ASSOCIATIVE NEURON

Erklärendes Wörterbuch der Psychologie. 2013.

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Gehirnneuronen - Struktur, Klassifikation und Wege

Neuronenstruktur

Jede Struktur im menschlichen Körper besteht aus spezifischen Geweben, die einem Organ oder System inhärent sind. Im Nervengewebe - ein Neuron (Neurozyten, Nerven, Neuronen, Nervenfasern). Was sind Neuronen im Gehirn? Es ist eine strukturelle und funktionelle Einheit des Nervengewebes, die Teil des Gehirns ist. Neben der anatomischen Definition eines Neurons gibt es auch eine funktionale - es handelt sich um eine Zelle, die durch elektrische Impulse angeregt wird und Informationen mithilfe chemischer und elektrischer Signale verarbeiten, speichern und an andere Neuronen übertragen kann.

Die Struktur einer Nervenzelle ist im Vergleich zu bestimmten Zellen anderer Gewebe nicht so kompliziert, sondern bestimmt auch ihre Funktion. Ein Neurozyt besteht aus einem Körper (ein anderer Name ist Soma) und Prozessen - einem Axon und einem Dendriten. Jedes Element des Neurons erfüllt seine Funktion. Soma ist von einer Schicht Fettgewebe umgeben, durch die nur fettlösliche Substanzen gelangen. Der Kern und andere Organellen befinden sich im Körper: Ribosomen, endoplasmatisches Retikulum und andere.

Neben den Neuronen selbst überwiegen im Gehirn folgende Zellen: Gliazellen. Sie werden wegen ihrer Funktion oft als Gehirnkleber bezeichnet: Glia dient als Hilfsfunktion für Neuronen und bietet ihnen eine Umgebung. Glia-Gewebe ermöglicht es dem Nervengewebe, sich zu regenerieren, zu nähren und einen Nervenimpuls zu erzeugen.

Die Anzahl der Neuronen im Gehirn hat Forscher auf dem Gebiet der Neurophysiologie schon immer interessiert. So lag die Anzahl der Nervenzellen zwischen 14 und 100 Milliarden. Die neuesten Untersuchungen brasilianischer Spezialisten ergaben, dass die Anzahl der Neuronen durchschnittlich 86 Milliarden Zellen beträgt.

Scions

Die Werkzeuge in den Händen eines Neurons sind Prozesse, dank derer das Neuron seine Funktion als Sender und Informationsspeicher erfüllen kann. Es sind die Prozesse, die ein breites nervöses Netzwerk bilden, das es der menschlichen Psyche ermöglicht, sich in all ihrer Pracht zu entfalten. Es gibt einen Mythos, dass die geistigen Fähigkeiten einer Person von der Anzahl der Neuronen oder vom Gewicht des Gehirns abhängen, aber dies ist nicht der Fall: Menschen, deren Felder und Teilfelder des Gehirns hoch entwickelt sind (mehrmals), werden zu Genies. Dadurch können Felder, die für bestimmte Funktionen verantwortlich sind, diese Funktionen kreativer und schneller ausführen..

Axon

Das Axon ist ein langer Prozess eines Neurons, das Nervenimpulse vom Soma des Nervs auf andere Zellen oder Organe des gleichen Typs überträgt, die von einem bestimmten Teil der Nervensäule innerviert werden. Die Natur hat Wirbeltieren einen Bonus verliehen - Myelinfasern, in deren Struktur sich Schwann-Zellen befinden, zwischen denen sich kleine leere Bereiche befinden - Ranviers Interceptions. Entlang wie eine Leiter springen Nervenimpulse von einem Bereich zum anderen. Eine solche Struktur ermöglicht es, die Informationsübertragung mehrmals zu beschleunigen (bis zu etwa 100 Meter pro Sekunde). Die Bewegungsgeschwindigkeit eines elektrischen Impulses entlang einer Faser ohne Myelin beträgt durchschnittlich 2-3 Meter pro Sekunde.

Dendriten

Eine andere Art von Nervenzellprozessen sind Dendriten. Im Gegensatz zu einem langen, festen Axon ist ein Dendrit eine kurze und verzweigte Struktur. Diese Niederlassung beteiligt sich nicht an der Übermittlung von Informationen, sondern nur an deren Empfang. Die Anregung erreicht also mit Hilfe kurzer Dendritenzweige den Körper eines Neurons. Die Komplexität der Informationen, die ein Dendrit empfangen kann, wird durch seine Synapsen (spezifische Nervenrezeptoren) bestimmt, nämlich seinen Oberflächendurchmesser. Dendriten können dank der großen Anzahl ihrer Stacheln Hunderttausende von Kontakten mit anderen Zellen herstellen.

Neuronenstoffwechsel

Eine Besonderheit von Nervenzellen ist ihr Stoffwechsel. Der Stoffwechsel in den Neurozyten zeichnet sich durch seine hohe Geschwindigkeit und das Überwiegen aerober (sauerstoffbasierter) Prozesse aus. Dieses Merkmal der Zelle erklärt sich aus der Tatsache, dass die Arbeit des Gehirns extrem energieintensiv ist und ein großer Sauerstoffbedarf besteht. Trotz der Tatsache, dass das Gehirn nur 2% des gesamten Körpergewichts wiegt, beträgt sein Sauerstoffverbrauch ungefähr 46 ml / min, was 25% des gesamten Körperverbrauchs entspricht.

Neben Sauerstoff ist Glukose die Hauptenergiequelle für das Gehirngewebe, wo es komplexe biochemische Transformationen durchläuft. Letztendlich wird eine große Menge Energie aus den Zuckerverbindungen freigesetzt. Somit kann die Frage beantwortet werden, wie die neuronalen Verbindungen des Gehirns verbessert werden können: Essen Sie Lebensmittel, die Glukoseverbindungen enthalten.

Neuronenfunktionen

Trotz der relativ einfachen Struktur hat das Neuron viele Funktionen, von denen die wichtigsten wie folgt sind:

  • Wahrnehmung von Irritationen;
  • Reizverarbeitung;
  • Impulsübertragung;
  • eine Antwort bilden.

Funktionell sind Neuronen in drei Gruppen unterteilt:

Darüber hinaus wird eine andere Gruppe im Nervensystem funktionell unterschieden - hemmende (für die Hemmung der Zellanregung verantwortliche) Nerven. Solche Zellen widerstehen der Ausbreitung des elektrischen Potentials..

Klassifikation von Neuronen

Nervenzellen sind als solche vielfältig, so dass Neuronen anhand ihrer verschiedenen Parameter und Attribute klassifiziert werden können, nämlich:

  • Körperform. In verschiedenen Teilen des Gehirns befinden sich Neurozyten verschiedener Formen von Soma:
    • sternförmig;
    • fusiform;
    • Pyramide (Betz-Zellen).
  • Durch die Anzahl der Prozesse:
    • unipolar: einen Prozess haben;
    • bipolar: Es gibt zwei Prozesse am Körper;
    • multipolar: Es gibt drei oder mehr Prozesse auf dem Soma ähnlicher Zellen.
  • Kontaktmerkmale der Neuronenoberfläche:
    • axosomatisch. In diesem Fall berührt das Axon das Soma der benachbarten Zellen des Nervengewebes;
    • axodendritisch. Diese Art des Kontakts beinhaltet die Verbindung eines Axons und eines Dendriten;
    • axo-axonal. Das Axon eines Neurons hat Verbindungen mit dem Axon einer anderen Nervenzelle.

Arten von Neuronen

Um bewusste Bewegungen ausführen zu können, muss der im motorischen Gyri des Gehirns gebildete Impuls die notwendigen Muskeln erreichen. Somit werden die folgenden Arten von Neuronen unterschieden: das zentrale Motoneuron und das des peripheren.

Die erste Art von Nervenzellen stammt aus dem vorderen zentralen Gyrus, der sich vor der größten Rille des Gehirns befindet - Rolands Rille, nämlich aus Betz-Pyramidenzellen. Ferner dringen die Axone des Zentralneurons tiefer in die Hemisphären ein und passieren die innere Kapsel des Gehirns.

Periphere Motoneurozyten werden von Motoneuronen der vorderen Hörner des Rückenmarks gebildet. Ihre Axone erreichen verschiedene Formationen wie Plexus, Spinalnervencluster und vor allem Muskeln..

Entwicklung und Wachstum von Neuronen

Eine Nervenzelle stammt aus einer Vorläuferzelle. Während der Entwicklung beginnen die ersten Axone zu wachsen, die Dendriten reifen etwas später. Am Ende der Entwicklung des Neurozytenprozesses bildet sich in der Zelle Soma eine kleine unregelmäßig geformte Dichtung. Eine solche Formation wird Wachstumskegel genannt. Es enthält Mitochondrien, Neurofilamente und Tubuli. Die Rezeptorsysteme der Zelle reifen allmählich und die synaptischen Regionen der Neurozyten dehnen sich aus.

Wege

Das Nervensystem hat seine eigenen Einflussbereiche im ganzen Körper. Mit Hilfe von leitfähigen Fasern wird die Nervenregulation von Systemen, Organen und Geweben durchgeführt. Das Gehirn steuert dank eines breiten Systems von Pfaden den anatomischen und funktionellen Zustand jeder Körperstruktur vollständig. Nieren, Leber, Magen, Muskeln und andere - all dies inspiziert das Gehirn und koordiniert und reguliert sorgfältig jeden Millimeter Gewebe. Und im Fehlerfall korrigiert und wählt er ein geeignetes Verhaltensmodell aus. Dank der Wege zeichnet sich der menschliche Körper durch Autonomie, Selbstregulierung und Anpassungsfähigkeit an die äußere Umgebung aus..

Wege des Gehirns

Der Weg ist eine Sammlung von Nervenzellen, deren Funktion darin besteht, Informationen zwischen verschiedenen Körperteilen auszutauschen..

  • Assoziative Nervenfasern. Diese Zellen verbinden verschiedene Nervenzentren, die sich auf derselben Hemisphäre befinden..
  • Kommissurfasern. Diese Gruppe ist für den Informationsaustausch zwischen ähnlichen Zentren im Gehirn verantwortlich..
  • Projektionsnervenfasern. Diese Kategorie von Fasern artikuliert das Gehirn mit dem Rückenmark..
  • Exterozeptive Wege. Sie transportieren elektrische Impulse von der Haut und anderen Sinnesorganen zum Rückenmark..
  • Propriozeptiv. Eine solche Gruppe von Pfaden leitet Signale von Sehnen, Muskeln, Bändern und Gelenken..
  • Interozeptive Wege. Die Fasern dieses Trakts stammen aus den inneren Organen, Blutgefäßen und dem Darmmesenterium..

5 Wechselwirkungen mit Neurotransmittern

Neuronen an verschiedenen Orten kommunizieren miteinander über elektrische Impulse chemischer Natur. Was ist die Grundlage ihrer Ausbildung? Es gibt sogenannte Neurotransmitter (Neurotransmitter) - komplexe chemische Verbindungen. Auf der Oberfläche des Axons befindet sich eine Nervensynapse - die Kontaktfläche. Einerseits gibt es die präsynaptische Spalte und andererseits die postsynaptische Spalte. Es gibt eine Lücke zwischen ihnen - das ist die Synapse. Auf dem präsynaptischen Teil des Rezeptors befinden sich Säcke (Vesikel), die eine bestimmte Menge an Neurotransmittern (Quanten) enthalten..

Wenn sich der Impuls dem ersten Teil der Synapse nähert, wird ein komplexer biochemischer Kaskadenmechanismus ausgelöst, wodurch die Beutel mit Mediatoren geöffnet werden und Quanten von Zwischensubstanzen reibungslos in den Spalt fließen. In diesem Stadium verschwindet der Impuls und erscheint erst wieder, wenn die Neurotransmitter die postsynaptische Spalte erreichen. Dann werden biochemische Prozesse wieder aktiviert, indem Tore für Mediatoren geöffnet werden, und diejenigen, die auf die kleinsten Rezeptoren wirken, werden in einen elektrischen Impuls umgewandelt, der weiter in die Tiefe der Nervenfasern geht.

