Le cellule nervose sono in contatto tra loro attraverso. Cellule gliali (neuroglia)

Una persona ha più di cento miliardi di neuroni. Ogni neurone è costituito da un corpo e da processi, di solito un lungo assone e diversi dendriti corti e ramificati. Grazie a questi processi, i neuroni si contattano tra loro e formano reti e cerchi lungo i quali circolano gli impulsi nervosi. Nel corso della vita, il cervello umano perde neuroni. Questa morte cellulare è programmata geneticamente, ma a differenza delle cellule di altri tessuti, i neuroni non sono in grado di dividersi. In questo caso interviene un meccanismo diverso: le funzioni delle cellule nervose morte vengono rilevate dai loro "colleghi", che aumentano di dimensione e formano nuove connessioni, compensando l'inazione della cellula morta. Foto: Sebastian Kaulitzki / Shutterstock

Secondo la credenza popolare, le cellule nervose non si rigenerano. Tuttavia, questo non corrisponde alla realtà: i neuroni - cellule del sistema nervoso - infatti, non possono dividersi, come le cellule di altri tessuti, ma nascono e si sviluppano anche nel cervello di un adulto. Inoltre, i neuroni sono in grado di ripristinare i processi e i contatti persi con altre cellule.

Il sistema nervoso umano è costituito da una parte centrale e da una periferica. Quello centrale comprende il cervello e il midollo spinale. Il cervello contiene la più grande collezione di neuroni. Numerosi processi si estendono dal corpo di ciascuno, che formano contatti con i neuroni vicini. La parte periferica è formata dai nodi spinali, autonomi e cranici, dai nervi e dalle terminazioni nervose, che forniscono la conduzione degli impulsi nervosi agli arti, agli organi interni e ai tessuti. In uno stato sano, il sistema nervoso è un meccanismo ben coordinato, se uno degli anelli di una catena complessa non svolge le sue funzioni, l'intero corpo soffre. La morte neuronale accelerata è causata, ad esempio, da gravi danni cerebrali dopo ictus, morbo di Parkinson, morbo di Alzheimer. Per diversi decenni, gli scienziati hanno cercato di capire se è possibile stimolare il ripristino delle cellule nervose perse.

Eppure si rigenerano

Le prime pubblicazioni scientifiche che confermano la nascita di nuovi neuroni nel cervello dei mammiferi adulti appartengono al ricercatore americano Joseph Altman. Nel 1962, il suo articolo "Si stanno formando nuovi neuroni nel cervello dei mammiferi adulti?" È stato pubblicato sulla rivista Science, in cui Altman ha parlato dei risultati del suo esperimento. Con l'aiuto di una corrente elettrica, ha distrutto una delle strutture del cervello del ratto (corpo genicolato laterale) e ha iniettato lì una sostanza radioattiva che penetra in nuove cellule. Pochi mesi dopo, Altman scoprì nuovi neuroni radioattivi nel talamo e nella corteccia cerebrale. Negli anni che seguirono, Altman pubblicò molti altri studi che dimostravano l'esistenza della neurogenesi nel cervello. Ad esempio, nel 1965 il suo articolo fu pubblicato sulla rivista Nature. Nonostante ciò, Altman ebbe molti oppositori nella comunità scientifica, solo pochi decenni dopo, negli anni '90, il suo lavoro ottenne riconoscimento e il fenomeno della nascita di nuovi neuroni - la neurogenesi - divenne una delle aree più affascinanti della neurofisiologia.

Oggi è già noto che i neuroni possono nascere nel cervello di un mammifero adulto dalle cosiddette cellule staminali neuronali. Finora, è stato stabilito che ciò si verifica in tre aree del cervello: il giro dentato dell'ippocampo, la regione subventricolare (nelle pareti laterali dei ventricoli laterali del cervello) e la corteccia cerebellare. Nel cervelletto, la neurogenesi è più attiva. Quest'area del cervello è responsabile dell'acquisizione e della memorizzazione di informazioni sulle abilità automatizzate inconsce - ad esempio, mentre impariamo una danza, smettiamo gradualmente di pensare ai movimenti, li eseguiamo automaticamente; le informazioni su questi pas sono immagazzinate nel cervelletto. Forse il più intrigante per i ricercatori è la neurogenesi nel giro dentato. È qui che nascono le nostre emozioni, le informazioni spaziali vengono archiviate ed elaborate. Non è stato ancora possibile capire come i neuroni di nuova formazione influenzino i ricordi già formati e interagiscano con le cellule mature di questa parte del cervello.

