Нейроны, синапсы и глиальный клетки

Клетки нервной системы - это нейроны и глиальные клетки. До настоящего времени
нейроны привлекали наибольшее внимание исследователей, т.к. их считали крайне важными.
Именно нейрон проводит электроимпульсы к ЦНС от сенсорных рецепторов. Именно
нейрон решает, что делать с информацией, поступившей в СМ и ГМ. После принятия
решения, он проводит электроимпульсы в эффекторные органы.

Контакт одного нейрона с другим происходит через синапс. Синапс - это соединение
между нейронами. Трудно поверить, но один единственный нейрон может иметь до 10.000
синаптических соединений с другими нейронами. Т.е. один единственный нейрон ГМ может
иметь функциональные соединения с 10.000 других нейронов. Для поступающих сигналов
это представляет собой огромный выбор различных направлений. Количество вариантов
исчисляется миллиардами. Неудивительно, что иногда нам требуется минута или пара минут,
чтобы «подумать об этом»...

Нейрон состоит из соматической клетки, аксона и одного или более дендритов
/отростков/. Аксон и дендриты представляют сбой микроскопические отростки цитоплазмы
соматической клетки. Дендриты получают импульсы или сигналы от других нейронов и
отправляют их в соматическую клетку принимающего нейрона. Аксон, как правило,
единичный, и чаще всего он длиннее дендрита. Как правило, имеется только один аксон и
одна соматическая клетка для каждого нейрона /Рис. 9-1/. Число дендритов на 1
соматическую клетку различное, но их обычно более одного, может иметься сотни
дендритов.

Аксон является отправляющим органом нейрона. Электрический импульс, т.е.
нейронный сигнал, уходит из соматической клетки через аксон. Аксон передает сигнал либо
в другой нейрон, либо в конечный орган - железу или мышцу. Передача электрического
импульса через аксон зависит в первую очередь от движения электрически заряженных
частиц, ионов. Ионы перемещаются упорядоченно через мембрану, окружающую аксон.
Основные ионы, необходимые для передачи электроимпульсов от одного конца нейрона к
другому, это ионы натрия, калия, кальция, хлора и в меньшей степени магния.

Соматическая клетка нейрона выполняет множество функций. В ней находится ядро,
содержащее ДНК - генетический материал, который даёт нейрону общие указания, что он
может делать, а что нет. Соматическая клетка нейрона содержит также митохондрии,
создающие белковые молекулы. Каждая из этих молекул выполняет весьма специфические
функции. Эти белковые молекулы часто направляются по назначению из аксона в
эффекторные органы, чтобы поддержать их жизнедеятельность, или чтобы способствовать
функции синапса. Соматическая клетка может иметь в себе ряд других включений, но особое
внимание привлекают ядро и митохондрии. Матрица соматической клетки это цитоплазма,
более или менее вязкая жидкость, заполняющая мембрану и придающая клетке форму. Как я
уже говорил, аксон соединяется либо с другим нейроном, либо с конечным органом.
Соединение на конце аксона - это всегда синапс.

Как правило, синаптическая коммуникация биохимическая. Между аксоном и другим
нейроном или конечным органом имеется пространство. Другой, более редкий тип синапса -
это синапс на расстоянии. Для передачи электроимпульса в другой нейрон ему не требуется
биохимическая субстанция /нейротрансмиттер/. У этих синапсов на расстоянии гораздо
меньшее пространство между отправляющим аксоном и получающим сигнал нейроном или

 

дендритом. Электроимпульс проводится непосредственно от аксона к следующему
дендриту через белковый мостик или соединительные части /коннекторы/.

В синапсе на расстоянии электроток может проходить только в одном направлении. В
обычных биохимических, или нейротрансмиттерных синапсах электроимпульсы иногда
перемещаются в обратном направлении. Чтобы электроимпульс преодолевал расстояние, два
нейрона с синапсом на расстоянии должны быть одинаковой величины.

Обычные синапсы это те, которые преобразуют электроимпульс в биохимический
процесс для преодоления расстояния между отправляющим аксоном и соседним нейроном
или конечным органом, и они более многочисленны. Расстояние в синапсе примерно в 10
раз большее, чем расстояние в синапсе на расстоянии. Биохимические субстанции,
передающие сигналы через обычные синапсы, называются нейротрансмиттерами.

Рис. 9-1. Типичный нейрон: дендриты получают нервные импульсы от других нейронов.
Эти импульсы проводятся в соматическую клетку и далее из аксона по назначению - в
другие нейроны или в конечные органы - мышечные волокна, железы и т.д.

