Back to chapter

18.5:

Структура нейрона

JoVE Core
Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Biology
Neuron Structure

Languages

Share

Нейроны клетки нервной системы, которые передают электрические сигналы. Они разнообразны по форме и размерам, но, как правило, имеют некоторые общие черты. Все нейроны имеют тело клетки, также называемое сомой, которое содержит ядро.Большинство нейронов также имеют дендриты и аксон, который выходит из корпуса клетки. Дендриты часто сильно разветвляются;они получают сигналы других нейронов на перекрёстках, называемых синапсами. С другой стороны, они передают сигналы на нейроны и другие клетки.Аксонный бугорок, на котором тело клетки встречается с аксоном, создаёт потенциал действия, Основную форму электрической сигнализации нервной системы. Аксоны часто завёрнуты в жировую миелиновую оболочку, сделанную в поддержку глиальных клеток, которая изолирует их, помогает поддерживать электрический сигнал по мере его передачи. Узлы Ранвье, разрывы миелиновой оболочки, области, в которых потенциал действия может быть повторно регенерирован вниз по оси.В конце аксона находится терминал, который содержит синаптические пузырьки, и наполнен молекулами нейротрансмиттера. Когда потенциал действия достигает терминала, нейротрансмиттер освобождён в синаптическую расщелину, область пространства между клетками на синапсе. В зависимости от типа канала, нейротрансмиттер может помочь в передаче сигнала на следующую клетку.

18.5:

Структура нейрона

Обзор

Нейроны являются основным типом клеток в нервной системе, которые генерируют и передают электрохимические сигналы. Они в основном общаются друг с другом с помощью нейротрансмиттеров на конкретных узлах, называемых синапсами. Нейроны бывают разных форм, которые часто связаны с их функцией, но большинство из них имеют три основные структуры: аксон и дендриты, которые простираются из клеточного тела.

Структура и функция нейронов

Нейронно-клеточное тело – сома – содержит ядро и органеллы, жизненно важные для клеточной функции. От клеточного тела выходят тонкие структуры, которые специализируются на приеме и отправке сигналов. Дендриты обычно получают сигналы, в то время как аксон передает сигналы другим клеткам, таким как другие нейроны или мышечные клетки. Точка, в которой нейрон делает связь с другой клеткой называется синапс.

Нейроны получают входные данные в основном на постсинаптических терминалах, которые часто расположены на шипах – небольших шишки, выступающие из дендритов. Эти специализированные структуры содержат рецепторы для нейротрансмиттеров и других химических сигналов. Дендриты часто высоко разветвлены, что позволяет некоторым нейронам получать десятки тысяч входных данных. Нейроны чаще всего получают сигналы на их дендритов, но они также могут иметь синапсы в других областях, таких как клеточное тело.

Сигнал, полученный на синапсах, перемещается вниз по дендриту в сому, где ячейка может обработать его и определить, следует ли отправлять сообщение вперед или нет. Потенциал действия является основным электрическим сигналом, генерируемым нейронами. Он переносит информацию вперед на следующую ячейку. Сначала он генерируется на аксоновом холме – стыке сомы и аксона.

Аксоны различаются по длине, но могут быть довольно длинными. Например, некоторые простираются от спинного мозга до ног. Более длинные аксоны обычно завернуты в жирную миелиновую оболочку, которая изолирует аксон, помогая поддерживать электрический сигнал. Оболочка миелина создается глией – другим типом клеток в нервной системе. В миелинированных аксонах потенциал действия регенерируется в каждом узеле Ранвье – повторяющиеся пробелы в миелине – до тех пор, пока он не достигнет терминала в конце аксона, или пресинаптического терминала.

Пресинаптический терминал имеет пузырьки, которые содержат пулы нейротрансмиттеров. Потенциалы действия вызывают пузырьки пройти экзоцитоз путем сплава к клеточной мембране и выпуская нейромедиатор в синаптической расщелины-разрыв между клетками в синапсе. Различные нейротрансмиттеры могут иметь различное влияние на постсинаптические клетки. Возбудительный синапс увеличивает шансы на инициирование действия потенциал на постсинаптической клетке, в то время как ингибирующая синапс снижает шансы на потенциал действия.

Нейрональная морфология

Общая форма нейронов – их морфология – может сильно различаться и часто связана с их функцией. Некоторые нейроны имеют несколько дендритных процессов и одного аксона, другие имеют очень запутанные дендритные беседки, в то время как другие имеют аксоны, которые могут охватывать длину организма. Разнообразные морфологии часто используются для определения типа нейронов. Количество входных данных – синаптических соединений – может влиять на то, как клетка реагирует на сигналы. Таким образом, морфология дендритов, и количество синапсов они содержат, является важной особенностью, которая может определить тип нейрона. В периферической нервной системе дендриты могут также определить восприимчивое поле клетки – физическое пространство на теле, к которое они чувствительны.

Искусство визуализации нейронных структур

Испанский анатом Сантьяго Рамон и Cajal, работающих в конце 19-го и начале 20-го века, впервые отслеживания отдельных нейронов и при условии фундаментального понимания их самой природы. Он создал потрясающие изображения клеток, которые по-прежнему предлагают значительное количество деталей. Используя метод окрашивания, разработанный и названный в честь итальянского биолога Камилло Голги, он смог проследить структуру различных видов клеток в головном мозге. Он также набросал некоторые из основных связей нейронных цепей-сетей нейронов, которые активируются вместе для обработки конкретной информации.

Suggested Reading

Vasile, Flora, Elena Dossi, and Nathalie Rouach. “Human Astrocytes: Structure and Functions in the Healthy Brain.” Brain Structure & Function 222, no. 5 (2017): 2017–29. [Source]