Резюме по функциональным единицам нервной системы

а) Клетки нервной системы. Нервная система состоит из клеток двух типов - нейронов, обеспечивающих передачу информации, и глиальных клеток, выполняющих опорную функцию. Чувствительные нейроны могут играть роль рецепторов, передавая информацию от тела в мозг, мотонейроны передают команды мышцам, заставляя их сокращаться, а вставочные нейроны обеспечивают связь между чувствительными нейронами и мотонейронами.

Как и нейроны, глиальные клетки можно разделить на группы в соответствии с их строением и функциями. Эпендимные клетки вырабатывают спинномозговую жидкость. Астроциты обеспечивают окружение нейронов, участвуют в формировании гематоэнцефалического барьера и способствуют заживлению поврежденных тканей мозга.

Клетки микроглии участвуют в восстановлении клеток мозга и утилизации продуктов распада. Олигодендроциты и шванновские клетки миелинизируют аксоны в ЦНС и соматических отделах ПНС соответственно.

Нейрон состоит из трех частей: тела клетки (сомы); множества ветвящихся отростков, называемых дендритами, которые отвечают за прием информации; одного аксона, который отвечает за передачу информации другим нейронам. Бесчисленные дендритные шипики многократно увеличивают площадь поверхности дендрита.

У аксона могут быть ответвления (коллатерали), в свою очередь образующие телодендрии, на концах которых находятся терминали (синаптические окончания). Синапс — это место контакта между терминалью и мембраной другой клетки.

б) Внутреннее строение клетки. Мембрана, которая окружает клетку, защищает ее, а также регулирует транспорт веществ в клетку и из клетки. Внутри клетки располагается множество органелл, также заключенных в мембраны, -ядро (содержит хромосомы и гены), эндоплазматический ретикулум (в нем происходит синтез белков), митохондрии (здесь накапливается и вырабатывается энергия), комплекс Гольджи (здесь происходит упаковка белковых молекул перед отправкой) и лизосомы (здесь происходит утилизация продуктов распада).

Клетка также содержит систему трубочек (микрофиламентов), которые необходимы для движения клетки, поддержания ее формы и транспорта веществ.

Работа клетки в значительной степени зависит от белков. Ядро содержит хромосомы — длинные цепочки генов, кодирующих необходимые клетке специфические белки. Благодаря разной структуре белки могут выполнять разные функции. Некоторые из них играют роль ферментов, ускоряющих химические реакции; другие работают как ионные каналы, каналы с воротным механизмом и насосы. Целый ряд белков экспортируется из клетки для использования в других отделах организма.

Ген представляет собой фрагмент молекулы ДНК, состоящей из последовательности нуклеотидных оснований. При транскрипции образуется матричная РНК (мРНК), которая содержит копию гена. мРНК отправляется в эндоплазматический ретикулум, где перемещающаяся вдоль молекулы мРНК рибосома преобразует последовательность мРНК в последовательность аминокислот, которая в свою очередь образует полипептид.

Полипептиды сворачиваются и образуют комплексы, формируя белковые молекулы различной структуры, которые выполняют определенные функции в организме.

в) Гены, клетки и поведение. От каждого из родителей мы наследуем по одной хромосоме из пары. Человеческий геном составляют 23 пары хромосом. Поскольку все хромосомы, кроме половых, являются парными, клетка содержит по два аллеля одного и того же гена. Иногда парные аллели находятся в гомозиготном (два одинаковых аллеля), а иногда — в гетерозиготном (два разных аллеля) состоянии.

Аллель может быть доминантной и экспрессироваться в виде признака или рецессивной и не экспрессироваться вообще, или быть кодоминантным и экспрессироваться одновременно с другим аллелем. Один аллель каждого гена называют аллелем дикого типа (наиболее часто встречающимся в популяции), а все остальные аллели называют мутациями. Человек может унаследовать от одного из родителей любой из этих аллелей, в зависимости от родительского генотипа.

В генах может возникать множество мутаций -в масштабах одной нуклеотидной пары, фрагмента хромосомы или целой хромосомы. Мутации могут передаваться потомству от родителей или возникать в процессе развития или старения. Приобретенные мутации могут возникать в разных отделах организма, органах (в том числе в мозге) и даже отдельных клетках. По воздействию на структуру нервной системы и поведение мутации делят на полезные, вредные и нейтральные. Генетические исследования направлены на профилактику генетических заболеваний и хромосомных аномалий, а также на поиск способов их лечения.

Селекция представляет собой древнейший метод управления геномом. Генная инженерия предполагает изменение генома животных искусственными способами. Набор генов клонированного животного идентичен набору генов животного-донора. В организме трансгенных животных присутствуют чужеродные гены или измененные фрагменты ДНК. CRISPR — это относительно новый метод модификации генов, позволяющий ученым быстро и просто идентифицировать, вырезать и заменить специфическую последовательность генома.

Геном формирует разные фенотипы. На формирование фенотипа влияют эпигенетические механизмы, в дальнейшем сформировавшийся фенотип меняется под воздействием опыта и факторов внешней среды. Эпигенетические механизмы, такие как метилирование ДНК, могут запускать транскрипцию или блокировать ее, не меняя генетический код.