Labirinto della memoria

Per capire come interagiscono i nuovi neuroni con quelli vecchi, stanno studiando attivamente il processo di apprendimento degli animali nel labirinto acquatico di Morris. Nel corso dell'esperimento l'animale viene posto in una vasca di 1,2-1,5 m di diametro e profonda 60 cm, le pareti della vasca sono diverse, mentre in un certo punto della vasca è nascosta una piattaforma a pochi millimetri sotto il acqua. Un topo da laboratorio immerso nell'acqua tende a sentire rapidamente il terreno solido sotto i suoi piedi. Nuotando in piscina, l'animale impara dove si trova la piattaforma e la prossima volta la trova più velocemente.

Addestrando i topi nel labirinto acquatico di Morris, è stato possibile dimostrare che la formazione della memoria spaziale porta alla morte dei neuroni più giovani, ma supporta attivamente la sopravvivenza delle cellule che si sono formate circa una settimana prima dell'esperimento, cioè in il processo di formazione della memoria, il volume di nuovi neuroni è regolato. Allo stesso tempo, la comparsa di nuovi neuroni consente di formare nuovi ricordi. In caso contrario, gli animali e gli esseri umani non potrebbero adattarsi alle mutevoli condizioni ambientali.

È stato notato che l'incontro con oggetti familiari attiva vari gruppi di neuroni nell'ippocampo. Apparentemente, ogni gruppo di tali neuroni porta un ricordo di un evento o di un luogo specifico. Inoltre, la vita in un ambiente diversificato stimola la neurogenesi nell'ippocampo: i topi che vivono in cellule con giocattoli e labirinti hanno più neuroni appena formati nell'ippocampo rispetto ai loro parenti provenienti da cellule vuote standard.

È interessante notare che la neurogenesi si svolge attivamente solo in quelle aree del cervello che sono direttamente responsabili della sopravvivenza fisica: orientamento tramite l'olfatto, orientamento nello spazio e formazione della memoria motoria. L'apprendimento del pensiero astratto avviene attivamente in giovane età, quando il cervello è ancora in crescita e la neurogenesi colpisce tutte le zone. Ma dopo aver raggiunto la maturità, le funzioni mentali si sviluppano a causa della ristrutturazione dei contatti tra i neuroni, ma non a causa della comparsa di nuove cellule.

Nonostante diversi tentativi falliti, la ricerca di focolai di neurogenesi precedentemente sconosciuti nel cervello adulto continua. Questa direzione è considerata rilevante non solo per la scienza fondamentale, ma anche per la ricerca applicata. Molte malattie del sistema nervoso centrale sono associate alla perdita di un gruppo specifico di neuroni cerebrali. Se fosse possibile coltivare un sostituto per loro, allora il morbo di Parkinson, molte manifestazioni del morbo di Alzheimer, le conseguenze negative dell'epilessia o dell'ictus sarebbero sconfitte.

Cerotti cerebrali

Un altro metodo curioso adottato dai neuroscienziati nella loro ricerca è l'impianto di cellule staminali embrionali nel cervello di un animale adulto per ripristinare le funzioni perdute. Mentre tali esperimenti portano al rigetto del tessuto o delle cellule introdotti a causa di una forte risposta immunitaria, ma se le cellule staminali mettono radici in alcuni casi, crescono in cellule gliali (tessuto di accompagnamento) e non in neuroni. Anche se in futuro la neurogenesi potrà essere attivata in qualsiasi area del cervello, non è chiaro come i neuroni appena formati formeranno connessioni all'interno della rete già stabilita di cellule nervose e se saranno in grado di farlo. Se l'ippocampo è pronto per un tale processo, la comparsa di nuovi neuroni in altre aree del cervello può interrompere le reti che si sono stabilite nel corso degli anni; invece del beneficio atteso, è possibile che venga fatto solo un danno. Tuttavia, gli scienziati continuano a studiare attivamente le possibilità della neurogenesi in altre parti del cervello.

Più recentemente, nel febbraio 2010, un gruppo di ricercatori canadesi dell'Università di Toronto e dell'Università di Waterloo ha pubblicato i risultati di esperimenti che utilizzano la ciclosporina A come stimolante della neurogenesi. Nella coltura cellulare, è stato dimostrato che la capacità della ciclosporina A di aumentare la crescita e il numero di cellule nella colonia e l'introduzione di questa sostanza nei topi adulti ha portato ad un aumento delle cellule staminali neuronali nel cervello.