Inzwischen werden verschiedene Gruppen derselben Neurotransmitter unterschieden, nämlich:

  • Inhibitorische Neurotransmitter sind eine Gruppe von Substanzen, die die Erregung hemmen. Diese beinhalten:
    • Gamma-Aminobuttersäure (GABA);
    • Glycin.
  • Spannende Mediatoren:
    • Acetylcholin;
    • Dopamin;
    • Serotonin;
    • Noradrenalin;
    • Adrenalin.

Werden Nervenzellen wiederhergestellt?

Lange Zeit glaubte man, dass Neuronen nicht teilbar sind. Eine solche Aussage erwies sich nach modernen Studien jedoch als falsch: In einigen Teilen des Gehirns findet der Prozess der Neurogenese von Neurozytenvorläufern statt. Darüber hinaus weist Gehirngewebe hervorragende Neuroplastizitätseigenschaften auf. Es gibt viele Fälle, in denen ein gesunder Teil des Gehirns die Funktion eines Geschädigten übernimmt.

Viele Neurowissenschaftler haben sich gefragt, wie sie Neuronen im Gehirn reparieren können. Jüngste Studien amerikanischer Wissenschaftler haben gezeigt, dass Sie für die rechtzeitige und korrekte Regeneration von Neurozyten keine teuren Medikamente verwenden müssen. Um dies zu tun, müssen Sie nur das richtige Schlafschema festlegen und richtig essen, indem Sie B-Vitamine und kalorienarme Lebensmittel in die Ernährung aufnehmen..

Wenn die neuronalen Verbindungen des Gehirns verletzt werden, können sie sich erholen. Es gibt jedoch schwerwiegende Pathologien von Nervenverbindungen und -wegen, wie z. B. Motoneuronerkrankungen. Dann ist es notwendig, sich an eine spezialisierte klinische Versorgung zu wenden, bei der Neurologen die Ursache der Pathologie herausfinden und die richtige Behandlung vornehmen können..

Menschen, die zuvor Alkohol konsumiert oder konsumiert haben, stellen häufig die Frage, wie die Neuronen des Gehirns nach Alkohol wiederhergestellt werden können. Ein Spezialist würde antworten, dass Sie dafür systematisch an Ihrer Gesundheit arbeiten müssen. Das Spektrum der Aktivitäten umfasst eine ausgewogene Ernährung, regelmäßige Bewegung, geistige Aktivität, Gehen und Reisen. Es ist erwiesen, dass sich neuronale Verbindungen im Gehirn durch das Studium und die Betrachtung von Informationen entwickeln, die für eine Person absolut neu sind..

Unter Bedingungen der Übersättigung mit unnötigen Informationen, der Existenz eines Fast-Food-Marktes und eines sitzenden Lebensstils erliegt das Gehirn qualitativ verschiedenen Schäden. Atherosklerose, thrombotische Bildung an Blutgefäßen, chronischer Stress, Infektionen - all dies ist ein direkter Weg zum Verstopfen des Gehirns. Trotzdem gibt es Medikamente, die Gehirnzellen wiederherstellen. Die wichtigste und beliebteste Gruppe sind Nootropika. Medikamente dieser Kategorie stimulieren den Stoffwechsel in Neurozyten, erhöhen die Resistenz gegen Sauerstoffmangel und wirken sich positiv auf verschiedene mentale Prozesse (Gedächtnis, Aufmerksamkeit, Denken) aus. Neben Nootropika bietet der Pharmamarkt auch Nikotinsäure enthaltende Präparate an, die die Gefäßwände stärken und andere. Es sollte daran erinnert werden, dass die Wiederherstellung neuronaler Verbindungen im Gehirn bei der Einnahme verschiedener Medikamente ein langer Prozess ist..

Die Wirkung von Alkohol auf das Gehirn

Alkohol wirkt sich negativ auf alle Organe und Systeme aus, insbesondere auf das Gehirn. Ethylalkohol dringt leicht in die Schutzbarrieren des Gehirns ein. Der Alkoholmetabolit Acetaldehyd ist eine ernsthafte Bedrohung für Neuronen: Alkoholdehydrogenase (ein Enzym, das Alkohol in der Leber verarbeitet) bezieht mehr Flüssigkeit, einschließlich Wasser aus dem Gehirn, als der Körper es verarbeitet. So trocknen alkoholische Verbindungen einfach das Gehirn aus und ziehen Wasser heraus, wodurch das Gehirn Atrophie strukturiert und Zelltod auftritt. Im Falle eines einmaligen Alkoholkonsums sind solche Prozesse reversibel, was nicht über den chronischen Alkoholkonsum diskutiert werden kann, wenn zusätzlich zu organischen Veränderungen stabile pathocharakterologische Merkmale eines Alkoholikers gebildet werden. Detailliertere Informationen darüber, wie die "Wirkung von Alkohol auf das Gehirn" auftritt.

Neuronen und Nervengewebe

Neuronen und Nervengewebe

Nervengewebe ist das Hauptstrukturelement des Nervensystems. Die Zusammensetzung des Nervengewebes umfasst hochspezialisierte Nervenzellen - Neuronen und Neurogliazellen, die unterstützende, sekretorische und schützende Funktionen erfüllen.

Ein Neuron ist die strukturelle und funktionelle Haupteinheit des Nervengewebes. Diese Zellen können Informationen empfangen, verarbeiten, codieren, senden und speichern sowie Kontakte zu anderen Zellen herstellen. Einzigartige Merkmale eines Neurons sind die Fähigkeit, bioelektrische Entladungen (Impulse) zu erzeugen und mithilfe spezieller Endungen - Synapsen - Informationen entlang von Prozessen von einer Zelle zur anderen zu übertragen.

Die Funktion eines Neurons wird durch die Synthese von Transmittersubstanzen - Neurotransmittern: Acetylcholin, Katecholaminen usw. - in seinem Axoplasma erleichtert..

Die Anzahl der Neuronen im Gehirn nähert sich 10 11. Ein Neuron kann bis zu 10.000 Synapsen haben. Wenn diese Elemente als Zellen zum Speichern von Informationen betrachtet werden, können wir zu dem Schluss kommen, dass das Nervensystem 10 bis 19 Einheiten speichern kann. Informationen, d.h. ist in der Lage, fast das gesamte von der Menschheit gesammelte Wissen aufzunehmen. Daher ist die Idee durchaus vernünftig, dass sich das menschliche Gehirn an alles erinnert, was im Körper und während seiner Kommunikation mit der Umwelt während seines Lebens geschieht. Das Gehirn kann jedoch nicht alle darin gespeicherten Informationen aus dem Speicher extrahieren..

Bestimmte Arten der neuronalen Organisation sind charakteristisch für verschiedene Gehirnstrukturen. Die Neuronen, die eine einzelne Funktion regulieren, bilden die sogenannten Gruppen, Ensembles, Säulen, Kerne.

Neuronen unterscheiden sich in Struktur und Funktion.

Nach Struktur (abhängig von der Anzahl der Prozesse, die sich vom Zellkörper aus erstrecken) werden unipolare (mit einem Prozess), bipolare (mit zwei Prozessen) und multipolare (mit mehreren Prozessen) Neuronen unterschieden.

Durch ihre funktionellen Eigenschaften werden afferente (oder zentripetale) Neuronen unterschieden, die Erregung von Rezeptoren im Zentralnervensystem, Efferenz-, Motor-, Motoneuronen (oder Zentrifugalneuronen) tragen, Erregung vom Zentralnervensystem auf ein innerviertes Organ übertragen und interkaläre, Kontakt- oder Zwischenneuronen, die afferent und efferent verbinden Neuronen.

Afferente Neuronen sind unipolar, ihre Körper liegen in den Ganglien der Wirbelsäule. Der Prozess, der sich vom Zellkörper aus erstreckt, ist T-förmig in zwei Zweige, von denen einer zum Zentralnervensystem geht und die Funktion eines Axons erfüllt, und der andere sich den Rezeptoren nähert und ein langer Dendrit ist.

Die meisten efferenten und interkalaren Neuronen sind multipolar (Abb. 1). Multipolare Interneurone befinden sich in großer Zahl in den hinteren Hörnern des Rückenmarks sowie in allen anderen Teilen des Zentralnervensystems. Sie können auch bipolar sein, beispielsweise Netzhautneuronen mit einem kurzen verzweigten Dendriten und einem langen Axon. Motoneuronen befinden sich hauptsächlich in den vorderen Hörnern des Rückenmarks.

Zahl: 1. Die Struktur der Nervenzelle:

1 - Mikrotubuli; 2 - ein langer Prozess einer Nervenzelle (Axon); 3 - endoplasmatisches Retikulum; 4 - Kern; 5 - Neuroplasma; 6 - Dendriten; 7 - Mitochondrien; 8 - Nucleolus; 9 - Myelinscheide; 10 - Abfangen von Ranvier; 11 - das Ende des Axons

Neuroglia

Neuroglia oder Glia ist eine Reihe von zellulären Elementen des Nervengewebes, die von spezialisierten Zellen verschiedener Formen gebildet werden.

Es wurde von R. Virkhov entdeckt und von ihm Neuroglia genannt, was "Nervenkleber" bedeutet. Neurogliazellen füllen den Raum zwischen Neuronen und machen 40% des Gehirnvolumens aus. Gliazellen sind 3-4 mal kleiner als Nervenzellen; Ihre Zahl im Zentralnervensystem von Säugetieren erreicht 140 Milliarden. Mit zunehmendem Alter nimmt die Anzahl der Neuronen im menschlichen Gehirn ab und die Anzahl der Gliazellen nimmt zu.

Es wurde festgestellt, dass Neuroglia mit dem Stoffwechsel im Nervengewebe zusammenhängen. Einige Neurogliazellen sezernieren Substanzen, die den Zustand der neuronalen Erregbarkeit beeinflussen. Es wird angemerkt, dass sich die Sekretion dieser Zellen in verschiedenen mentalen Zuständen ändert. Langzeitspurenprozesse im Zentralnervensystem sind mit dem Funktionszustand von Neuroglia verbunden..

Gliazellen

Aufgrund der Art der Struktur der Gliazellen und ihrer Lage im Zentralnervensystem gibt es:

  • Astrozyten (Astroglia);
  • Oligodendrozyten (Oligodendroglia);
  • Mikrogliazellen (Mikroglia);
  • Schwann-Zellen.

Gliazellen erfüllen unterstützende und schützende Funktionen für Neuronen. Sie sind Teil der Struktur der Blut-Hirn-Schranke. Astrozyten sind die am häufigsten vorkommenden Gliazellen, die die Zwischenräume zwischen Neuronen füllen und Synapsen bedecken. Sie verhindern die Ausbreitung von Neurotransmittern in das Zentralnervensystem, die aus der synaptischen Spalte diffundieren. In den zytoplasmatischen Membranen von Astrozyten gibt es Rezeptoren für Neurotransmitter, deren Aktivierung Schwankungen der Membranpotentialdifferenz und Veränderungen des Astrozytenstoffwechsels verursachen kann.

Astrozyten umgeben die Kapillaren der Blutgefäße des Gehirns, die sich zwischen ihnen und den Neuronen befinden, eng. Auf dieser Grundlage wird angenommen, dass Astrozyten eine wichtige Rolle im Metabolismus von Neuronen spielen und die Kapillarpermeabilität für bestimmte Substanzen regulieren..

Eine der wichtigen Funktionen von Astrozyten ist ihre Fähigkeit, überschüssige K + -Ionen zu absorbieren, die sich mit hoher neuronaler Aktivität im Interzellularraum ansammeln können. In den Bereichen der dichten Anhaftung von Astrozyten werden Gap Junctions gebildet, durch die Astrozyten verschiedene kleine Ionen und insbesondere K + -Ionen austauschen können. Dies erhöht die Möglichkeit der Absorption von K + -Ionen durch diese. Eine unkontrollierte Akkumulation von K + -Ionen im Interneuronalraum würde zu einer Erhöhung der Erregbarkeit von Neuronen führen. Somit verhindern Astrozyten, die überschüssige K + -Ionen aus der interstitiellen Flüssigkeit absorbieren, eine Erhöhung der neuronalen Erregbarkeit und die Bildung von Herden mit erhöhter neuronaler Aktivität. Das Auftreten solcher Herde im menschlichen Gehirn kann von der Tatsache begleitet sein, dass ihre Neuronen eine Reihe von Nervenimpulsen erzeugen, die als konvulsive Entladungen bezeichnet werden..

