Strukturna in funkcionalna organizacija živčnega sistema in njegovo vlogo v zobobol

Da bi razumeli, kaj so funkcije možganov, kar potrebujete, da jasno razumeti, od tistega, kar enote je živčni sistem.

Osnova sodobnih idej o zgradbi in delovanju centralnega živčnega sistema je nevronska teorija glede na možgane kot posledica funkcionalne združenja ločenih celičnih elementov - nevronov.

človeški možganska skorja vsebuje približno 25 milijard teh celic.

6 nevrona lastnosti - Leta 1834 je španščina neurohistology Ramon y Cajal načelo živčnim tkivom osnovnih enot (nevronov), ki ima neodvisen pomen v anatomski, genetskih, funkcija, trofičnih, patoloških in vedenjsko sense spremembe. Od takrat študije centralnega in perifernega živčnega sistema, nevronska teorija Cajal je dobro znano.

Živčni sistem ima precej zapleteno strukturo. Njegova sestava, poleg živčnih vhodi živčnih vlaken in nevroglija. Nevroni so osnovni strukturni in funkcionalni del živčnega sistema.

Neuron - živec celic s procesi, ki se razlikuje po velikosti, obliki in številu. Nevron je specializirana v obsegu, ki je bil sposoben sprejeti neke vrste signalov, ki ustrezajo posebnih signalov, da izvede draženje in hkrati ustvariti posebne stike z drugimi nevroni, efektorjev ali receptor. V vsakem živčne celice lahko razdelimo v štiri osnovne elemente: telo (Soma), dendriti, aksonov in presinaptične koncu aksonov. Vsak od njih opravlja določeno funkcijo.

nevron telo vsebuje različne znotrajcelične komponent (jedro, ribosomov, lizosome, Endoplazemski Retikulum, Golgi napravi, mitohondriji), potrebne za uspešno delovanje celotne celice. Telo prekrita z membrano večini nevronov sinaps. Tako telo nevrona igra pomembno vlogo pri zaznavanju in integracijo signalov iz drugih nevronov. Iz celice telesa in dendriti izvirajo in akson.

Dendriti - razvejani drevo podobni izrastki iz telesa celice - so konvergentna sistem zbiranja podatkov, ki pride do njih ali preko sinaps od drugih nevronov, ali neposredno iz okolja.

Membrana vsebuje veliko število dendriti proteinskih molekul, ki opravljajo funkcijo kemijske receptorja, ki ima specifično občutljivost nekaterim kemikalijam. Te snovi so vključene v signalne od celice do celice in posredovanje sinaptične vzbujanje in inhibicijo.

Aksonov (nevritov), ki predstavljajo osevotsilindrichesky dolgo sam proces, specializirani akcijskega potenciala (živčnih impulzov) na dolge razdalje. Calibre akson je običajno neposredno sorazmerna z njeno fiziološko funkcijo in namen. Aksona vsebuje posebno izobraževanje (sinaptičnih mehurčkov), ki vsebuje kemičnih mediatorjev (atsetilho-lin) in presinaptične terminalov.

Število in vrsta postopkov izhajajo iz celičnega telesa lahko precej razlikujejo. V skladu s tem so nevroni razdeljen na unipolarne, psevdounipolyarnye, bipolarne ali večpolarnem. Slednji so še posebej značilne CNS.

Glede na funkcijo, obstajajo tri osnovne vrste nevronov: dovodni (senzorično), Intercalary (internuntsial-nye) in efferent (motorna). Primarni dovodni nevroni sprejema signale, ki izhajajo iz terminalov receptor čutili in jih izvajajo v centralnem živčnem sistemu.

Vstop v postopkih za zaprtje osrednje živčevje primarni dovodni nevronov vzpostavijo sinaptične stike z interkalarne, in včasih neposredno efferent nevronov. Intercalary nevroni zagotoviti povezavo med aferenta in efferent nevronov.

Efferent aksoni nevronov (npr motorna nevroni v hrbtenjači), so daleč preko centralnega živčnega sistema in Poživite skeletnih mišic Veliko efferent nevroni oddajajo signale, s pomočjo drugih živčnih celic.