г) Основные термины:

1. Аксон — длинный отросток нейрона, который отвечает за передачу сигналов другим нейронам.
2. Аксонный холмик — место соединения аксона с телом нейрона.
3. Аллель — одна из форм гена; организм содержит два аллеля одного и того же гена.
4. Астроцит — глиальная клетка звездчатой формы, которая выполняет опорную функцию и обеспечивает обмен химическими веществами между нейронами и кровеносными сосудами.
5. Белок — свернутая полипептидная цепочка, выполняющая определенную функцию в организме.
6. Биполярный нейрон — чувствительный нейрон с одним аксоном и одним дендритом.
7. Болезнь Гентингтона (Хантингтона) - наследственное заболевание, для которого характерны хорея (беспорядочные неконтролируемые движения) и прогрессирующая деменция, приводящая к летальному исходу.
8. Болезнь Тея—Сакса — наследственное заболевание, вызванное утратой гена, кодирующего необходимый для расщепления определенной группы жиров фермент; проявляется через 4-6 месяцев после рождения, приводя к задержке психического развития и ухудшению физических возможностей; летальный исход наступает в возрасте до 5 лет.
9. Вставочный нейрон — ассоциативный нейрон, расположенный между чувствительным нейроном и мотонейроном; у млекопитающих вставочные нейроны составляют большую часть нейронов мозга.
10. Гематоэнцефалический барьер — защитный барьер между кровеносными сосудами и мозгом, возникающий благодаря плотным контактам между клетками кровеносных сосудов мозга; не позволяет целому ряду веществ, в том числе токсинам, проникнуть в мозг.
11. Ген — фрагмент ДНК, кодирующий синтез определенного белка.
12. Гетерозигота — организм, содержащий два разных аллеля одного и того же гена.
13. Гидроцефалия — скопление излишков спинномозговой жидкости в мозгу, у новорожденных сопровождающееся увеличением головы в размерах; может привести к умственной отсталости.
14. Глиальные клетки — клетки нервной системы, которые создают окружение нейронов, обеспечивают их питательными веществами и поддержкой, а также помогают восстанавливать нейроны и удаляют продукты метаболизма.
15. Гомозигота — организм, содержащий два одинаковых аллеля одного и того же гена.
16. Дендрит — разветвленный отросток нейрона, который существенно увеличивает площадь поверхности нейрона и обеспечивает прием информации от других клеток.
17. Дендритный шипик — вырост, значительно увеличивающий площадь поверхности дендрита; образует синапс.
18. Дикий тип — типичный аллель (наиболее часто встречающийся в популяции).
19. Канал — мембранный белок, создающий отверстие для прохождения ионов.
20. Канал с воротным механизмом — встроенный в клеточную мембрану белок, который позволяет некоторым веществам в одних случаях проходить через мембрану, а в других нет.
21. Клетка Пуркинье — вставочный нейрон определенного типа, расположенный в мозжечке.
22. Коллатераль аксона — ответвление аксона.
23. Метилирование гена (ДНК) — эпигенетический механизм, предполагающий присоединение к ДНК метильной группы, которая подавляет или усиливает экспрессию гена.
24. Миелин — глиальные клетки, окружающие аксоны нейронов центральной и периферической нервной системы; предохраняет близлежащие волокна от «короткого замыкания».
25. Микроглия — глиальные клетки, которые образуются из клеток крови и участвуют в регенерации клеток и удалении отходов жизнедеятельности нервной системы.
26. Мотонейрон — клетка, которая обеспечивает доставку эфферентной информации от головного и спинного мозга к мышцам, вызывая сокращение мышц.
27. Мутация — изменение аллеля, приводящее к синтезу нового белка.
28. Насос — белок клеточной мембраны, который осуществляет активный транспорт веществ через мембрану.
29. Нейрон соматосенсорной системы - клетка мозга, которая обеспечивает передачу сенсорной информации из разных отделов тела в спинной мозг.
30. Нейронная сеть — функциональная группа нейронов, обеспечивающая связь между крупными областями головного и спинного мозга.
31. Олигодендроциты - глиальные клетки, формирующие миелиновые оболочки аксонов в ЦНС.
32. Опухоль — новообразованная ткань, которая отличается неконтролируемым ростом и не связана с окружающими тканями, 108.
33. Паралич — утрата чувствительности и способности к выполнению движений вследствие повреждения нервной системы.
34. Пирамидный нейрон — вставочный нейрон определенного типа, расположенный в коре больших полушарий.
35. Синапс — место контакта между двумя нейронами, где происходит передача информации.
36. Синдром Дауна — хромосомная аномалия, приводящая к умственной отсталости и другим нарушениям; обычно связана с наличием лишней хромосомы 21.
37. Тело нейрона (сома) — центральная часть клетки, в которой находятся ядро и другие органеллы, ответственные за синтез белков.
38. Терминаль (синаптическое окончание) — выступ на кончике аксона, обеспечивающий передачу информации другим нейронам.
39. Трансгенное животное — животное, полученное путем внедрения одного или нескольких генов одного вида в геном другого вида; внедренные гены передаются потомству и экспрессируются у следующих поколений.
40. Чувствительный нейрон — клетка, которая воспринимает сенсорную информацию и передает ее в спинной и головной мозг.
41. Шванновские клетки - глиальные клетки, формирующие миелиновые оболочки аксонов чувствительных нейронов и мотонейронов ПНС.
42. Эпендимная глия - глиальные клетки, которые вырабатывают спинномозговую жидкость; расположены на стенках желудочков головного мозга.

Видео клетки нейроглии и ее гистология

- Вернуться в оглавление раздела "Нейрофизиология"

Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 5.7.2023