Рис. 9-2. Типы синапсов: аксодендритический синапс наиболее распространенный. Импульс
поступает в дендрит из аксона другого нейрона. Два других типа - аксосоматический и
аксо-аксональный, в которых аксонные импульсы идут соответственно в соматическую
нервную клетку и аксон из аксона другого нейрона. Аксо-аксональные синапсы обычно
функционируют в режиме ингибиции/подавления/путем снижения проводимости импульса
в аксоне, с которым он соединяется.

Прежде чем говорить о нейротрансмиттерах, рассмотрим обычные синапсы. Их три
типа /Рис. 9-2/. Обычные синапсы получили названия по их компонентам. Наиболее
распространенный - аксодендритический синапс. Он состоит из отправляющего импульс
аксона и принимающего импульс дендрита.

Второй тип называется аксосоматическим. Он образован из отправляющего импульс
аксона и принимающей импульс соматической клетки. Аксон через синапс отправляет
импульс непосредственно в соматическую клетку. Дендрит исключен.

Третий тип синапса - аксо-аксональный. В этом случае отправляющий импульс аксон
отправляет его через синапс в другой аксон, который является пресинаптическим. Т.е.
отправляющий импульс аксон направлен к другому синапсу и получает этот импульс до того,
как он достигнет своего собственного синапса. Влияние такого аксо-аксонального синапса
на получающий импульс аксон, как правило, ингибирующее. Но это не означает, что данный
аксон не может отправлять импульсы. Это означает, что ему, чтобы заняться отправкой,
требуются более мощные стимулы. Аксо-аксональный синапс называется также
пресинаптическим синапсом.

Глиальным клеткам уделялось наименьшее внимание. Их примерно в два раза
больше, чем нейронов. Многие их функции до сих пор неизвестны и изучаются. Все клетки
НС, не являющиеся нейронами, называются глиальными, за исключением клеток, связанных
с кровеносными сосудами.

Некоторые из известных функций глиальных клеток следующие:

Они обеспечивают механическую опору нейронов.

Вырабатывают миелинизированные оболочки. В ЦНС олигодендроглиальные клетки
/разновидность глиальных/ вырабатывают миелин. В периферической НС за
миелинизацию ответственны шванновские клетки /другая разновидность глиальных/.

Они быстро поглощают и инактивируют субстанцию нейротрансмиттеров,
выделенную в синаптическую щель.

После повреждения ГМ и СМ формируют рубцовую ткань.

Удаляют продукты распада и остатки тканей после отмирания нейронов и других
клеток.

Создают систему фильтрации между кровью и нейронами.

Помогают контролировать концентрацию электрически заряженных ионов во
внеклеточной жидкости, омывающей нейроны. Тем самым они способствуют
установлению нужного содержания натрия, калия, кальция, хлоридов и магния,
необходимых для передачи нейронами электроимпульсов.

Кроме этих известных функций, есть указания, что глиальные клетки задают
направления мигрирующим нейронам, чтобы последние попадали в предназначенные места
развивающейся эмбриональной НС.

Глиальные клетки делятся на большие /макроглиальные/ и малые /микроглиальные/.
Эта система делится и подразделяется далее и становится весьма запутанной. По мере
появления новых исследований классификация глиальных клеток постоянно изменяется. Это
еще больше усиливает путаницу. Поэтому мы не будем входить в детали. Достаточно знать,
что астроциты - самые большие глиальный клетки. Есть клетки, образующие опухоль
астроцитому, наиболее частую опухоль ГМ. Олигодендроглиальные клетки, занимающиеся
миелинизацией ГМ, относятся микроглиальной группе.

Результаты современных исследований показывают, что глиальные клетки могут
непосредственно участвовать в проведении электроимпульсов. Глютамин, один из
нейротрансмиттеров, вырабатывается глиальными клетками. Затем глютамин с помощью
глиальных клеток как-то попадает в нейроны. Неизвестно, что еще покажет изучение этих
клеток. Сто лет тому назад они считались «пассажирами второго класса». Считалось, что они
только заполняют пространство и создают опору для нейронов.

 

Тема 66
НЕЙРОТРАНСМИТТЕРЫ

В обычном синапсе, в окончаниях аксона, очень близко от синапса, имеются
крошечные пузырьки. Они заполнены нейротрансмиттерными химическими соединениями.
В каждом пузырьке содержится лишь один вид нейротрансмиттера, и обычно в данном
синапсе только один тип нейротрансмиттера, хотя пузырьков, заполненных им в данном
аксонном окончании» может быть много,