Ti vključujejo različne možganskih nevronov, aksoni katerih so sestavljeni iz dolgih določene padajoče trakta v hrbtenjači. Ta - motorno lupina piramidastih celice rubrospinalnye, reticulospinal in vestibulos-pinalnye nevroni impulzi iz katerih prihaja do spanja-rodne motonevronov.

nevronalne tvorita živčnih vlaken. Glede na to, ali imajo plast mielin, jih delimo na unmyelinated (ne-mesnatega) in mielin (kaše svetu). Mielinskega vlaken vsebuje aksialno valja, razširitev aksona nevronov in Schwannovih plast mielinske ovojnice. Aksialno valj sestoji iz axoplasm in nevrofibrilarnih ki igrajo pomembno vlogo pri regeneraciji živčnih vlaken.

Mijelinski tulec

Mielinske ovojnice (vsebuje visok odstotek holesterola), ki obdaja os valja, ni stalen, ampak se prekine v rednih časovnih presledkih v ranvierov zažetek. Izvencelično srednje namesto ranvierov zažetek je ločen od okoliškega prostora stalno kleti membrano, vrže čez območje prestrezanje. Mijelinski pomaga povečati hitrost živčnih impulzov (Bunge R.P., 1968).

Zaradi prisotnosti mielina v kraju lokacije Ranvier pojavljajo najdbe bioelektrične tokove. Delujejo na precejšnjo oddaljenost, t.j. za prestrezanje naslednjo lokacijo. Mielinske ovojnice "omejuje pojavljanjem tokovi" razmnoževalni okoli Mielinizirana vlakna so del tako imenovanih "somatskih" non-mesnatimi - v avtonomni živčni sistem.

Nevroglija. Živčne celice običajno so obdani s podpiranjem celice, imenovane glia. Glialne celice so številnejši kot nevroni, in predstavljajo skoraj polovico obsega centralnega živčnega sistema. Glialne celice od nevronov ločimo intercelularno reža (vmesni prostor) širino 15-20 mm. Intersticijski prostor zavzema 12-14% celotnega volumna možganov.

Glialne celice podpirajo in zaščitna naprava za nevrone. Poleg tega, da opravljajo funkcije presnove. Razlikovati je treba med makro in microglia. Po drugi strani pa macroglia sestavljen iz astrocitov glije in oligodendroglialne. Astrotsitar Nye glia - sincicijski sestava, sestavljena iz velikih mnogootrostchatyh astrocitov.

Procesi, tvorita grede, med katerimi so živčne celice. Porazdelitev astrocitov v centralnem živčnem sistemu na splošno uniformi, ampak v beli snovi, se nahaja nekaj manj. Kajti astrocitov označen s številnih postopkih, ki so kot žarki segajo od celičnega telesa. Oligodendrogliomih opravlja podporno funkcijo predvsem za procese nevronov, ki jih spremljajo vse do končnih naprav.

Oligodendrocitov sta siva in bela zadeva. Tam so razporejeni v vrstah med živčnih vlaken, ki tvorijo njihovi postopki mielinske ovojnice živcev (interfastsikulyarnaya oligodendrogliom). Microglia (glia Hortega) je najmanjši element CŽS glialnih Njena manjša kot astrocitov in oligodendroglia. Sestoji iz majhnih celic procesa pride okoli nevronov. Ob visoko mobilnost in sposobnost za fagocitozo, Microglia je zaščitna (varuh) funkcijo v centralnem živčnem sistemu. Znano je, da aktivira microglia močno zlasti pri tistih bolezenskih stanj, kjer obstaja močna razpad živčnega tkiva.

Osnova za delovanje možganov, so mehanizmi za prenos električnih signalov od nevrona do nevrona preko medceličnih povezav - sinaps. Koncept sinapse (specializirani stik med nevroni), uveden leta 1906, angleški fiziolog Charles Sherringtona. Trenutno obstajajo kemične in električne sinapse.

Električni sinapse (efansy) se nahajajo v mnogih tkivih (nevronov, miokard, gladkega mišičja), in označen z električnim prenosom akcijskega potenciala, saj je membrana sosednjih celic ima tesne spoje z nizko električno odpornost. Vendar kemične sinapse z mehanizmom prenosnega predstavljajo velik del CNS sinaptični aparata ljudi.

