Нейрон как структурная и функциональная единица ЦНС

В ЦНС имеются два основных типа клеток: нейроны и клетки нейроглии.

Функция глиальных клеток ЦНС состоит в обеспечении ионного гомеостаза межклеточной среды. Шванновские клетки обеспечивают опорную функцию на периферии. Во время возбуждения из нейрона выходят катионы калия, входят катионы кальция и натрия.

В связи с малым объемом внеклеточной жидкости (в ЦНС ширина межклеточных контактов составляет около 15 нм, что меньше синаптической щели химического синапса ) возможно изменение внеклеточной концентрации ионов и, что особенно важно, возрастание концентрации калия. Возрастание концентрации калия привело бы к стойкой деполяризации мембраны нейрона и изменению его функций.

Глиальные клетки связаны между собой электрическими синапсами. При увеличении концентрации внеклеточного калия часть клеток глии деполяризуется и возникает разность потенциалов между ними и соседними клетками. Деполяризующий ток обеспечивает поглощение катионов калия ( калиевая проницаемость мембраны глеток глии высокая ) и стабилизацию его внеклеточной концентрации. Тем самым они выступают буфером для калия.

Строение нейрона. Нейрон состоит из тела клетки ( сомы) и отростков ( один аксон и один или несколько дендритов ) (рис. 30). По количеству отростков нейроны бывают униполярные ( один отросток), биполярные ( два отростка ) и мультиполярные.

Функция тела клетки по отношению к отросткам – трофическая. Доказательством служат опыты с перерезкой периферических нервов, когда происходит дегенерация периферического конца и регенерация центрального.

Электрофизиологические особенности мембраны тела нервной клетки во многом связаны с натрий-кальций – калиевой природой потенциала действия. В связи с активацией кальциевых каналов продолжительность потенциала действия может быть много больше, чем ПД аксона. Для нервных клеток выражены следовые потенциалы ( следовая де- и гиперполяризация). Некоторые нейроны могут без внешнего воз- действия генерировать деполяризацию – обладают спонтанной активностью.

На теле клетки образуют множество синапсов другие нейроны. Здесь происходит пространственная и временная суммация возбуждающих и тормозных постсинаптических потенциалов или анализ информации поступающей от других нейронов и с периферии.

В результате суммации возникает конечный потенциал мембраны сомы. Если это деполяризапция, то нейрон находится в состоянии возбуждения и может генерировать потенциалы действия.

Если это гиперполяризация – то нейрон находится в состоянии торможения. Наиболее возбудимой частью нейрона является аксональный холмик – начальный сегмент аксона. На нем генерируются потенциалы действия, адресуемые на периферию или к другим клеткам.

Возбуждение нейрона проявляется в его импульсной активности, генерирации пачек потенциалов действия. Частота потенциалов действия определяется величиной деполяризации аксонального холмика. Продолжительность импульсации нейрона зависит от длительности деполяризации.

Функция дендритов состоит в передаче информации к телу клетки (связь с другими нейронами и афферентация с периферии). Функция аксона состоит в проведении возбуждения на периферию.

Важной функцией аксона является аксонный транспорт. Центробежно (от клетки) переносятся митохондрии, белки, медиатор. Ретроградно  к телу клетки) происходит транспорт ацетилхолинэстеразы, минуя гематоэнцефаллический барьер переносятся вирусы полиомиэлита и герпеса, столбнячный токсин.

Функции нейронов: афферентная (восприятие сигналов от других нервных клеток, из внешней и внутренней среды), эфферентная (гене- рация потенциалов действия, адресуемых на периферию или к другим нервным клеткам), интегративная (обработка поступающей информации). Соответственно преобладанию выполняемой функции нейроны делятся на афферентные, эфферентные и вставочные.

Связи между нейронами. Осуществляются посредством синапсов. В ЦНС распространены как химические, так и электрические синапсы. Существуют и смешанные, имеющие характерные черты и тех, и других. Синапсы объединяют нейроны в нейронные ансамбли. Для ЦНС характерен широкий спектр синапсов и медиаторов: АХ, НА, ГАМК, АТФ, дофамим, серотонин, пептиды и т.д.

Функционально делятся на тормозные и возбуждающие. В зависимости от свойств рецепторов постсинаптической мембраны они могут вызывать как процесс возбуждения, так и процесс торможения ( взаимодействие НА с альфа адренорецепторами вызывает деполяризацию или возбуждение, а взаимодействие с бетта рецепторами – гиперполяризацию или торможение ). При этом сохраняется справедливость принципа Дейла, согласно которому одним нейроном выделяется один медиатор.