Astrozyten sind an der Entfernung und Zerstörung von Neurotransmittern beteiligt, die in extrasynaptische Räume gelangen. Somit verhindern sie die Akkumulation von Neurotransmittern in den interneuronalen Räumen, was zu einer Funktionsstörung des Gehirns führen könnte..

Neuronen und Astrozyten sind durch interzelluläre Lücken von 15 bis 20 Mikrometern getrennt, die als Interstitialraum bezeichnet werden. Zwischenräume nehmen bis zu 12-14% des Gehirnvolumens ein. Eine wichtige Eigenschaft von Astrozyten ist ihre Fähigkeit, CO2 aus der extrazellulären Flüssigkeit dieser Räume zu absorbieren und dadurch einen stabilen pH-Wert des Gehirns aufrechtzuerhalten..

Astrozyten sind an der Bildung von Grenzflächen zwischen dem Nervengewebe und den Gefäßen des Gehirns, dem Nervengewebe und den Membranen des Gehirns während des Wachstums und der Entwicklung des Nervengewebes beteiligt.

Oligodendrozyten sind durch das Vorhandensein einer kleinen Anzahl von kurzen Prozessen gekennzeichnet. Eine ihrer Hauptfunktionen ist die Bildung der Myelinscheide von Nervenfasern im ZNS. Diese Zellen befinden sich ebenfalls in unmittelbarer Nähe zu den Körpern von Neuronen, aber die funktionelle Bedeutung dieser Tatsache ist unbekannt..

Mikrogliazellen machen 5-20% der Gesamtzahl der Gliazellen aus und sind im gesamten Zentralnervensystem verteilt. Es wurde gefunden, dass ihre Oberflächenantigene mit denen von Blutmonozyten identisch sind. Dies weist auf ihren Ursprung im Mesoderm, das Eindringen in das Nervengewebe während der Embryonalentwicklung und die anschließende Transformation in morphologisch erkennbare Mikroglia-Zellen hin. In dieser Hinsicht wird allgemein angenommen, dass die wichtigste Funktion von Mikroglia darin besteht, das Gehirn zu schützen. Es wird gezeigt, dass eine Schädigung des Nervengewebes die Anzahl der Phagozytenzellen aufgrund von Blutmakrophagen und die Aktivierung der Phagozytoseigenschaften von Mikroglia erhöht. Sie entfernen tote Neuronen, Gliazellen und ihre Strukturelemente, Phagozytose-Fremdpartikel.

Schwann-Zellen bilden die Myelinscheide peripherer Nervenfasern außerhalb des Zentralnervensystems. Die Membran dieser Zelle wird wiederholt um die Nervenfaser gewickelt, und die Dicke der gebildeten Myelinscheide kann den Durchmesser der Nervenfaser überschreiten. Die Länge der myelinisierten Abschnitte der Nervenfaser beträgt 1-3 mm. In den Intervallen zwischen ihnen (Ranviers Interceptions) bleibt die Nervenfaser nur von einer Oberflächenmembran bedeckt, die erregbar ist.

Eine der wichtigsten Eigenschaften von Myelin ist seine hohe Beständigkeit gegen elektrischen Strom. Dies ist auf den hohen Gehalt an Sphingomyelin und anderen Phospholipiden im Myelin zurückzuführen, die ihm stromisolierende Eigenschaften verleihen. In Bereichen der mit Myelin bedeckten Nervenfaser ist die Erzeugung von Nervenimpulsen unmöglich. Nervenimpulse werden nur auf der Membran der Interceptions von Ranvier erzeugt, was den myelinisierten Nervenfasern im Vergleich zu nichtmyelinisierten eine höhere Geschwindigkeit von Nervenimpulsen verleiht.

Es ist bekannt, dass die Struktur des Myelins bei infektiösen, ischämischen, traumatischen und toxischen Schäden am Nervensystem leicht gestört werden kann. In diesem Fall entwickelt sich der Prozess der Demyelinisierung der Nervenfasern. Besonders häufig entwickelt sich eine Demyelinisierung mit einer Erkrankung der Multiplen Sklerose. Infolge der Demyelinisierung nimmt die Geschwindigkeit der Weiterleitung von Nervenimpulsen entlang der Nervenfasern ab, die Geschwindigkeit der Informationsübermittlung von Rezeptoren und Neuronen an Exekutivorgane an das Gehirn nimmt ab. Dies kann zu einer Beeinträchtigung der sensorischen Empfindlichkeit, Bewegungsstörungen, einer Regulierung der Arbeit der inneren Organe und anderen schwerwiegenden Folgen führen..

Struktur und Funktion von Neuronen

Ein Neuron (Nervenzelle) ist eine strukturelle und funktionelle Einheit des Zentralnervensystems.

Die anatomische Struktur und die Eigenschaften eines Neurons stellen die Erfüllung seiner Hauptfunktionen sicher: die Umsetzung des Stoffwechsels, die Energieerzeugung, die Wahrnehmung verschiedener Signale und deren Verarbeitung, die Bildung oder Teilnahme an Reaktionsreaktionen, die Erzeugung und Leitung von Nervenimpulsen, die Vereinigung von Neuronen zu neuronalen Schaltkreisen, wobei sowohl die einfachsten Reflexreaktionen als auch und höhere integrative Funktionen des Gehirns.

Neuronen bestehen aus einem Körper einer Nervenzelle und Prozessen - einem Axon und Dendriten.

Zahl: 2. Die Struktur des Neurons

Nervenzellkörper

Der Körper (Perikarion, Soma) des Neurons und seine Prozesse sind durchgehend mit einer neuronalen Membran bedeckt. Die Zellkörpermembran unterscheidet sich von der Membran des Axons und der Dendriten durch den Gehalt an verschiedenen Ionenkanälen, Rezeptoren und das Vorhandensein von Synapsen.

Im Körper eines Neurons gibt es ein Neuroplasma und einen durch Membranen von ihm getrennten Kern, ein raues und glattes endoplasmatisches Retikulum, den Golgi-Apparat, Mitochondrien. Die Chromosomen des Kerns von Neuronen enthalten eine Reihe von Genen, die die Synthese von Proteinen codieren, die für die Bildung der Struktur und die Implementierung der Funktionen des Neuronenkörpers, seiner Prozesse und Synapsen erforderlich sind. Dies sind Proteine, die die Funktionen von Enzymen, Trägern, Ionenkanälen, Rezeptoren usw. erfüllen. Einige Proteine ​​erfüllen Funktionen im Neuroplasma, während andere in die Membranen von Organellen-, Soma- und Neuronenprozessen eingebettet sind. Einige von ihnen, beispielsweise Enzyme, die für die Synthese von Neurotransmittern benötigt werden, werden durch axonalen Transport an das axonale Terminal abgegeben. Im Zellkörper werden Peptide synthetisiert, die für die Vitalaktivität von Axonen und Dendriten (z. B. Wachstumsfaktoren) notwendig sind. Wenn daher der Körper eines Neurons beschädigt wird, degenerieren seine Prozesse und werden zerstört. Wenn der Körper des Neurons erhalten bleibt und der Prozess beschädigt ist, erfolgt seine langsame Wiederherstellung (Regeneration) und Wiederherstellung der Innervation denervierter Muskeln oder Organe..

Der Ort der Proteinsynthese in den Körpern von Neuronen ist das raue endoplasmatische Retikulum (Tigroidgranulat oder Nissl-Körper) oder freie Ribosomen. Ihr Gehalt in Neuronen ist höher als in Gliazellen oder anderen Körperzellen. Im glatten endoplasmatischen Retikulum und im Golgi-Apparat erhalten Proteine ​​ihre inhärente räumliche Konformation, werden sortiert und in Transportströme zu den Strukturen des Zellkörpers, der Dendriten oder Axone geleitet.

In zahlreichen Mitochondrien von Neuronen wird durch oxidative Phosphorylierungsprozesse ATP gebildet, dessen Energie zur Aufrechterhaltung der Vitalaktivität des Neurons, des Betriebs von Ionenpumpen und der Aufrechterhaltung der Asymmetrie der Ionenkonzentrationen auf beiden Seiten der Membran verwendet wird. Folglich ist das Neuron nicht nur ständig bereit, verschiedene Signale wahrzunehmen, sondern auch darauf zu reagieren - die Erzeugung von Nervenimpulsen und deren Verwendung zur Steuerung der Funktionen anderer Zellen.

An den Wahrnehmungsmechanismen verschiedener Signale durch Neuronen sind molekulare Rezeptoren der Zellkörpermembran, durch Dendriten gebildete sensorische Rezeptoren und empfindliche Zellen epithelialen Ursprungs beteiligt. Signale von anderen Nervenzellen können das Neuron über mehrere Synapsen erreichen, die auf den Dendriten oder auf dem Gel des Neurons gebildet werden.

Nervenzelldendriten

Die Dendriten eines Neurons bilden einen dendritischen Baum, dessen Art der Verzweigung und deren Größe von der Anzahl der synaptischen Kontakte mit anderen Neuronen abhängt (Abb. 3). Es gibt Tausende von Synapsen auf den Dendriten eines Neurons, die von Axonen oder Dendriten anderer Neuronen gebildet werden..

Zahl: 3. Synaptische Kontakte des Interneurons. Die Pfeile links zeigen die Ankunft afferenter Signale an den Dendriten und dem Körper des Interneurons rechts - die Ausbreitungsrichtung der efferenten Signale des Interneurons an andere Neuronen

Synapsen können sowohl in ihrer Funktion (inhibitorisch, exzitatorisch) als auch in der Art des verwendeten Neurotransmitters heterogen sein. Die Membran von Dendriten, die an der Bildung von Synapsen beteiligt ist, ist ihre postsynaptische Membran, die Rezeptoren (ligandenabhängige Ionenkanäle) für einen in dieser Synapse verwendeten Neurotransmitter enthält.

Exzitatorische (glutamaterge) Synapsen befinden sich hauptsächlich auf der Oberfläche von Dendriten, wo es Eminenzen oder Auswüchse (1-2 μm) gibt, die als Stacheln bezeichnet werden. In der Membran der Stacheln befinden sich Kanäle, deren Permeabilität von der Potentialdifferenz der Transmembran abhängt. Im Zytoplasma von Dendriten im Bereich der Stacheln wurden sekundäre Botenstoffe der intrazellulären Signalübertragung sowie Ribosomen gefunden, auf denen Protein als Reaktion auf synaptische Signale synthetisiert wird. Die genaue Rolle der Stacheln ist unbekannt, aber es ist klar, dass sie die Oberfläche des dendritischen Baums für die Synapsenbildung vergrößern. Stacheln sind auch Neuronenstrukturen, um Eingangssignale zu empfangen und zu verarbeiten. Dendriten und Stacheln ermöglichen die Informationsübertragung von der Peripherie zum Neuronenkörper. Die Dendritenmembran beim Mähen ist aufgrund der asymmetrischen Verteilung von Mineralionen, des Betriebs von Ionenpumpen und des Vorhandenseins von Ionenkanälen polarisiert. Diese Eigenschaften liegen der Informationsübertragung durch die Membran in Form lokaler Kreisströme (elektrotonisch) zugrunde, die zwischen den postsynaptischen Membranen und den benachbarten Abschnitten der Dendritenmembran entstehen.

Wenn sich lokale Ströme durch die Dendritenmembran ausbreiten, werden sie abgeschwächt, erweisen sich jedoch als ausreichend groß, um die Körpersignale des Neurons, die über synaptische Eingaben an die Dendriten empfangen werden, auf die Membran zu übertragen. In der Dendritenmembran wurden noch keine spannungsgesteuerten Natrium- und Kaliumkanäle identifiziert. Sie hat keine Erregbarkeit und keine Fähigkeit, Aktionspotentiale zu erzeugen. Es ist jedoch bekannt, dass sich ein auf der Membran des axonalen Hügels entstehendes Aktionspotential entlang dieser ausbreiten kann. Der Mechanismus dieses Phänomens ist unbekannt..