Kemijsko sinapse je kompleksna strukturna in funkcionalna tvorba v kateri razlikovati presinaptične in postsinaptičnem elementov. Presinaptične element navadno nahaja na koncu aksona zdi kot nekakšna odebelitve - sinaptičnih plakov vsebujejo vezikle s posebnimi kemikalij (npr acetilholina). Pod vplivom dražljaja acetilholina (Ach) sprosti iz veziklov in v sinaptični reži, skozi katero nastopa na postsinaptičnem receptorje elementu, ki jih povzročajo električni akcijskega potenciala in s tem transsynaptic signalizacije.

V sinaptični razcepljenim območju, je tudi sistem encimska ki inaktivira nevrotransmiterja po izvajanju ukrepov in s tem omogoča hiter povratek postsinaptične membrane v "stanju pripravljenosti". Zlasti, kot encim za acetilholina je acetilholinesterazo, ki je na večini presinaptične membrane.

Poleg acetilholin obstajajo drugi mediatorji sodelujejo pri transsynaptic prenosu signalov, vključno adrenalin, noradrenalin, serotonin, histamin, GABA itd torej v živčnem sistemu ima izobraževalne prevladuje nevronov z določeno vrsto posredovalec sinaptični prenos, tj .: holinergičnih nevronov, adrenergične, noradrenergičnih, serotoninergične, gistaminergiches-Kie, GABAergic itd

Znano je, da so holinergičnih nevronov ne več kot 10%. Do sedaj, lahko le pravi holinergični nevroni z veliko verjetnostjo mogoče pripisati le motonevronov hrbtenjače. Glavnino adrenergičnih nevronov v centralnem živčnem sistemu se nahaja v bazalnih ganglijih (Nigro-Striatalno sistem). To - tako imenovani "dopaminergični sistem."

Telesni noradrenergičnih nevronih, ki se nahajajo predvsem v stranskem delu tvorbo mrežastim za podaljšana hrbtenjača in most, ki tvori dvigovanje in spuščanje pot. Veliko število teh nevronov - v hipotalamusu. Dokazano je, da centralne noradrenergičnih nevroni Poživite na gladke mišice krvnih žil v možganih.

Body serotoninergična nevroni, ki se nahajajo predvsem v možganskem deblu. So del hrbtnih in središčnih jeder šiv podaljšana hrbtenjača. Njihovi dolgi aksoni pridejo v skoraj vseh CNS. Vendar pa je največja koncentracija živčnih končičev opaziti v hipotalamusu. Serotoninergična nevroni so povezani z mehanizmi termoregulacije, spanja, ekstrapiramidnimi motoričnih sposobnosti in nekatere duševne vpliva.
Razmeroma velike količine histaminergičnimi nevronov prisoten v corpus pineale.

Nevroni vsebujejo MHA K, GABA-Ergić, so v mnogih struktur možganov, npr v možganski skorji, male možgane, limbični strukture baze možganov jedra hrbtenjače. Vendar pa je največja koncentracija teh nevronov v srednjih možganov. GABAergic nevroni imajo inhibitorne učinke na centralni živčni sistem. Kršenje sinteze GABA vodi do motenj delovanja možganov kaže psihodvigatelnym vzbujanje, zmanjšajo prag napada in krče.

Omenjene snovi, ki spadajo v "klasičnih" mediatorjev. Medtem, nedavno odkrili in študiral intenzivno skupinski skupino snovi tvorijo neprekinjeno v živčnem sistemu in vlogo kot pomembni mediatorji ali modulatorji (to, sredstev, ki spreminjajo funkcija se mediatorji). Te snovi, v nasprotju s klasičnimi majhna molekula mediatorjev so peptidi in se imenujejo nevropeptidov.

Zanimivo je, da so mnogi neuropeptidi proizvaja ne le v centralnem živčnem sistemu, temveč tudi v drugih tkivih. So izločajo intestinalne endokrine celice, nevroni iz avtonomnega živčnega sistema, različne nevronih centralnega živčnega sistema.

Nekateri nevrotransmiterji so res nevropeptid, ki deluje na postsinaptične membrane celic, drugi so šteti nevrosekretornega snovi, ki se sproščajo iz živčnih končičev v krvnem obtoku, s tem ciljnih organov.

Od Največ zanimanja sta dve skupini nevropeptidov - endorfini in enkefaline, je analgetik in morfija podobne lastnosti. Vsebnost teh snovi v možganih poveča s hrano, poslušanje nežno glasbo ali počne karkoli, izpolnjuje, delo. V zvezi s podobnimi lastnostmi imenujemo endogene opioide.

