Нейроны: структура, функции и роль в нервной системе¶

Нейрон — основная структурно-функциональная единица нервной системы, специализированная клетка, предназначенная для приёма, обработки и передачи электрических и химических сигналов. Нейроны составляют основу нервной ткани и обеспечивают работу головного и спинного мозга, периферических нервов и ганглиев. Число нейронов в нервной системе человека оценивается в 80—100 миллиардов, при этом каждая клетка может образовывать до нескольких тысяч синаптических контактов с другими нейронами.

¶Строение

Типичный нейрон состоит из трёх основных частей: тела (сомы), дендритов и аксона.

• Тело клетки (сома) содержит ядро и органеллы; в нём происходит синтез белков и поддержание жизнедеятельности клетки.
• Дендриты — короткие ветвящиеся отростки, принимающие сигналы от других нейронов через синапсы. Их поверхность покрыта рецепторами.
• Аксон — один длинный отросток, по которому нервный импульс проводится к другим клеткам. У большинства нейронов аксон покрыт миелиновой оболочкой, ускоряющей проведение сигнала. Разрывы в миелине называются перехватами Ранвье.

По строению и функции нейроны делятся на три класса:

¶Физиология нервного импульса

В покое мембрана нейрона имеет отрицательный заряд внутри относительно снаружи — это так называемый потенциал покоя (около −70 мВ). При раздражении мембрана возбуждается: открываются ионные каналы, ионы натрия входят внутрь, что приводит к деполяризации и генерации потенциала действия. Потенциал действия распространяется по аксону без затухания и передаётся на следующую клетку через синапс.

Синапс — специализированный контакт между нейронами (или нейроном и мышечной клеткой). При прохождении импульса к синапсу из пресинаптической клетки высвобождаются нейромедиаторы — ацетилхолин, дофамин, серотонин, норадреналин, ГАМК, глутамат и другие. Медиатор связывается с рецепторами постсинаптической мембраны, вызывая возбуждение или торможение.

¶Классификация по форме

Морфологически нейроны делятся на:

• Биполярные — два отростка (пример: нейроны сетчатки).
• Мультиполярные — один аксон и множество дендритов (большинство нейронов ЦНС).
• Псевдоуниполярные — один отросток, расходящийся на два (сенсорные нейроны ганглиев).
• Униполярные — редкий тип с одним отростком.

¶Роль в нервной системе

Нейроны образуют сложные сети, в которых обработка информации основана на принципах возбуждения и торможения, а также на пластичности синапсов — способности усиливать или ослаблять связи в зависимости от активности. Именно пластичность нейронных сетей лежит в основе обучения и памяти.

В центральной нервной системе нейроны объединены в ядра, кору, слои и другие структуры. В периферической нервной системе их тела сосредоточены в ганглиях, а аксоны формируют нервы. Помимо нейронов, в нервной ткани присутствуют глиальные клетки, обеспечивающие метаболическую поддержку, изоляцию аксонов и участие в синаптической передаче.

¶Нейродегенеративные заболевания

Нарушение структуры или функции нейронов лежит в основе ряда заболеваний: болезнь Альцгеймера (потеря нейронов и синапсов в коре и гиппокампе), болезнь Паркинсона (гибель дофаминергических нейронов в чёрной субстанции), боковой амиотрофический склероз (дегенерация моторных нейронов), рассеянный склероз (разрушение миелиновой оболочки). Изучение механизмов гибели нейронов является активной областью нейробиологии и медицины.

¶История

Нейрон как отдельная клеточная единица нервной системы был описан в конце XIX века. Основу современного представления сформулировала нейронная доктрина, связанная с именами Сантьяго Рамона-и-Кахала, Камилло Гольджи и Луиджи Гальвани. Рамон-и-Кахал в 1906 году получил Нобелевскую премию по физиологии или медицине совместно с Гольджи за исследования структуры нервной системы. Термин «нейрон» ввёл в 1891 году Рихард Альтман.

¶Источники

• Гайтон А. К., Холл Дж. Э. Медицинская физиология.
• Косицын Н. С. Морфология нервной системы.
• Кandel Э. Р. Принципы нейронауки.
• Биологический энциклопедический словарь.