Es wird angenommen, dass Dendriten und Stacheln Teil der neuronalen Strukturen sind, die an Gedächtnismechanismen beteiligt sind. Die Anzahl der Stacheln ist in den Dendriten von Neuronen in der Kleinhirnrinde, den Basalganglien und der Großhirnrinde besonders hoch. Die Fläche des dendritischen Baumes und die Anzahl der Synapsen nehmen in einigen Bereichen der Großhirnrinde älterer Menschen ab.

Neuron Axon

Axon ist ein Prozess einer Nervenzelle, der in anderen Zellen nicht gefunden wird. Im Gegensatz zu Dendriten, deren Anzahl für ein Neuron unterschiedlich ist, haben alle Neuronen ein Axon. Seine Länge kann bis zu 1,5 m betragen. An der Stelle, an der das Axon den Körper des Neurons verlässt, gibt es eine Verdickung - einen axonalen Hügel, der mit einer Plasmamembran bedeckt ist, die bald mit Myelin bedeckt ist. Der Bereich des axonalen Hügels, der nicht von Myelin bedeckt ist, wird als Anfangssegment bezeichnet. Die Axone von Neuronen bis zu ihren Endästen sind mit einer Myelinhülle bedeckt, die durch Ranviers Interceptions unterbrochen wird - mikroskopisch kleine myelinfreie Bereiche (ca. 1 μm).

Das gesamte Axon (myelinisierte und nichtmyelinisierte Faser) ist mit einer zweischichtigen Phospholipidmembran mit eingebetteten Proteinmolekülen bedeckt, die die Funktionen des Transports von Ionen, spannungsgesteuerten Ionenkanälen usw. erfüllen. Proteine ​​sind gleichmäßig in der Membran der nichtmyelinisierten Nervenfaser verteilt und befinden sich in der Membran der myelinisierten Nervenfaser hauptsächlich im Bereich der Interceptions von Ranvier. Da das Axoplasma kein raues Retikulum und keine Ribosomen enthält, ist es offensichtlich, dass diese Proteine ​​im Körper des Neurons synthetisiert und durch axonalen Transport an die Axonmembran abgegeben werden.

Die Eigenschaften der Membran, die den Körper und das Axon des Neurons bedeckt, sind unterschiedlich. Dieser Unterschied betrifft hauptsächlich die Membranpermeabilität für Mineralionen und ist auf den Gehalt verschiedener Arten von Ionenkanälen zurückzuführen. Wenn der Gehalt an ligandenabhängigen Ionenkanälen (einschließlich postsynaptischer Membranen) in der Membran des Körpers und den Dendriten des Neurons vorherrscht, besteht in der Membran des Axons, insbesondere im Bereich der Ranvier-Interceptions, eine hohe Dichte an spannungsabhängigen Natrium- und Kaliumkanälen.

Die Membran des Anfangssegments des Axons hat den niedrigsten Polarisationswert (ca. 30 mV). In vom Zellkörper weiter entfernten Bereichen des Axons beträgt das Transmembranpotential etwa 70 mV. Der niedrige Wert der Polarisation der Membran des Anfangssegments des Axons bestimmt, dass in diesem Bereich die Membran des Neurons die größte Erregbarkeit aufweist. Hier werden postsynaptische Potentiale, die auf der Membran der Dendriten und des Zellkörpers infolge der Transformation der vom Neuron in den Synapsen empfangenen Informationssignale entstanden sind, mit Hilfe lokaler kreisförmiger elektrischer Ströme durch die Membran des Neuronenkörpers verteilt. Wenn diese Ströme eine Depolarisation der Membran des axonalen Hügels auf ein kritisches Niveau verursachen (E.zu), dann reagiert das Neuron auf den Empfang von Signalen von anderen Nervenzellen, indem es sein Aktionspotential (Nervenimpuls) erzeugt. Der resultierende Nervenimpuls wird dann entlang des Axons an andere Nerven-, Muskel- oder Drüsenzellen weitergeleitet.

Auf der Membran des Anfangssegments des Axons befinden sich Stacheln, auf denen GABAerge inhibitorische Synapsen gebildet werden. Das Signalisieren durch diese Synapsen von anderen Neuronen kann die Erzeugung von Nervenimpulsen verhindern.

Klassifikation und Arten von Neuronen

Die Klassifizierung von Neuronen erfolgt sowohl nach morphologischen als auch nach funktionellen Merkmalen..

Durch die Anzahl der Prozesse werden multipolare, bipolare und pseudo-unipolare Neuronen unterschieden.

Durch die Art der Verbindungen mit anderen Zellen und die ausgeübte Funktion werden sensorische, Insertions- und Motoneuronen unterschieden. Sensorische Neuronen werden auch afferente Neuronen genannt und ihre Prozesse sind zentripetal. Neuronen, die die Funktion der Signalübertragung zwischen Nervenzellen erfüllen, werden als interkalar oder assoziativ bezeichnet. Neuronen, deren Axone auf Effektorzellen (Muskel, Drüse) Synapsen bilden, werden als motorisch oder efferent bezeichnet. Ihre Axone werden als zentrifugal bezeichnet.

Afferente (sensorische) Neuronen nehmen Informationen von sensorischen Rezeptoren wahr, wandeln sie in Nervenimpulse um und leiten sie zu den Nervenzentren des Gehirns und des Rückenmarks. Die Körper sensorischer Neuronen befinden sich in den Ganglien der Wirbelsäule und des Schädels. Dies sind pseudo-unipolare Neuronen, deren Axon und Dendrit zusammen vom Körper des Neurons ausgehen und sich dann trennen. Der Dendrit folgt bis zur Peripherie zu Organen und Geweben als Teil sensorischer oder gemischter Nerven, und das Axon als Teil der Rückenwurzeln tritt in die Rückenhörner des Rückenmarks oder als Teil der Hirnnerven in das Gehirn ein.

Interkalare oder assoziative Neuronen übernehmen die Funktionen der Verarbeitung eingehender Informationen und sorgen insbesondere für das Schließen von Reflexbögen. Die Körper dieser Neuronen befinden sich in der grauen Substanz des Gehirns und des Rückenmarks..

Efferente Neuronen haben auch die Funktion, eingehende Informationen zu verarbeiten und efferente Nervenimpulse vom Gehirn und Rückenmark an die Zellen der Exekutivorgane (Effektororgane) zu übertragen.

Integrative Aktivität des Neurons

Jedes Neuron empfängt eine große Anzahl von Signalen über zahlreiche Synapsen an seinen Dendriten und seinem Körper sowie über die molekularen Rezeptoren von Plasmamembranen, Zytoplasma und Zellkern. Die Signalübertragung verwendet viele verschiedene Arten von Neurotransmittern, Neuromodulatoren und anderen Signalmolekülen. Um eine Antwort auf das gleichzeitige Eintreffen mehrerer Signale zu bilden, muss ein Neuron in der Lage sein, diese zu integrieren.

Die Reihe von Prozessen, die die Verarbeitung eingehender Signale und die Bildung der Reaktion eines Neurons auf diese sicherstellen, ist im Konzept der integrativen Aktivität eines Neurons enthalten.

Die Wahrnehmung und Verarbeitung von Signalen, die an einem Neuron ankommen, erfolgt unter Beteiligung von Dendriten, des Zellkörpers und des axonalen Hügels des Neurons (Abb. 4)..

Zahl: 4. Integration von Neuronensignalen.

Eine der Optionen für ihre Verarbeitung und Integration (Summation) ist die Transformation von Synapsen und die Summierung von postsynaptischen Potentialen auf der Membran des Körpers und von Neuronenprozessen. Wahrgenommene Signale werden an Synapsen in Schwankungen der Potentialdifferenz der postsynaptischen Membran (postsynaptische Potentiale) umgewandelt. Abhängig von der Art der Synapse kann das empfangene Signal in eine kleine (0,5-1,0 mV) depolarisierende Änderung der Potentialdifferenz (EPSP - Synapsen im Diagramm werden als helle Kreise dargestellt) oder Hyperpolarisieren (TPSP - Synapsen im Diagramm werden als schwarz dargestellt) umgewandelt Kreise). Mehrere Signale können gleichzeitig an verschiedenen Punkten des Neurons ankommen, von denen einige in EPSP und andere in TPPS umgewandelt werden.

Diese Schwankungen der Potentialdifferenz breiten sich mit Hilfe lokaler Kreisströme entlang der Membran des Neurons in Richtung des axonalen Hügels in Form von Depolarisationswellen (im weißen Diagramm) und Hyperpolarisation (im schwarzen Diagramm) aus, die sich überlagern (im Diagramm graue Bereiche). Mit dieser Überlagerung werden die Amplituden der Wellen einer Richtung summiert und die Amplituden der entgegengesetzten Wellen reduziert (geglättet). Diese algebraische Summation der Potentialdifferenz über die Membran wird als räumliche Summation bezeichnet (Abb. 4 und 5). Das Ergebnis dieser Summierung kann entweder die Depolarisation der Membran des axonalen Hügels und die Erzeugung eines Nervenimpulses sein (Fälle 1 und 2 in Fig. 4) oder ihre Hyperpolarisation und Verhinderung des Auftretens eines Nervenimpulses (Fälle 3 und 4 in Fig. 4)..

Um die Potentialdifferenz der Membran des axonalen Hügels (ca. 30 mV) zu E zu verschiebenzu, es sollte um 10-20 mV depolarisiert werden. Dies führt zur Öffnung der darin verfügbaren spannungsgesteuerten Natriumkanäle und zur Erzeugung eines Nervenimpulses. Da, wenn ein AP ankommt und es in EPSP umwandelt, die Membrandepolarisation bis zu 1 mV erreichen kann und seine Ausbreitung zum Axonhügel abgeschwächt wird, erfordert die Erzeugung eines Nervenimpulses das gleichzeitige Eintreffen von 40-80 Nervenimpulsen von anderen Neuronen zum Neuron durch exzitatorische Synapsen und Summation die gleiche Menge an EPSP.

Zahl: 5. räumliche und zeitliche Summierung von EPSP durch Neuronen; a - BPSP zu einem einzelnen Stimulus; und - EPSP zur Mehrfachstimulation durch verschiedene Afferenzen; c - EPSP zur häufigen Stimulation durch eine einzelne Nervenfaser

Wenn zu diesem Zeitpunkt eine bestimmte Anzahl von Nervenimpulsen durch hemmende Synapsen am Neuron ankommt, ist seine Aktivierung und Erzeugung eines Antwortnervenimpulses bei gleichzeitiger Erhöhung des Signalflusses durch die exzitatorischen Synapsen möglich. Unter Bedingungen, unter denen Signale, die durch inhibitorische Synapsen ankommen, eine Hyperpolarisation der Neuronenmembran verursachen, die gleich oder größer als die Depolarisation ist, die durch Signale verursacht wird, die durch exzitatorische Synapsen ankommen, ist eine Depolarisation der Axon-Hügelmembran unmöglich, das Neuron erzeugt keine Nervenimpulse und wird inaktiv.

Das Neuron führt auch eine Zeitsummierung der EPSP- und TPSP-Signale durch, die fast gleichzeitig bei ihm ankommen (siehe 5). Die durch sie verursachten Änderungen der Potentialdifferenz in den parasynaptischen Regionen können auch algebraisch summiert werden, was als Zeitsummation bezeichnet wird.

Somit enthält jeder von einem Neuron erzeugte Nervenimpuls sowie die Stilleperiode eines Neurons Informationen, die von vielen anderen Nervenzellen empfangen wurden. Je höher die Frequenz der Signale ist, die von anderen Zellen zu einem Neuron kommen, desto häufiger werden normalerweise Antwortnervenimpulse erzeugt, die entlang des Axons an andere Nerven- oder Effektorzellen gesendet werden..

Aufgrund der Tatsache, dass sich in der Membran des Körpers des Neurons und sogar seiner Dendriten Natriumkanäle (wenn auch in geringer Anzahl) befinden, kann sich das auf der Membran des axonalen Hügels entstandene Aktionspotential auf den Körper und einen Teil der Dendriten des Neurons ausbreiten. Die Bedeutung dieses Phänomens ist nicht klar genug, aber es wird angenommen, dass das sich ausbreitende Aktionspotential alle lokalen Ströme auf der Membran vorübergehend glättet, die Potentiale auf Null setzt und zu einer effizienteren Wahrnehmung neuer Informationen durch das Neuron beiträgt..