V študijski skupini opija alkaloidov akcijske mehanizme, morfij in podobno To je pokazala obstoj na površini membrane nevronov specifičnih receptorjev, ki so občutljivi na te snovi njej. Jasno je, da prisotnost opioidnih receptorjev v človeškem telesu predvideva obstoj endogenega, proizvedenih v samem živčevju snovi - enkefalini in endorfini.

V1931 z Euler in Geddum najdemo v ekstraktih iz možganov neuropeptida prvi - snovi P. V nadaljnji dodeljenih več kot 30-peptida, ki ima sposobnost, da deluje na opioidne receptorje. Naraven rastlinski alkaloidi - opiati - slučaj z endogenih opioidov. Še več, celo enako strukturo snovi in njihovega delovanja se kaže ko so ti izpostavljeni opioidne receptorje v nevronih.

Vendar pa je naključje od mehanizmov delovanja rastlinskih opiatov in endorfinov osebi dovoljeno doseči jasnost glede izvora odvisnosti in boju proti njej. Občutek užitek, ki nastane pri aktiviranju opioidne receptorje v centralnem živčnem sistemu se lahko pojavi tudi pri povišani sproščanje endorfina in na uporabo drog - morfin in heroin. Ko je ta razlika je predvsem v tem, da ko je sprejem nezdružljivo drog močan stimulacije opioidne receptorje, ki ga spremlja subjektivni zelo prijeten občutek.

Ponavljajoče sprejemi opiati pojavi presnovno reorganizacijo nevronov - morda izgubijo sposobnost normalne sinteze lastnih endorfinov. Zato je po ukinitvi zdravila, ko je prišlo do okvare neurosecretion endorfini, stanje centralnega živčnega sistema je taka, da je bolnik brez uvedbe naslednji del zdravila doživeli hudo nelagodje. Tam je fizično odvisnost.

Menijo, da je odvisnost od alkohola posledica istih razlogov. Vendar pa v tem primeru alkohola, nasprotno, spodbuja endorfini neurosecretion. Morda alkoholiki so ljudje, ki so znižana začetno delovanje opioidov sistema. Torej, to je treba uporabiti vsakdanje hpnye njeno stimulacijo.

Analgetik učinek endogenih opioidov je lahko posledica dejstva, da zavira sproščanje iz živčnih končičev klasične nevrotransmiterjev, ki so odgovorni za nastanek in prenos bolečinskih signalov. Kakorkoli že, endorfini in enkefaline so prisotna v izobilju posteriorni rog hrbtenjače, tj kjer je sestavljena iz senzoričnih poti. V študiji opioidov nevrotransmiterjev označene snov selektivno blokira opioidne receptorje. Uporabljajo se za nadaljnje preučevanje nevrotransmiterjev, kot tudi za praktično uporabo, če je to potrebno, da se prepreči vezavo opiatov in opioidov z tarčne celice.

Ena izmed najbolj raziskanih blokatorji - nalokson, ki se uporablja zlasti za boj proti prevelik odmerek drog v terapiji anti-šok. Obstaja veliko drugih snovi, ki lahko vplivajo na sinapse, spreminja svojo funkcionalno stanje. Glede na to, da je transnevronska Spojina najbolj občutljiv na kemičnim, lahko sklepamo, da je vsaka biološko aktivna snov, kadar se vnašajo telesa bo primarno vplivajo na interakcijo teh porcij celic. Na primer, številna zdravila za zdravljenje duševnih motenj ("anksioznost, depresija, itd), to vpliva na kemične prenos v sinapsah.

Veliko pomirjevala in sedativi (antidepresiv imipramin, reserpin, inhibitorjev monoamin-oksidaze, in drugi.) Delujejo njihov terapevtski učinek z vzajemnim delovanjem z nevrotransmiterjev, njihovimi receptorji na postsinaptičnem ali presinaptične membrane ali ločenih encimi. Torej, zaviralci monoaminooksidaze inhibirajo encim udeležen pri razgradnji adrenalina in noradrenalina in ima terapevtski učinek na depresijo, povečanje časa delovanja teh mediatorjev.

