der Kontaktort eines Axons mit einem anderen Axon, Dendrit, Neuronenkörper oder somatischen Zellen. Diese mehrfache Verzweigung ermöglicht eine mehrfache Innervation und Duplikation der Impulsübertragung.
Die Synapse ist der Ort der Nervenimpulsübertragung
Synapsen sind einzigartige Formationen von Neuronen, bei denen das Signal durch Substanzen, sogenannte Mediatoren, übertragen wird. Das Aktionspotential (Nervenimpuls) erreicht das Ende des Prozesses - die Axonverdickung, die als präsynaptische Region bezeichnet wird. Es gibt mehrere Vesikel mit Mediatoren (Vesikeln). Neurotransmitter sind biologisch aktive Moleküle, die entwickelt wurden, um einen Nervenimpuls zu übertragen (z. B. Acetylcholin in Muskelsynapsen). Wenn ein Transmembranstrom in Form eines Aktionspotentials die Synapse erreicht, stimuliert er die Membranpumpen und Calciumionen dringen in die Zelle ein. Sie leiten das Aufbrechen von Vesikeln ein, der Mediator dringt in den synaptischen Sp alt ein und bindet an die Rezeptoren der postsynaptischen Membran des Impulsempfängers. Diese Wechselwirkung löst die Natrium-Kalium-Pumpen der Membran aus und es entsteht ein neues Aktionspotential, das mit dem vorherigen identisch ist.
Axon und Zielzelle
Im Prozess der Embryogenese und Postembryogenese des Körpers wachsen Neuronen Axone zu den Zellen, die von ihnen innerviert werden sollen. Und dieses Wachstum ist streng gelenkt. Die Mechanismen des neuronalen Wachstums wurden vor nicht allzu langer Zeit entdeckt und werden oft mit einem Besitzer verglichen, der einen Hund an der Leine führt. In unserem Fall ist der Wirt der Körper des Neurons, die Leine das Axon und der Hund der Wachstumspunkt des Axons mit Pseudopodien (Pseudopodien). Die Ausrichtung und Richtung des Axonwachstums hängt von vielen Faktoren ab. Dieser Mechanismus ist komplex und größtenteils noch nicht vollständig verstanden. Aber Tatsache bleibt - das Axon erreicht genau seine Zielzelle, und die Fortsätze des Motoneurons, das für den kleinen Finger zuständig ist, wachsen in die Muskeln des kleinen Fingers ein.
Axonische Gesetze
Wenn ein Nervenimpuls entlang von Axonen geleitet wird, gelten vier Hauptgesetze:
- Das Gesetz der anatomischen und physiologischen Integrität. Die Leitung ist nur entlang intakter Nervenfortsätze möglich. Diese Regel gilt auch für Schäden, die durch Änderungen der Membrandurchlässigkeit (unter Einfluss von Medikamenten oder Giften) verursacht wurden.
- Das Gesetz der Erregungsisolation. Ein Axon - Leitung einer Erregung. Axone teilen keine Nervenimpulse miteinander.
- Das Gesetz des einseitigen H altens. Das Axon leitet Impulse entweder zentrifugal oder zentripetal.
- Das Gesetz ohne Verlust. Dies ist die Eigenschaft des Nicht-Dekrementierens - wenn ein Impuls geleitet wird, hört er nicht auf und ändert sich nicht.
Varietäten von Neuronen
Neuronen sind sternförmig, pyramidenförmig, körnig, korbförmig - sie können so in der Form des Körpers sein. Nach der Anzahl der Fortsätze sind Neuronen: bipolar (jeweils ein Dendrit und Axon) und multipolar (ein Axon und viele Dendriten). Durch die Funktionalität sind Neuronen sensorisch, Plug-in und ausführend (motorisch und motorisch). Man unterscheidet Neuronen vom Golgi-Typ 1 und Golgi-Typ 2. Diese Einteilung basiert auf der Länge des Axonneuronfortsatzes. Beim ersten Typ erstreckt sich das Axon weit über den Ort des Körpers hinaus (pyramidale Neuronen der Großhirnrinde). Der zweite Typ - das Axon befindet sich in der gleichen Zone wie der Körper (Kleinhirnneuronen).