Molekulare Rezeptoren sind an der Transformation und Integration von Signalen beteiligt, die zum Neuron kommen. Gleichzeitig kann ihre Stimulation durch Signalmoleküle durch Änderungen des Zustands der initiierten Ionenkanäle (durch G-Proteine, Second Messenger), die Umwandlung empfangener Signale in Schwankungen der Potentialdifferenz der Neuronenmembran, die Summierung und Bildung einer Neuronenantwort in Form der Erzeugung eines Nervenimpulses oder dessen Hemmung führen.

Die Transformation von Signalen durch metabotrope molekulare Rezeptoren eines Neurons geht mit seiner Reaktion in Form der Auslösung einer Kaskade intrazellulärer Transformationen einher. Die Reaktion des Neurons kann in diesem Fall eine Beschleunigung des allgemeinen Metabolismus sein, eine Zunahme der Bildung von ATP, ohne die es unmöglich ist, seine funktionelle Aktivität zu erhöhen. Unter Verwendung dieser Mechanismen integriert das Neuron die empfangenen Signale, um die Effizienz seiner eigenen Aktivität zu verbessern..

Intrazelluläre Transformationen in einem Neuron, die durch die empfangenen Signale ausgelöst werden, führen häufig zu einer Zunahme der Synthese von Proteinmolekülen, die die Funktionen von Rezeptoren, Ionenkanälen und Trägern im Neuron erfüllen. Durch Erhöhen ihrer Anzahl passt sich das Neuron an die Art der eingehenden Signale an, erhöht die Empfindlichkeit gegenüber signifikanteren und schwächt - gegenüber weniger signifikanten..

Ein Neuron, das eine Anzahl von Signalen empfängt, kann von der Expression oder Repression einiger Gene begleitet sein, beispielsweise der Neuromodulatoren der Peptidnatur, die die Synthese steuern. Da sie an die axonalen Terminals eines Neurons abgegeben werden und in diesen verwendet werden, um die Wirkung seiner Neurotransmitter auf andere Neuronen zu verstärken oder zu schwächen, kann das Neuron in Reaktion auf die empfangenen Signale abhängig von den empfangenen Informationen eine stärkere oder schwächere Wirkung auf andere Nervenzellen haben, die es kontrolliert. Da die modulierende Wirkung von Neuropeptiden lange anhalten kann, kann die Wirkung eines Neurons auf andere Nervenzellen auch lange anhalten..

Aufgrund der Fähigkeit, verschiedene Signale zu integrieren, kann ein Neuron subtil auf sie mit einem breiten Spektrum von Antworten reagieren, wodurch es sich effektiv an die Art der eingehenden Signale anpassen und sie zur Regulierung der Funktionen anderer Zellen verwenden kann..

Neuronale Schaltkreise

Die Neuronen des Zentralnervensystems interagieren miteinander und bilden am Kontaktpunkt verschiedene Synapsen. Die resultierenden Nervenschäume multiplizieren die Funktionalität des Nervensystems. Die häufigsten neuronalen Schaltkreise umfassen: lokale, hierarchische, konvergente und divergente neuronale Schaltkreise mit einem Eingang (Abb. 6).

Lokale neuronale Schaltkreise werden von zwei oder mehr Neuronen gebildet. In diesem Fall gibt eines der Neuronen (1) dem Neuron (2) seine axonale Kollateralform und bildet eine axosomatische Synapse auf seinem Körper, und das zweite bildet eine Synapse mit einem Axon auf dem Körper des ersten Neurons. Lokale neuronale Netze können als Fallen fungieren, in denen Nervenimpulse für lange Zeit in einem Kreis zirkulieren können, der von mehreren Neuronen gebildet wird.

Die Möglichkeit einer langfristigen Zirkulation einer Anregungswelle (Nervenimpuls), die einst aufgrund der Übertragung in einer kreisförmigen Struktur auftrat, wurde von Professor I.A. Vetohin in Experimenten am Nervenring von Quallen.

Die zirkuläre Zirkulation von Nervenimpulsen entlang lokaler neuronaler Schaltkreise erfüllt die Funktion der Transformation des Anregungsrhythmus, bietet die Möglichkeit einer längeren Erregung von Nervenzentren nach Beendigung der Signale an sie und ist an den Mechanismen zur Speicherung eingehender Informationen beteiligt.

Lokale Stromkreise können auch eine Bremsfunktion ausführen. Ein Beispiel dafür ist die wiederkehrende Hemmung, die im einfachsten lokalen Nervenkreislauf des Rückenmarks implementiert wird, der von a-Motoneuron- und Renshaw-Zellen gebildet wird.

Zahl: 6. Die einfachsten neuronalen Schaltkreise des Zentralnervensystems. Beschreibung im Text

In diesem Fall breitet sich die im Motoneuron auftretende Erregung entlang des Astes des Axons aus und aktiviert die Renshaw-Zelle, die das a-Motoneuron hemmt.

Konvergente Ketten werden von mehreren Neuronen gebildet, auf denen (normalerweise ein Efferenz) die Axone einer Reihe anderer Zellen konvergieren oder konvergieren. Solche Schaltkreise sind im Zentralnervensystem weit verbreitet. Beispielsweise konvergieren die Axone vieler Neuronen der Sinnesfelder des Kortex auf den pyramidenförmigen Neuronen des primären motorischen Kortex. Axone von Tausenden von sensorischen und interkalaren Neuronen verschiedener Ebenen des Zentralnervensystems konvergieren auf Motoneuronen der ventralen Hörner des Rückenmarks. Konvergente Schaltkreise spielen eine wichtige Rolle bei der Integration von Signalen durch efferente Neuronen und der Koordination physiologischer Prozesse..

Divergierende Schaltkreise mit einem Eingang werden von einem Neuron mit einem verzweigten Axon gebildet, von dem jeder Zweig eine Synapse mit einer anderen Nervenzelle bildet. Diese Schaltungen haben die Funktion, gleichzeitig Signale von einem Neuron zu vielen anderen Neuronen zu übertragen. Dies wird durch starke Verzweigung (Bildung von mehreren tausend Zweigen) des Axons erreicht. Solche Neuronen finden sich häufig in den Kernen der retikulären Bildung des Hirnstamms. Sie sorgen für eine schnelle Steigerung der Erregbarkeit zahlreicher Teile des Gehirns und für die Mobilisierung seiner Funktionsreserven..

Dendrit, Axon und Synapse, die Struktur der Nervenzelle

Dendrit, Axon und Synapse, die Struktur der Nervenzelle

Zellmembran

Dieses Element bietet eine Barrierefunktion, die die innere Umgebung von den äußeren Neuroglia trennt. Der dünnste Film besteht aus zwei Schichten von Proteinmolekülen und Phospholipiden, die sich zwischen ihnen befinden. Die Struktur der Neuronenmembran legt nahe, dass in ihrer Struktur spezifische Rezeptoren vorhanden sind, die für die Erkennung von Reizen verantwortlich sind. Sie sind selektiv empfindlich und werden bei Bedarf in Anwesenheit einer Gegenpartei "eingeschaltet". Die Kommunikation zwischen der inneren und der äußeren Umgebung erfolgt über die Tubuli, durch die Calcium- oder Kaliumionen hindurchtreten können. Darüber hinaus öffnen oder schließen sie sich unter der Wirkung von Proteinrezeptoren.

Dank der Membran hat die Zelle ihr eigenes Potenzial. Wenn es entlang der Kette übertragen wird, wird das erregbare Gewebe innerviert. Der Kontakt der Membranen benachbarter Neuronen erfolgt an Synapsen. Die Aufrechterhaltung der Konstanz der inneren Umgebung ist ein wichtiger Bestandteil des Lebens einer Zelle. Und die Membran reguliert fein die Konzentration von Molekülen und geladenen Ionen im Zytoplasma. In diesem Fall werden sie in den für den Verlauf der Stoffwechselreaktionen erforderlichen Mengen auf dem optimalen Niveau transportiert..

Einstufung

Strukturelle Klassifizierung

Basierend auf der Anzahl und Position von Dendriten und Axonen werden Neuronen in Anaxon, unipolare Neuronen, pseudo-unipolare Neuronen, bipolare Neuronen und multipolare (viele dendritische Stämme, normalerweise efferente) Neuronen unterteilt..

Anaxon-Neuronen sind kleine Zellen, die in der Nähe des Rückenmarks in den Zwischenwirbelganglien gruppiert sind und keine anatomischen Anzeichen für die Trennung von Prozessen in Dendriten und Axone aufweisen. Alle Prozesse in einer Zelle sind sehr ähnlich. Der funktionelle Zweck von Nonaxon-Neuronen ist kaum bekannt.

Unipolare Neuronen - Neuronen mit einem einzigen Prozess, sind beispielsweise im sensorischen Kern des Trigeminusnervs im Mittelhirn vorhanden. Viele Morphologen glauben, dass unipolare Neuronen im menschlichen Körper und bei höheren Wirbeltieren nicht vorkommen..

Bipolare Neuronen - Neuronen mit einem Axon und einem Dendriten in spezialisierten Sinnesorganen - die Netzhaut, das Riechepithel und die Glühbirne, die auditorischen und vestibulären Ganglien.

Multipolare Neuronen sind Neuronen mit einem Axon und mehreren Dendriten. Diese Art von Nervenzellen überwiegt im Zentralnervensystem..

Pseudo-unipolare Neuronen sind in ihrer Art einzigartig. Ein Prozess verlässt den Körper, der sich sofort in T-Form teilt. Dieser gesamte einzelne Trakt ist mit einer Myelinscheide bedeckt und stellt strukturell ein Axon dar, obwohl die Erregung entlang eines der Zweige nicht vom, sondern zum Körper des Neurons geht. Strukturell sind Dendriten am Ende dieses (peripheren) Prozesses Zweige. Die Triggerzone ist der Beginn dieser Verzweigung (dh sie befindet sich außerhalb des Zellkörpers). Diese Neuronen befinden sich in den Ganglien der Wirbelsäule..

Funktionale Klassifizierung

Durch die Position im Reflexbogen werden afferente Neuronen (sensorische Neuronen), efferente Neuronen (einige von ihnen werden Motoneuronen genannt, manchmal gilt dieser nicht sehr genaue Name für die gesamte Gruppe von Efferenzen) und Interneurone (Interneurone) unterschieden.

Afferente Neuronen (empfindlich, sensorisch, Rezeptor oder zentripetal). Neuronen dieses Typs umfassen Primärzellen der Sinnesorgane und pseudo-unipolare Zellen, in denen Dendriten freie Enden haben.

Efferente Neuronen (Effektor, Motor, Motor oder Zentrifugal). Neuronen dieses Typs umfassen Endneuronen - Ultimatum und vorletztes - nicht Ultimatum.

Assoziative Neuronen (Interneurone oder Interneurone) - Eine Gruppe von Neuronen stellt eine Verbindung zwischen efferent und afferent her.

Sekretorische Neuronen sind Neuronen, die hochaktive Substanzen (Neurohormone) absondern. Sie haben einen gut entwickelten Golgi-Komplex, das Axon endet mit axovasalen Synapsen.

Morphologische Klassifikation

Die morphologische Struktur von Neuronen ist vielfältig. Bei der Klassifizierung von Neuronen werden verschiedene Prinzipien angewendet:

  • die Größe und Form des Neuronenkörpers berücksichtigen;
  • die Anzahl und Art der Verzweigung der Prozesse;
  • die Länge des Axons und das Vorhandensein spezialisierter Membranen.

Je nach Zellform können Neuronen kugelförmig, körnig, sternförmig, pyramidenförmig, birnenförmig, fusiform, unregelmäßig usw. sein. Die Größe des Neuronenkörpers variiert zwischen 5 Mikrometer in kleinen körnigen Zellen und 120 bis 150 Mikrometern in riesigen Pyramiden-Neuronen.