Halucinogeni, kot so LSD ali meskalina reproducira učinek vseh možganskih nevrotransmiterjev ali zavirajo učinke drugih mediatorjev, kot je prikazano zgoraj za opioidi. Strupi za živali (kače, Škorpijoni, itd) lahko blokira sproščanje mediatorjev in občutljivost receptorjev postsinaptičnem membrane. Na primer, lahko curare strup popolnoma blokirajo dojemanje acetilholina končni plošči, povzroča mišice pogodbe preneha kljub nevrotransmiter sprosti iz motonevronov, ki temelji na uporabi curare analognih (tubokurarin) v kirurgiji o izločitvi in sprostitev mišic.

Osnovni mehanizmi sinaptični prenos - podajalni člen v sinaptični živčnega impulza plaka, kar vodi do depolarizacije v presinaptične membrane ter povečati prepustnost s kalcijevimi ioni. Vhodni kalcijevi ioni znotraj nevrona spodbujanje fuzijo sinaptičnih veziklov v presinaptične membrano in izstop iz celice (eksocitoze), pri čemer je mediator spada v sinaptični reži.

Mediator molekule difundirajo skozi reže v (čas gibanju je 0,5 ms) in se vežejo na receptorje, ki se nahajajo na postsinaptičnimi membrana sposobnost prepoznavanja posebne mediator. Po vezavi molekule receptorja za posredovanje svojo konfiguracijo spremeni, kar vodi do sprememb v prepustnosti celičnih membran za ione, ki povzročajo njen depolarizacijo ali hyperpolarization glede na naravo in strukturo molekule aktivne nevrotransmiterjev receptorja.

Ekscitatornih sinapse pod vplivom posrednika (npr acetilholina) pri specifičnih membranskih natrijevih kanalov odprtih in natrijevih ionov hiti v celico, v skladu z njegovim koncentracijski gradient. Rezultat je depolarizacija postsinaptičnem membrane, imenovano ekscitatorni postsinaptični potencial (EPSP). EPSP amplituda se spreminja postopoma v skladu s porcij (fotoni) iz presinaptične nevrona posrednika.

Enotni EPSP ne more povzročiti prag depolarizacija, vendar je potrebno za nastanek razmnoževalni akcijskega potenciala. Vendar depolarizing učinke številnih dodanih EPSPS (seštevanjem). Tako več EPSP pojavljajo hkrati v različnih sinaps nevronov lahko skupaj vodijo do depolarizacije, zadostuje za vzbujanje akcijskega potenciala in njegovo širjenje v postsinaptičnem nevronu (prostorsko seštevanja).

Hitro ponavljanje sproščanje nevrotransmiterjev veziklov do istih plakov pod vplivom sinaptični intenzivnimi dražljaji povzročijo individualno EPSP ki pogosto sledijo druga drugi, da so njihovi učinki seštevajo tudi tvorbo postsinaptični nevron razmnoževalni akcijski potencial (AP) - časovna seštevanja. Tako lahko živčnih impulzov pride v postsinaptičnem nevronu kot posledica šibkega stimulacijo več povezana nevronov presinaptične ali kot posledica dokaj pogosta stimulacijo presinaptične nevrona.

V sproščanja mediatorjev inhibitorna sinapse povečuje prepustnost membrane ni za natrijeve ione, in kalija in klora ionov. Hitra prevoz kalija iz celice, in klora v notranjosti - koncentracijskem gradientu olajšuje membranski hyperpolarization - inhibitorni postsinaptični potencial (IPSP). Mediatorji sami ne morejo imeti ekscitatorni ali zaviralne lastnosti.

Tako acetilholin ima ekscitatornega učinek na živčno-mišičnega stika, vendar je inhibicija vzrok srčne mišice občutljive tkiva in visceralnih mišic. Vse je odvisno od molekularnih lastnosti receptorja in membran, vključno - nekateri ioni se ustvari dogodke opisane zgoraj.

Glede na interakcije interneuronal osnovno funkcijo v prenos signalov od celice do celice, je treba opozoriti, število sinaptičnih vzorcev prenosa.