Нейротрансмиттер в пузырьке - это жидкость со специфическими химическими
свойствами, которая может активировать рецепторы на другой стороне синаптической щели.
Единственная задача нейротрансмиттера - попасть на другую сторону синаптической щели.
Когда электроимпульс входит из аксона около синапса, то пузырек, заполненный
нейротрансмиттерным раствором, перемещается к синаптической поверхности аксона,
отправляющего импульс. Пузырьки разрываются и нейротрансмиттер попадает в
синаптическую щель. Синаптическая щель - это пространство между поверхностью
отправляющего импульс аксона и любой принимающей структурой на другой стороне
синапса. Когда нейротрансмиттер выделяется в синаптическую щель, то его молекулы
пересекают пространство щели и активируют рецепторы на другой стороне. Принимающий
нейрон или конечный орган немедленно преобразует химическую энергию в электрическую,
которую затем нейрон превращает в электроимпульс. Этот импульс потом выходит из аксона
в следующий синапс. Если рецептором является мышца, то выделенная нейротрансмиттером
химическая энергия преобразуется опять в электрическую и вызывает сокращение мышцы.
Вы видите, что нейротрансмиттеры являются носителями химической энергии, необходимой
для переноса электроимпульсов от отправителя к получателю путем преодоления расстояния
между ними. Пространство называется синаптической щелью, а всё вместе - синапсом.

В настоящее время известно много нейротрансмиттеров, и каждый месяц открывают
новые. Первыми двумя открытыми были ацетилхолин и норепинефрин. До 50-х годов с
нейротрансмиттерами было всё просто. Считалось, что ацетилхолин необходимо мышце для
ее соединения с двигательными нервами. Он был основным нейротрансмиттером,
применявшимся в парасимпатическом отделе автономной НС. Этот отдел занят
восстановительной работой в организме, он способствует пищеварению, функции почек,    
мочевого пузыря и кишечника, замедляет сердечный ритм, способствует работе печени,
желчного пузыря и т.д.

Норепинефрин считался нейротрансмиттером, благодаря которому мы можем бегать,
бороться, прилагать сверхчеловеческие усилия для спасения собственной жизни и жизни
других в критических ситуациях. Он стимулирует надпочечники, усиливает работу сердца,
увеличивает приток крови к мышцам, расширяет бронхи, чтобы поступало больше
кислорода, и подавляет процесс пищеварения и пр. Раньше казалось, что всё устроено просто.
В настоящее время открыты 32 новых нейротрансмиттера. Функции ацетилхолина и
норепинефрина более не кажутся такими однозначными, как это было раньше.

После этих двух нейротрансмиттеров были открыты допамин и серотонин. В 50-х
годах они создали путаницу. Как вам известно, при б.Паркинсона дефицит допамина. Этот
дефицит вызывает характерное движение рук при отсутствии гладких непреднамеренных
движений. Серотонин связан неким образом с умственными нарушениями. Известно, что он

связан с депрессиями и психозами. При высоком содержании серо тонина человек в
возбужденном состоянии и наоборот.

В настоящее время есть много новых нейротрансмиттеров из категории белков и
аминокислот. По-прежнему есть вопросы, но нам известны и некоторые факты: 1/ глютамин
и аспартат возбуждают НС; 2/ GABA и глицин ингибируют НС; 3/ никотин является
антагонистом ацетилхолина. Поэтому он несколько снижает работу ГМ и мышц. Уже давно
установлено, что ацетилхолин крайне важен для функции ГМ. Благодаря ему мы мыслим и
запоминаем. Отсюда транквилизирующее воздействие курения, особенно если вы никотин-
зависимы. Эндорфины это природные опиаты. Может развиться привыкание к собственным
эндорфинам. Это может объяснять то явление, когда человек при тяжелой и напряженной
физической работе чувствует себя хорошо и удовлетворенно.

 

Тема 67
МИЕЛИН

Миелин - субстанция, вырабатываемая глиальными клетками. Он вырабатывается
олигодендроглиальными клетками в ЦНС и шванновскими клетками в периферической НС.
Миелин изолирует нервные аксоны и делает возможным более быстрое провождение
нервных импульсов, без короткого замыкания. Если миелин разрушается, то импульсы
уходят из аксона, и мышца не получает необходимого сигнала. Это напоминает оголенный
провод. Работа нарушается.

У некоторых детей не вырабатывается миелин, и у них имеются нарушения. В
некоторых случаях такие заболевания, как рассеянный склероз, разрушают миелиновые
оболочки. Это в основном аутоиммунные заболевания, которые по той или иной причине
заставляют наши собственные клетки пожирать миелин. Это создает дефекты изоляции и
короткие замыкания или утечки электроимпульсов в окружающие жидкости и ткани. Кстати,
миелин на 40% состоит из холестерола. Так что холестерол для чего-то может быть
полезным.

 

Тема 68

ПОСЛЕСЛОВИЕ

Сюда не вошло всё, что мы знаем и чего мы не знаем о головном мозге и его работе.
Но это даст вам основу и ориентацию, и вы сможете лучше разбираться в современных
достижениях неврологической науки, в том, какое она имеет значение для вас и для ваших
пациентов.

 

РАЗДЕЛ X