Durch die Anzahl der Prozesse werden folgende morphologische Arten von Neuronen unterschieden:

  • unipolare (mit einem Prozess) Neurozyten, die beispielsweise im sensorischen Kern des Trigeminusnervs im Mittelhirn vorhanden sind;
  • pseudo-unipolare Zellen, die in der Nähe des Rückenmarks in den Ganglien der Zwischenwirbel gruppiert sind;
  • bipolare Neuronen (mit einem Axon und einem Dendriten) befinden sich in spezialisierten Sinnesorganen - der Netzhaut, dem Riechepithel und der Glühbirne, den auditorischen und vestibulären Ganglien;
  • multipolare Neuronen (haben ein Axon und mehrere Dendriten), die im Zentralnervensystem vorherrschen.

Neuronenstruktur

Zellkörper

Der Körper einer Nervenzelle besteht aus Protoplasma (Zytoplasma und Zellkern), das von außen durch eine Membran einer Lipiddoppelschicht begrenzt ist. Lipide bestehen aus hydrophilen Köpfen und hydrophoben Schwänzen. Lipide sind mit hydrophoben Schwänzen zueinander angeordnet und bilden eine hydrophobe Schicht. Diese Schicht lässt nur fettlösliche Substanzen (z. B. Sauerstoff und Kohlendioxid) durch. Es gibt Proteine ​​auf der Membran: in Form von Kügelchen auf der Oberfläche, auf denen man das Wachstum von Polysacchariden (Glycocalyx) beobachten kann, aufgrund derer die Zelle äußere Reizungen wahrnimmt, und integrale Proteine, die die Membran durch und durch durchdringen, in denen sich Ionenkanäle befinden.

Ein Neuron besteht aus einem Körper mit einem Durchmesser von 3 bis 130 Mikrometern. Der Körper enthält einen Kern (mit einer großen Anzahl von Kernporen) und Organellen (einschließlich eines hoch entwickelten rauen EPR mit aktiven Ribosomen, den Golgi-Apparat) sowie aus Prozessen. Es gibt zwei Arten von Prozessen: Dendriten und Axone. Das Neuron hat ein entwickeltes Zytoskelett, das in seine Prozesse eindringt. Das Zytoskelett behält die Form der Zelle bei, seine Filamente dienen als "Schienen" für den Transport von Organellen und Substanzen, die in Membranvesikeln (z. B. Neurotransmittern) verpackt sind. Das Zytoskelett eines Neurons besteht aus Fibrillen mit unterschiedlichen Durchmessern: Mikrotubuli (D = 20-30 nm) - bestehen aus dem Protein Tubulin und erstrecken sich vom Neuron entlang des Axons bis zu den Nervenenden. Neurofilamente (D = 10 nm) sorgen zusammen mit Mikrotubuli für den intrazellulären Transport von Substanzen. Mikrofilamente (D = 5 nm) - bestehen aus Aktin- und Myosinproteinen, die insbesondere in wachsenden Nervenprozessen und in Neuroglia exprimiert werden. (Neuroglia oder einfach Glia (aus dem Altgriechischen νεῦρον - Faser, Nerv + γλία - Kleber), - eine Reihe von Hilfszellen des Nervengewebes. Sie macht etwa 40% des Volumens des Zentralnervensystems aus. Die Anzahl der Gliazellen im Gehirn entspricht ungefähr der Anzahl der Neuronen..

Ein entwickelter Syntheseapparat zeigt sich im Körper des Neurons, das körnige endoplasmatische Retikulum des Neurons ist basophil gefärbt und als "Tigroid" bekannt. Das Tigroid dringt in die Anfangsabschnitte der Dendriten ein, befindet sich jedoch in merklichem Abstand vom Ursprung des Axons, das als histologisches Zeichen des Axons dient. Neuronen variieren in Form, Anzahl der Prozesse und Funktion. Je nach Funktion werden sensorisch, effektor (motorisch, sekretorisch) und interkalar unterschieden. Empfindliche Neuronen nehmen Reize wahr, wandeln sie in Nervenimpulse um und übertragen sie an das Gehirn. Effektiv (von Lat. Effectus - Aktion) - Entwickeln und Senden von Befehlen an die Arbeitsorgane. Interkalar - Kommunikation zwischen sensorischen und motorischen Neuronen durchführen, an der Informationsverarbeitung und Befehlserzeugung teilnehmen.

Unterscheiden Sie zwischen anterograden (vom Körper) und retrograden (zum Körper) axonalen Transport.

Dendriten und Axon

Hauptartikel: Dendrit und Axon

Neuronenstrukturdiagramm

Axon ist ein langer Prozess eines Neurons. Angepasst, um Erregung und Informationen vom Körper eines Neurons zu einem Neuron oder von einem Neuron zu einem Exekutivorgan durchzuführen.
Dendriten sind kurze und stark verzweigte Neuronenprozesse, die als Hauptstelle für die Bildung von exzitatorischen und inhibitorischen Synapsen dienen, die das Neuron beeinflussen (verschiedene Neuronen haben ein unterschiedliches Verhältnis der Länge des Axons und der Dendriten) und die Erregung auf den Körper des Neurons übertragen. Ein Neuron kann mehrere Dendriten und normalerweise nur ein Axon haben. Ein Neuron kann Verbindungen zu vielen (bis zu 20.000) anderen Neuronen haben.

Dendriten teilen sich dichotom, während Axone Kollateralen ergeben. Mitochondrien sind normalerweise in den Zweigknoten konzentriert..

Dendriten haben keine Myelinscheide, Axone jedoch möglicherweise eine. Der Ort der Erregungserzeugung in den meisten Neuronen ist der axonale Hügel - die Bildung an der Stelle, an der das Axon den Körper verlässt. In allen Neuronen wird diese Zone als Auslöser bezeichnet.

Synapse

Hauptartikel: Synapse

Sinaps (griechisch σύναψις, von συνάπτειν - umarmen, umarmen, Händeschütteln) ist ein Kontaktort zwischen zwei Neuronen oder zwischen einem Neuron und einer Effektorzelle, die ein Signal empfängt. Es dient zur Übertragung eines Nervenimpulses zwischen zwei Zellen, und während der synaptischen Übertragung können Amplitude und Frequenz des Signals reguliert werden. Einige Synapsen verursachen eine Neuronendepolarisation und sind anregend, andere - hyperpolarisierend und hemmend. Normalerweise ist eine Stimulation durch mehrere exzitatorische Synapsen erforderlich, um ein Neuron anzuregen..

Der Begriff wurde 1897 vom englischen Physiologen Charles Sherrington eingeführt.

Literatur

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Neuronenstruktur

Die Abbildung zeigt die Struktur eines Neurons. Es besteht aus einem Hauptkörper und einem Kern. Vom Zellkörper gibt es einen Zweig aus zahlreichen Fasern, die Dendriten genannt werden.

Die starken und langen Dendriten werden Axone genannt, die tatsächlich viel länger sind als auf dem Bild. Ihre Länge variiert von wenigen Millimetern bis zu mehr als einem Meter..

Axone spielen eine führende Rolle bei der Übertragung von Informationen zwischen Neuronen und stellen die Arbeit des gesamten Nervensystems sicher.

Die Verbindung eines Dendriten (Axons) mit einem anderen Neuron wird als Synapse bezeichnet. Dendriten in Gegenwart von Reizen können so stark wachsen, dass sie Impulse von anderen Zellen aufnehmen, was zur Bildung neuer synaptischer Verbindungen führt.

Synaptische Verbindungen spielen eine wesentliche Rolle bei der Bildung der Persönlichkeit einer Person. Eine Person mit einer gut etablierten positiven Erfahrung wird das Leben mit Liebe und Hoffnung betrachten. Eine Person, die neuronale Verbindungen mit einer negativen Ladung hat, wird schließlich ein Pessimist.

Ballaststoff

Glia-Membranen befinden sich unabhängig voneinander um die Nervenprozesse. Zusammen bilden sie Nervenfasern. Die Zweige in ihnen werden Axialzylinder genannt. Es gibt myelinfreie und myelinfreie Fasern. Sie unterscheiden sich in der Struktur der Glia-Membran. Myelinfreie Fasern haben eine ziemlich einfache Struktur. Der Axialzylinder, der sich der Gliazelle nähert, biegt sein Cytolemma. Das Zytoplasma schließt sich darüber und bildet ein Mesaxon - eine doppelte Falte. Eine Gliazelle kann mehrere Axialzylinder enthalten. Dies sind "Kabel" -Fasern. Ihre Äste können in benachbarte Gliazellen übergehen. Der Impuls bewegt sich mit einer Geschwindigkeit von 1-5 m / s. Fasern dieses Typs werden während der Embryogenese und in den postganglionären Bereichen des vegetativen Systems gefunden. Die Myelinsegmente sind dick. Sie befinden sich im somatischen System, das die Muskeln des Skeletts innerviert. Lemmozyten (Gliazellen) verlaufen nacheinander in einer Kette. Sie bilden eine Schnur. In der Mitte läuft ein Axialzylinder. Die Glia-Membran enthält:

  • Die innere Schicht der Nervenzellen (Myelin). Es wird als das wichtigste angesehen. In einigen Bereichen zwischen den Schichten des Cytolemmas gibt es Verlängerungen, die Myelinkerben bilden.
  • Periphere Schicht. Es enthält Organellen und ein Kern-Neurilemma.
  • Dicke Basalmembran.

Interne Struktur von Neuronen

Neuronenkern
normalerweise groß, rund, mit fein verteilt
Chromatin, 1-3 große Nukleolen. Das
spiegelt hohe Intensität wider
Transkriptionsprozesse im Neuronenkern.

Zellmembran
Neuron kann erzeugen und leiten
elektrische Impulse. Dies wird erreicht
lokale Permeabilitätsänderung
seine Ionenkanäle für Na + und K + durch Ändern
elektrisches Potential und schnell
Bewegen Sie es entlang des Cytolemmas (Welle
Depolarisation, Nervenimpuls).

Im Zytoplasma von Neuronen
Alle gängigen Organellen sind gut entwickelt
Ziel. Mitochondrien
sind zahlreich und bieten hoch
Energiebedarf eines Neurons,
mit erheblicher Aktivität verbunden
synthetische Prozesse durchführen
Nervenimpulse, die Arbeit von ionischen
Pumps. Sie zeichnen sich durch schnell aus
Verschleiß (Abbildung 8-3).
Komplex
Golgi ist sehr
gut entwickelt. Es ist kein Zufall, dass diese Organelle
wurde zuerst beschrieben und demonstriert
im Laufe der Zytologie in Neuronen.
Mit der Lichtmikroskopie wird es aufgedeckt
in Form von Ringen, Fäden, Körnern,
befindet sich um den Kern (Dictyosomen).
Zahlreiche Lysosomen
bieten konstant intensive
Zerstörung von Verschleißteilen
Neuronenzytoplasma (Autophagie).

P ist.
8-3. Ultra-strukturelle Organisation
Neuronenkörper.

D. Dendriten. UND.
Axon.

1. Der Kern (Nucleolus
durch Pfeil dargestellt).

2. Mitochondrien.

3. Komplex
Golgi.

4. Chromatophil
Substanz (körnige Bereiche
zytoplasmatisches Retikulum).

6. Axonal
Hügel.

7. Neurotubuli,
Neurofilamente.

(Nach V.L.Bykov).

Für normal
Funktionieren und Erneuern von Strukturen
Das Neuron in ihnen sollte gut entwickelt sein
Proteinsynthesegerät (Reis.
8-3). Körnig
zytoplasmatisches Retikulum
bildet Cluster im Zytoplasma von Neuronen,
die gut mit Basic malen
färbt und sind unter Licht sichtbar
Mikroskopie in Form von chromatophilen Klumpen
Substanzen
(basophile oder Tigersubstanz,
Substanz von Nissl). Begriff substanz
Nissl
zu Ehren des Wissenschaftlers Franz erhalten
Nissl, der es zuerst beschrieben hat. Klumpen
chromatophile Substanzen befinden sich
in neuronalen Perikarya und Dendriten,
aber nie in Axonen gefunden,
wo der Proteinsyntheseapparat entwickelt wird
schwach (Abbildung 8-3). Bei längerer Reizung
oder Schädigung des Neurons, diese Cluster
körniges zytoplasmatisches Retikulum
zerfallen in separate Elemente, die
auf der lichtoptischen Ebene
das Verschwinden von Nissls Substanz
(Chromatolyse,
Tigrolyse).