Glavni med njimi so:
1) postopnost. Nevrotransmitor na postsinaptičnem membrane povzroči nastanek postsinaptičnem potenciala, ki je lahko različno amplitudo in pasivno (electrotonically) razprši postsinaptični membrano jo depolarizing. Če depolarizacija doseže določeno mejno vrednost (kot s količino dohodnega mediator določena), nato postsinaptičnem membrana akcijski potencial zgodi, in brez aktivno dušenje prenosljiv skupaj postsinaptičnem živca;

2) za oddajanje enemu. Sprostitev nevrotransmiterja iz presinaptične membran in lokalizacija receptorje v postsinaptičnem membrane omogočajo prenos živčnih signalov v samo eni smeri - od pred- do poststrukturu ki zagotavlja zanesljivo delovanje živčnega sistema;

3) Prilagoditev. Če je znesek ustvarjenega stalno stimulacijske nevrotransmiter v sinapse se bo zmanjšala, dokler so njegove rezerve niso izčrpani. S takšno utrujenosti sinapse dodatno signalizacijo preneha. Prilagodljivi utrujenost vrednost sinapse je, da preprečuje poškodbe efektor (drugi nevron, mišice, žleze), zaradi prevelikega;

4) integracije. Postsinaptični nevron lahko sprejema signale iz različnih presinapticno nevrona (sinaptični konvergenca), ki jih seštevek. Zaradi prostorske seštevanja nevrona združuje signale iz različnih virov in zagotavlja usklajen odziv, in čas vam omogoča, da filtrirate vsota šibke impulze v ozadju, preden pridejo v možgane. Na primer, receptorji v koži, oči, ušesa neprestano sprejema signale iz okolja, ki ni posebno pomembno za živčni sistem-za to je samo pomembne spremembe intenzivnosti spodbud, ki vodijo do povečanja frekvence pulza, ki bodo ob prihodu na mejno vrednost opravljanja njihovega prenosa prek sinapse in ustrezen odziv .

Funkcija živčne celice je ustvariti vzbujanje, svoj delež in v končni fazi prenosa na druge celice (živčni, mišični žlezami), tj efektorji. Načela prenosa in interakcije med nevroni, je treba končati glavni funkcionalni namen nevronov - Ustvarjanje in izvedba vzbujanje, t.j. bioelektrične procese v nevronih.

In mehanizmi prevajanja impulzov v nevronov izkazal po poskusih na velikanski lignji aksonov. Večja debelina aksonov (okoli 1 mm) omogoča, da se neposredno merjenje ionsko sestavo axoplasm, membranski stroške nevrona in tokove, ki izhajajo iz vzbujanje celic. Če vzamemo dve elektrodi, eden od njih so dani na površini nevronov (v pralno tekočino) in drugi mikroelektrodo (konico kozarcu 0,5 mm v premeru) skozi plazemsko membrano skleniti aksona bo merilni sistem pokaže prisotnost potencialne razlike med dvema elektrodama.

Ta razlika se imenuje počiva potencial (GD), in je v vseh organizmih proučevanih 65-70 mV. Tako je med zunanje in notranje strani membrane je potencialna razlika, pri čemer je notranja stran negativen naboj glede na zunanjo površino. Senzorično celice, nevrone in mišična vlakna te velikosti in usmeritve se lahko spremeni, ko so navdušeni, da te celice in imenuje razdražljivi tkivo.

Počitek potencial nevronov je konstantna, dokler celice ostanejo v neaktivnem stanju, zaradi odsotnosti spodbud. To je bilo ugotovljeno, da ima PP na fizikalno-kemične narave in z razliko koncentracij različnih ionov na obeh straneh nevrona membrane in selektivne prepustnosti teh nevronov povzroča.

V axoplasm, znotraj aksona, da vsebuje 30-krat več kalijeve ione kot na zunanji strani, medtem ko je v tekočini splakovanje akson, nasprotno, več natrijevi ioni (v opisanih postopkov, glavno vlogo igra natrij in kalij).

Taka ionsko asimetrija (gradienti koncentracij kalija in natrija) vzdržuje ves čas, dokler celica živa, preko aktivnega transporta ionov proti gradient: natrijev vedno odstranimo iz celic in kalija je shranjena v njej Tak transport poteka encimskih sistemov membrane (natrija kalijev črpalke) z izdatki energije ATP. Zato, kot je celica živa, da bo določen ionsko koncentracijski gradient, v tem zaporedju, počiva potencial.

B.D.Troshin, B.N.Zhulev

Zdieľať na sociálnych sieťach:

Príbuzný