Скорость проведения и типы нервных волокон
Скорость, с которой нервный импульс (возбуждение) распространяется по отросткам нейронов, жестко зависит от анатомического строения и диаметра самого волокна. В зависимости от этих параметров выделяют три основные категории проводников:
- Тип А (толстые миелинизированные волокна): Самые быстрые магистрали нервной системы. Их диаметр варьирует в пределах от 3 до 20 мкм, а скорость передачи возбуждения достигает рекордных 120 м/с.
- Тип В (тонкие миелинизированные волокна): Более скромные по своим параметрам структуры. При диаметре около 3 мкм они способны проводить нервный сигнал со скоростью до 15 м/с.
- Тип С (немиелинизированные волокна): Самые медленные проводники в организме. Лишенные плотной миелиновой изоляции, они передают импульс со скоростью, которая не превышает 2 м/с.
Архитектура миелинового волокна в ЦНС
В головном и спинном мозге за создание надежной электроизоляции отвечают олигодендроциты — специализированные клетки макроглии. Их уникальная особенность заключается в том, что один такой элемент способен своими отростками миелинизировать одновременно несколько соседних аксонов (в отличие от периферической нервной системы, где эту задачу индивидуально выполняют шванновские клетки).
Структурно миелиновое волокно центральной нервной системы состоит из следующих элементов:
- Аксон — центральный осевой цилиндр нервной клетки, по которому непосредственно идет электрический сигнал.
- Миелиновая оболочка — мощная электроизоляция, представляющая собой плотную спираль из множества витков плазматической мембраны олигодендроцита вокруг аксона.
- Перехват Ранвье — узкий немиелинизированный участок аксона, расположенный строго на границе территорий, покрытых миелином.
- Внутренний мезаксон — стартовая точка закручивания. Это сдвоенная складка мембраны (дупликатура плазмолеммы), которая прилежит непосредственно к аксону.
- Наружный мезаксон — финальная дупликатура плазмолеммы, расположенная на внешней поверхности миелиновой оболочки (место окончания закручивания).
- Пакеты цитоплазмы — небольшие изолированные участки (островки) цитоплазмы клетки-создателя, сохранившиеся между витками изоляции в составе оболочки.
Ультраструктура синапса
Данные электронной микроскопии навсегда опровергли старую теорию синцития (непрерывной сети нейронов). Было достоверно доказано, что каждый нейрон заключен в собственную замкнутую плазматическую мембрану. Общение между клетками осуществляется исключительно через синапсы с помощью специфических химических веществ-переносчиков — медиаторов.
Морфологически классический синапс делится на три ключевые зоны:
- Пресинаптическая часть: концевое расширение аксона передающего нейрона. Это своеобразный склад, где в специальных синаптических пузырьках хранится запас медиатора. Также здесь в большом количестве присутствуют митохондрии, обеспечивающие энергозатратные процессы.
- Синаптическая щель: физическое пространство, полностью разделяющее контактирующие клетки. Молекулы медиатора должны преодолеть эту дистанцию для успешного переноса импульса.
- Постсинаптическая часть: воспринимающая мембрана клетки-мишени, считывающая поступающую химическую информацию.
Классификация синапсов и запуск передачи
На электронных микрофотографиях в области синапсов четко выявляются специальные осмиофильные утолщения на мембранах. По степени их выраженности синапсы делят на два класса (эта гипотеза о связи морфологического строения и функции была полностью подтверждена иммуноцитохимическими исследованиями с использованием антител к медиаторам и ферментам их биосинтеза):
- Асимметричные (синапсы I типа по Грею): утолщена преимущественно принимающая (постсинаптическая) мембрана. По своей функции это возбуждающие контакты.
- Симметричные (синапсы II типа по Грею): обе контактирующие мембраны утолщены приблизительно одинаково. Выполняют тормозную функцию.
Начальный этап синаптической передачи представляет собой строгую последовательность физиологических событий:
- Возбуждающий импульс (потенциал действия) прибывает в синаптическое окончание аксона.
- Происходит быстрая деполяризация пресинаптической мембраны.
- В ответ на изменение электрического заряда в мембране раскрываются потенциалзависимые кальциевые каналы.
- Ионы кальция массово устремляются внутрь концевого утолщения.
- Кальций взаимодействует с различными внутриклеточными белками, что в итоге приводит к слиянию синаптических пузырьков с пресинаптической мембраной и подготовке к выбросу медиатора.
Асимметричный синапс — Активный (возбуждающий, тип I). Симметричный — Спокойный (тормозный, тип II).
Вопросы с занятий и экзамена
Чем отличается миелинизация в ЦНС и ПНС?
В центральной нервной системе миелин образуют отростки олигодендроцитов, причем одна клетка может охватывать сразу несколько аксонов. В периферической системе эту задачу выполняют шванновские клетки.
Что такое перехват Ранвье?
Это узкий участок аксона, лишенный миелиновой оболочки. Он располагается на границе территорий, покрытых миелином, и играет важнейшую роль в проведении нервного импульса.
Как ионы кальция участвуют в синаптической передаче?
При деполяризации мембраны открываются кальциевые каналы. Ионы кальция входят в концевое утолщение аксона и связываются с белками, заставляя синаптические пузырьки сливаться с мембраной и выделять медиатор.
Что ещё разобрать по теме
- Роль специфических медиаторов в синаптической щели
- Иммуноцитохимические исследования ферментов биосинтеза
- Механизмы деполяризации пресинаптической мембраны
- Дальнейшие этапы синаптической передачи после слияния пузырьков
- Отличия шванновских клеток от макроглии ЦНС
Разберите тему целиком в курсе «Неврология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Нейроглия» и ещё 907 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 32 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Топическая диагностика по Дуусу»
Весь раздел «Топическая диагностика по Дуусу»Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.