Zytoskelett
Neuronen sind gut entwickelt, Formen
dreidimensionales Netzwerk dargestellt durch
Neurofilamente (6-10 nm dick) und
Neurotubuli (20-30 nm Durchmesser).
Neurofilamente und Neurotubuli
durch Quer miteinander verbunden
Wenn Brücken befestigt sind, haften sie zusammen
in Balken mit einer Dicke von 0,5 bis 0,3 um, die
gefärbt mit Silbersalzen.
lichtoptische Ebene sind sie unter beschrieben
genannt Neurofibrille.
Sie bilden
Netzwerk in der Perikarya von Neurozyten und in
Prozesse liegen parallel (Abb. 8-2).
Das Zytoskelett hält die Zellen in Form,
und bietet auch Transport
Funktion - beteiligt sich am Transport von Substanzen
vom Perikaryon zu den Prozessen (axonal
Transport).

Einschlüsse
im Zytoplasma des Neurons
Lipidtropfen, Granulat
Lipofuscin
- "Pigment
Alterung "- gelbbraune Farbe
Lipoprotein Natur. Sie repräsentieren
sind Restkörper (Telolysosomen)
mit Produkten unverdauter Strukturen
Neuron. Anscheinend Lipofuscin
kann sich in jungen Jahren ansammeln,
mit intensiven Funktionen und
Schädigung von Neuronen. Außerdem in
das Zytoplasma der Substantia nigra-Neuronen
und blaue Flecken des Hirnstamms sind verfügbar
Pigmenteinschlüsse von Melanin.
In vielen Neuronen des Gehirns
Glykogeneinschlüsse treten auf.

Neuronen sind nicht in der Lage, sich zu teilen, und mit
Ihre Zahl nimmt mit zunehmendem Alter allmählich ab
wegen des natürlichen Todes. Wann
degenerative Erkrankungen (Krankheit
Alzheimer, Huntington, Parkinson)
die Intensität der Apoptose nimmt zu und
die Anzahl der Neuronen in bestimmten
Teile des Nervensystems scharf
nimmt ab.

Nervenzellen

Um mehrere Verbindungen bereitzustellen, hat das Neuron eine spezielle Struktur. Neben dem Körper, in dem die Hauptorganellen konzentriert sind, gibt es Prozesse. Einige von ihnen sind kurz (Dendriten), normalerweise gibt es mehrere, das andere (Axon) ist eines und seine Länge in einzelnen Strukturen kann 1 Meter erreichen.

Die Struktur der Nervenzelle eines Neurons hat eine solche Form, dass der beste Informationsaustausch möglich ist. Dendriten verzweigen sich stark (wie die Krone eines Baumes). Durch ihre Endungen interagieren sie mit den Prozessen anderer Zellen. Der Ort, an dem sie sich treffen, wird als Synapse bezeichnet. Es erfolgt ein Empfang und eine Übertragung des Impulses. Seine Richtung: Rezeptor - Dendrit - Zellkörper (Soma) - Axon - ansprechendes Organ oder Gewebe.

Die innere Struktur eines Neurons in Bezug auf die Organellenzusammensetzung ähnelt anderen Struktureinheiten von Geweben. Es enthält einen Kern und ein Zytoplasma, die von einer Membran begrenzt werden. Im Inneren befinden sich Mitochondrien und Ribosomen, Mikrotubuli, endoplasmatisches Retikulum und Golgi-Apparat.

Synapsen

Mit ihrer Hilfe werden die Zellen des Nervensystems miteinander verbunden. Es gibt verschiedene Synapsen: axosomatisch, -dendritisch, -axonal (hauptsächlich vom inhibitorischen Typ). Sie emittieren auch elektrische und chemische Stoffe (erstere werden im Körper selten nachgewiesen). In Synapsen werden post- und präsynaptische Teile unterschieden. Die erste enthält eine Membran, in der hochspezifische Protein (Protein) -Rezeptoren vorhanden sind. Sie reagieren nur auf bestimmte Mediatoren. Es gibt eine Lücke zwischen den prä- und postsynaptischen Teilen. Der Nervenimpuls erreicht den ersten und aktiviert spezielle Blasen. Sie gehen zur präsynaptischen Membran und betreten die Lücke. Von dort beeinflussen sie den postsynaptischen Filmrezeptor. Dies provoziert seine Depolarisation, die wiederum durch den zentralen Prozess der nächsten Nervenzelle übertragen wird. In einer chemischen Synapse werden Informationen nur in eine Richtung übertragen.

Entwicklung

Die Verlegung des Nervengewebes erfolgt in der dritten Woche der Embryonalperiode. Zu diesem Zeitpunkt wird eine Platte gebildet. Daraus entwickeln sich:

  • Oligodendrozyten.
  • Astrozyten.
  • Ependymozyten.
  • Macroglia.

Im Verlauf der weiteren Embryogenese verwandelt sich die Nervenplatte in eine Röhre. In der inneren Schicht seiner Wand befinden sich die ventrikulären Stammelemente. Sie vermehren sich und bewegen sich nach außen. In diesem Bereich teilen sich einige Zellen weiter. Infolgedessen werden sie in Spongioblasten (Bestandteile von Mikroglia), Glioblasten und Neuroblasten unterteilt. Aus letzteren werden Nervenzellen gebildet. Es gibt 3 Schichten in der Rohrwand:

  • Intern (ependymal).
  • Mittel (Regenmantel).
  • Äußerlich (marginal) - dargestellt durch weiße Medulla.

Nach 20 bis 24 Wochen beginnt im kranialen Segment des Röhrchens die Bildung von Blasen, die die Quelle für die Bildung des Gehirns sind. Die restlichen Abschnitte werden für die Entwicklung des Rückenmarks verwendet. Zellen, die an der Bildung des Kamms beteiligt sind, weichen von den Rändern des Nerventrogs ab. Es befindet sich zwischen dem Ektoderm und der Röhre. Aus denselben Zellen werden Ganglienplatten gebildet, die als Grundlage für Myelozyten (Pigmenthautelemente), periphere Nervenknoten, integumentäre Melanozyten und Komponenten des APUD-Systems dienen.

Einstufung

Neuronen werden in Abhängigkeit von der Art des Mediators (Mediator des leitenden Impulses), der an den Enden des Axons freigesetzt wird, in Typen unterteilt. Es kann Cholin, Adrenalin usw. sein. Von ihrer Position im Zentralnervensystem aus können sie sich auf somatische oder vegetative Neuronen beziehen. Unterscheiden Sie zwischen der Wahrnehmung von Zellen (afferent) und der Übertragung von Rücksignalen (efferent) als Reaktion auf die Stimulation. Zwischen ihnen können sich Interneurone befinden, die für den Informationsaustausch innerhalb des Zentralnervensystems verantwortlich sind. Durch die Art der Reaktion können Zellen die Erregung hemmen oder umgekehrt erhöhen.

Je nach Bereitschaftszustand werden sie unterschieden: „still“, die nur bei Vorhandensein einer bestimmten Art von Reizung zu handeln beginnen (einen Impuls übertragen), und Hintergrund, die ständig überwacht werden (kontinuierliche Signalerzeugung). Abhängig von der Art der von den Sensoren wahrgenommenen Informationen ändert sich auch die Struktur des Neurons. In dieser Hinsicht werden sie als bimodal klassifiziert, mit einer relativ einfachen Reaktion auf Stimulation (zwei miteinander verbundene Arten von Empfindungen: eine Injektion und - infolgedessen - Schmerz und polymodal. Dies ist eine komplexere Struktur - polymodale Neuronen (spezifische und mehrdeutige Reaktion).

Was sind neuronale neuronale Verbindungen?

Aus dem Griechischen übersetzt bedeutet Neuron oder wie es auch Neuron genannt wird, "Faser", "Nerv". Ein Neuron ist eine spezifische Struktur in unserem Körper, die für die Übertragung von Informationen in seinem Körper verantwortlich ist. Im Alltag wird es als Nervenzelle bezeichnet.

Neuronen arbeiten mit elektrischen Signalen und helfen dem Gehirn, eingehende Informationen zu verarbeiten, um Körperaktionen weiter zu koordinieren.

Diese Zellen sind ein Bestandteil des menschlichen Nervensystems, dessen Zweck es ist, alle von außen oder von Ihrem eigenen Körper kommenden Signale zu sammeln und über die Notwendigkeit der einen oder anderen Aktion zu entscheiden. Es sind Neuronen, die helfen, diese Aufgabe zu bewältigen..

Jedes der Neuronen hat eine Verbindung mit einer großen Anzahl derselben Zellen, es entsteht eine Art "Web", das als neuronales Netzwerk bezeichnet wird. Durch diese Verbindung werden elektrische und chemische Impulse im Körper übertragen, die das gesamte Nervensystem in einen Ruhezustand oder umgekehrt in Erregung versetzen.

Zum Beispiel ist eine Person mit einem bedeutenden Ereignis konfrontiert. Ein elektrochemischer Impuls (Impuls) von Neuronen tritt auf, der zur Erregung eines ungleichmäßigen Systems führt. Das Herz einer Person beginnt schneller zu schlagen, Hände schwitzen oder andere physiologische Reaktionen treten auf.

Wir werden mit einer bestimmten Anzahl von Neuronen geboren, aber die Verbindungen zwischen ihnen wurden noch nicht hergestellt. Das neuronale Netz wird durch Impulse von außen allmählich aufgebaut. Neue Schocks bilden neue Nervenbahnen. Entlang dieser werden ähnliche Informationen während des gesamten Lebens übertragen. Das Gehirn nimmt die individuelle Erfahrung jedes Menschen wahr und reagiert darauf. Zum Beispiel nahm ein Kind ein heißes Eisen und zog seine Hand weg. Also hatte er eine neue neuronale Verbindung..

Im Alter von zwei Jahren wird bei einem Kind ein stabiles neuronales Netzwerk aufgebaut. Überraschenderweise beginnen diese Zellen, die nicht verwendet werden, ab diesem Alter zu schwächen. Dies behindert jedoch in keiner Weise die Entwicklung von Intelligenz. Im Gegenteil, das Kind lernt die Welt durch bereits bestehende neuronale Verbindungen und analysiert nicht ziellos alles um sich herum..

Sogar ein solches Kind hat praktische Erfahrung, die es ihm ermöglicht, unnötige Handlungen abzuschneiden und nach nützlichen zu streben. Daher ist es zum Beispiel so schwierig, ein Kind vom Stillen abzusetzen - es hat eine starke neuronale Verbindung zwischen der Anwendung auf die Muttermilch und Vergnügen, Sicherheit und Ruhe hergestellt.

Das Erlernen neuer Erfahrungen im Laufe des Lebens führt zum Tod unnötiger neuronaler Verbindungen und zur Bildung neuer und nützlicher. Dieser Prozess optimiert das Gehirn auf die für uns effizienteste Weise. Zum Beispiel lernen Menschen, die in heißen Ländern leben, in einem bestimmten Klima zu leben, während Nordländer eine völlig andere Erfahrung benötigen, um zu überleben..

Komponenten

Es gibt 5-10 mal mehr Glyozyten im System als Nervenzellen. Sie erfüllen verschiedene Funktionen: Unterstützung, Schutz, Trophäe, Stroma, Ausscheidung, Absaugung. Zusätzlich haben Gliozyten die Fähigkeit, sich zu vermehren. Ependymozyten zeichnen sich durch eine prismatische Form aus. Sie bilden die erste Schicht, die die Gehirnhöhlen und das zentrale Rückenmark auskleidet. Zellen sind an der Produktion von Liquor cerebrospinalis beteiligt und können diese absorbieren. Der basale Teil der Ependymozyten hat eine konisch abgeschnittene Form. Es wird zu einem langen, dünnen Prozess, der die Medulla durchdringt. Auf seiner Oberfläche bildet es eine Glia-Grenzmembran. Astrozyten werden durch Mehrzweigzellen dargestellt. Sie sind:

  • Protoplasmatisch. Sie befinden sich in der grauen Medulla. Diese Elemente zeichnen sich durch zahlreiche kurze Äste und breite Enden aus. Einige der letzteren umgeben Blutkapillargefäße und sind an der Bildung der Blut-Hirn-Schranke beteiligt. Andere Prozesse sind auf die Nervenkörper gerichtet und transportieren Nährstoffe aus dem Blut durch sie. Sie schützen und isolieren auch Synapsen.
  • Faserig (faserig). Diese Zellen befinden sich in der weißen Substanz. Ihre Enden sind schwach verzweigt, lang und dünn. An den Enden haben sie Verzweigungen und es bilden sich Grenzmembranen..

Oliodendrozyten sind kleine Elemente mit kurzen verzweigten Schwänzen, die sich um Neuronen und deren Enden befinden. Sie bilden die Glia-Membran. Durch sie werden Impulse übertragen. An der Peripherie werden diese Zellen Mantel (Lemmozyten) genannt. Mikroglia sind Teil des Makrophagen-Systems. Es wird in Form kleiner mobiler Zellen mit niedrig verzweigten kurzen Prozessen präsentiert. Die Elemente enthalten einen leichten Kern. Sie können sich aus Blutmonozyten bilden. Mikroglia stellt die Struktur einer beschädigten Nervenzelle wieder her.

Neuroglia

Neuronen können sich nicht teilen, weshalb argumentiert wurde, dass Nervenzellen nicht wiederhergestellt werden können. Deshalb sollten sie mit besonderer Sorgfalt geschützt werden. Die Neuroglia sind für die Hauptfunktion des Kindermädchens verantwortlich. Es befindet sich zwischen den Nervenfasern.

Diese kleinen Zellen trennen die Neuronen voneinander und halten sie an Ort und Stelle. Sie haben eine lange Liste von Funktionen. Dank Neuroglia wird ein konstantes System etablierter Verbindungen aufrechterhalten, der Ort, die Ernährung und die Wiederherstellung von Neuronen werden bereitgestellt, einzelne Mediatoren werden freigesetzt und genetisch fremde werden phagozytiert.

Somit erfüllen die Neuroglia eine Reihe von Funktionen:

  1. Unterstützung;
  2. Abgrenzung;
  3. regenerativ;
  4. trophisch;
  5. Sekretorium;
  6. Schutz usw..

Im Zentralnervensystem bilden Neuronen die graue Substanz und außerhalb des Gehirns sammeln sie sich in speziellen Verbindungen, Knoten - Ganglien. Dendriten und Axone erzeugen weiße Substanz. An der Peripherie werden dank dieser Prozesse die Fasern aufgebaut, aus denen die Nerven bestehen..

Neuronenstruktur

Plasma
Membran umgibt die Nervenzelle.
Es besteht aus Protein und Lipid
Komponenten gefunden in
Flüssigkristallzustand (Modell
Mosaikmembran): zweischichtig
Membran wird durch Lipide erzeugt, die sich bilden
Matrix, in der teilweise oder vollständig
eingetauchte Proteinkomplexe.
Die Plasmamembran reguliert
Stoffwechsel zwischen der Zelle und ihrer Umgebung,
und dient auch als strukturelle Basis
elektrische Aktivität.

Der Kernel ist getrennt
aus dem Zytoplasma mit zwei Membranen, eine
davon grenzt an den Kern und der andere an
Zytoplasma. Sie laufen beide stellenweise zusammen,
durch Bildung von Poren in der Kernhülle, die dienen
für den Transport von Substanzen zwischen dem Kern und
Zytoplasma. Die Kernsteuerungen
Differenzierung eines Neurons in sein endgültiges
eine Form, die sehr komplex sein kann
und bestimmt die Art der interzellulären
Verbindungen. Der Neuronenkern enthält normalerweise
Nucleolus.

Zahl: 1. Struktur
Neuron (modifiziert von):

1 - Körper (Wels), 2 -
Dendrit, 3-Axon, 4-Axon-Terminal,
5 - Kern,

6 - Nucleolus, 7 -
Plasmamembran, 8 - Synapse, 9 -
Ribosomen,

10 - rau
(körniges) endoplasmatisches
Retikulum,

11 - Substanz
Nissl, 12 - Mitochondrien, 13 - agranular
endoplasmatisches Retikulum, 14 -
Mikrotubuli und Neurofilamente,

fünfzehn
- Die Myelinscheide hat sich gebildet
Schwann-Zellen

Ribosomen produzieren
Elemente des molekularen Apparats für
die meisten zellulären Funktionen:
Enzyme, Trägerproteine, Rezeptoren,
Wandler, kontraktil und unterstützend
Elemente, Proteine ​​von Membranen. Teil der Ribosomen
ist im Zytoplasma frei
Bedingung ist der andere Teil beigefügt
auf die ausgedehnte intrazelluläre Membran
ein System, das eine Fortsetzung ist
Hülle des Kerns und durchgehend divergierend
Wels in Form von Membranen, Kanälen, Zisternen
und Vesikel (raues endoplasmatisches
Retikulum). In Neuronen in der Nähe des Kerns
es bildet sich ein charakteristischer Cluster
raues endoplasmatisches
Retikulum (Nissl-Substanz),
Ort der intensiven Synthese
Eichhörnchen.

Golgi-Apparat
- ein System abgeflachter Säcke oder
Tanks - hat eine innere, bildende,
Seite und außen, hervorheben. Von
die letzten Bläschen knospen,
Sekretionsgranulat bilden. Funktion
Der Golgi-Apparat in Zellen besteht aus
Lagerung, Konzentration und Verpackung
sekretorische Proteine. In Neuronen er
dargestellt durch kleinere Cluster
Tanks und seine Funktion ist weniger klar.

Lysosomen sind Strukturen, die in einer Membran eingeschlossen sind, nicht
eine konstante Form haben, - Form
internes Verdauungssystem. Haben
Erwachsene in Neuronen werden gebildet
und akkumulieren Lipofuscin
Granulat aus Lysosomen. VON
sie sind mit Alterungsprozessen verbunden, und
auch einige Krankheiten.

Mitochondrien
haben eine glatte Außenseite und gefaltet
innere Membran und sind die Stelle
Synthese von Adenosintriphosphorsäure
(ATF) - die Hauptenergiequelle
für zelluläre Prozesse - in einem Zyklus
Oxidation von Glukose (bei Wirbeltieren).
Die meisten Nervenzellen sind frei von
Fähigkeit, Glykogen (Polymer) zu speichern
Glukose), was ihre Abhängigkeit erhöht
in Bezug auf Energie aus Inhalt in
Blutsauerstoff und Glukose.

Fibrillär
Strukturen: Mikrotubuli (Durchmesser
20-30 nm), Neurofilamente (10 nm) und Mikrofilamente (5 nm). Mikrotubuli
und Neurofilamente sind beteiligt an
intrazellulärer Transport von verschiedenen
Substanzen zwischen Zellkörper und Abfall
schießt. Mikrofilamente gibt es zuhauf
bei wachsenden Nervenprozessen und,
scheinen Bewegungen zu kontrollieren
Membran und die Fließfähigkeit des Untergrunds
Zytoplasma.

Synapse - funktionelle Verbindung von Neuronen,
durch welche Übertragung erfolgt
elektrische Signale zwischen Zellen. Der Schlitzkontakt sorgt für
elektrischer Kommunikationsmechanismus zwischen
Neuronen (elektrische Synapse).

Zahl: 2. Struktur
synaptische Kontakte:

und
- Spaltkontakt, b - chemisch
Synapse (modifiziert von):

1 - Zusammenhang,
bestehend aus 6 Untereinheiten, 2 - extrazellulär
Raum,

3 - synaptisch
Vesikel, 4 - präsynaptische Membran,
5 - synaptisch

Schlitz, 6 -
postsynaptische Membran, 7 - Mitochondrien,
8 - Mikrotubuli,

Die chemische Synapse unterscheidet sich in der Ausrichtung der Membranen in
Richtung von Neuron zu Neuron das
manifestiert sich in unterschiedlichem Maße
Dichtheit zweier benachbarter Membranen und
das Vorhandensein einer Gruppe kleiner Vesikel in der Nähe der synaptischen Spalte. Eine solche
Struktur bietet Signalübertragung
durch Exozytose des Mediators aus
Vesikel.

Synapsen auch
klassifiziert nach ob,
woraus sie bestehen: axosomatisch,
axo-dendritisch, axo-axonal und
dendro-dendritisch.

Dendriten

Dendriten sind baumartige Erweiterungen am Anfang von Neuronen, die dazu dienen, die Zelloberfläche zu vergrößern. Viele Neuronen haben eine große Anzahl von ihnen (es gibt jedoch auch solche, die nur einen Dendriten haben). Diese winzigen Projektionen empfangen Informationen von anderen Neuronen und übertragen sie als Impulse an den Körper des Neurons (Soma). Der Kontaktort von Nervenzellen, über den Impulse auf chemischem oder elektrischem Wege übertragen werden, wird als Synapse bezeichnet.

Dendriteneigenschaften:

  • Die meisten Neuronen haben viele Dendriten
  • Einige Neuronen haben jedoch möglicherweise nur einen Dendriten
  • Kurz und stark verzweigt
  • Beteiligt sich an der Übertragung von Informationen an den Zellkörper

Das Soma oder der Körper eines Neurons ist der Ort, an dem sich Signale von Dendriten ansammeln und weiter übertragen werden. Das Soma und der Kern spielen keine aktive Rolle bei der Übertragung von Nervensignalen. Diese beiden Formationen dienen eher dazu, die lebenswichtige Aktivität der Nervenzelle aufrechtzuerhalten und ihre Effizienz aufrechtzuerhalten. Der gleiche Zweck wird von Mitochondrien erfüllt, die Zellen mit Energie versorgen, und vom Golgi-Apparat, der Abfallprodukte von Zellen außerhalb der Zellmembran entfernt..

Axonhügel

Der axonale Hügel - der Abschnitt des Somas, von dem das Axon abweicht - steuert die Übertragung von Impulsen durch das Neuron. Wenn der Gesamtsignalpegel den Schwellenwert des Hügels überschreitet, sendet er einen Impuls (bekannt als Aktionspotential) über das Axon zu einer anderen Nervenzelle..

Axon

Ein Axon ist ein verlängerter Prozess eines Neurons, der für die Übertragung eines Signals von einer Zelle zur anderen verantwortlich ist. Je größer das Axon ist, desto schneller überträgt es Informationen. Einige Axone sind mit einer speziellen Substanz (Myelin) beschichtet, die als Isolator fungiert. Mit Myelin beschichtete Axone können Informationen viel schneller übertragen.

Axoneigenschaften:

  • Die meisten Neuronen haben nur ein Axon
  • Beteiligt sich an der Übertragung von Informationen aus dem Zellkörper
  • Kann oder kann nicht eine Myelinscheide haben

Terminalzweige

Am Ende des Axons befinden sich Endverzweigungen - Formationen, die für die Übertragung von Signalen an andere Neuronen verantwortlich sind. Synapsen befinden sich am Ende der Endzweige. In ihnen werden spezielle biologisch aktive Chemikalien - Neurotransmitter - verwendet, um ein Signal an andere Nervenzellen zu übertragen.

Tags: Gehirn, Neuron, Nervensystem, Struktur

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Die menschliche Physiologie ist in ihrer Kohärenz bemerkenswert. Das Gehirn ist zur größten Schöpfung der Evolution geworden. Wenn wir uns einen Organismus in Form eines gut koordinierten Systems vorstellen, dann sind Neuronen Drähte, die ein Signal vom Gehirn und zurück übertragen. Ihre Zahl ist riesig, sie schaffen ein einzigartiges Netzwerk in unserem Körper. Jede Sekunde passieren Tausende von Signalen. Dies ist ein erstaunliches System, das nicht nur dem Körper das Funktionieren ermöglicht, sondern auch den Kontakt mit der Außenwelt..

Ohne Neuronen kann der Körper einfach nicht existieren, deshalb sollten Sie sich ständig um den Zustand Ihres Nervensystems kümmern

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