Insieme alle sostanze artificiali, sono allo studio anche le proprietà di molecole endogene in grado di potenziare la neurogenesi. La massima attenzione qui è meritata dai fattori neurotrofici prodotti dal corpo degli animali. Questi sono il fattore di crescita nervoso (NGF), il fattore neurotrofico cerebrale (BDNF), le neurotrofine-1, -3 e -4.

I fattori neurotrofici appartengono a un gruppo di proteine ​​che supportano la crescita, lo sviluppo e la sopravvivenza delle cellule nervose. Se il fattore neurotrofico viene consegnato all'area danneggiata del cervello, allora è possibile rallentare significativamente la morte dei neuroni, per supportare la loro attività vitale. Sebbene i fattori neurotrofici non siano in grado di attivare la comparsa di nuove cellule nervose nel cervello, hanno una proprietà unica: attivano il ripristino dei processi delle cellule nervose (assoni) dopo un danno o una perdita. Alcuni assoni sono lunghi fino a un metro e sono gli assoni che conducono gli impulsi nervosi dal cervello ai nostri arti, organi interni e tessuti. L'integrità di questi percorsi è compromessa con fratture della colonna vertebrale e spostamento delle vertebre. La rigenerazione assonale è la speranza di ripristinare la capacità di muovere braccia e gambe in questi casi.

Spara e spara

I primi documenti che dimostrano la possibilità di rigenerazione assonale sono stati pubblicati nel 1981. Poi c'è stato un articolo sulla rivista Science, che ha dimostrato che una tale rigenerazione è possibile. Di solito, diverse ragioni interferiscono con la rigenerazione degli assoni, ma se l'ostacolo viene rimosso, gli assoni germogliano attivamente e creano nuovi contatti invece di quelli persi. Con l'inizio dello studio della rigenerazione assonale, è stata aperta una nuova era nella medicina, ora nelle persone con lesioni del midollo spinale c'è la speranza che le capacità motorie possano essere ripristinate. Questi studi hanno ricevuto ampio sostegno, e non solo da vari centri di ricerca. Ad esempio, il famoso attore Christopher Reeve, che ha interpretato il ruolo principale nel film "Superman" ed è diventato disabile dopo una frattura vertebrale, ha fondato, insieme a sua moglie, una fondazione per sostenere tale ricerca: la Christopher and Dana Reeve Paralysis Foundation.

Il principale ostacolo alla rigenerazione assonale è la formazione di tessuto cicatriziale, che difende il danno al midollo spinale o ai nervi periferici dalle cellule circostanti. Si ritiene che una tale cicatrice salvi le aree vicine dalla possibile penetrazione di tossine dall'area danneggiata. Di conseguenza, gli assoni non possono sfondare la cicatrice. È stato dimostrato che i proteinlycan (condroitin solfato) costituiscono la base del tessuto cicatriziale.

La ricerca condotta nel 1998 nel laboratorio del professor David Muir presso l'Università della Florida Brain Institute ha dimostrato che è possibile scomporre i proteinlicani utilizzando l'enzima batterico condroitinasi ABC. Ma anche con la rimozione dell'ostacolo meccanico, la crescita assonale è ancora rallentata. Il fatto è che nel sito del danno ci sono sostanze che interferiscono con la rigenerazione, come MAG, OMgp, Nogo. Se li blocchi, puoi ottenere un aumento significativo della rigenerazione.

Infine, mantenere alti livelli di fattori neurotrofici è essenziale per il successo della crescita assonale. Nonostante il fatto che le neurotrofine abbiano un effetto positivo sulla rigenerazione del sistema nervoso, gli studi clinici hanno rivelato effetti collaterali significativi come perdita di peso, perdita di appetito, nausea e comparsa di problemi psicologici. Le cellule staminali potrebbero essere inserite nel sito della lesione per migliorare la rigenerazione, ma ci sono prove che l'impianto di cellule staminali nel midollo spinale può innescare la comparsa di tumori.

Anche se l'assone è cresciuto ed è diventato capace di condurre impulsi nervosi, ciò non significa che gli arti inizieranno a funzionare normalmente. Perché ciò accada, è necessario avere molti contatti (sinapsi) tra gli assoni delle cellule nervose e le fibre muscolari, che mettono in movimento il corpo umano. Il ripristino di tali contatti richiede molto tempo. Certo, il recupero può essere accelerato se si eseguono esercizi fisici speciali, ma in pochi mesi o addirittura anni è impossibile ricreare completamente l'immagine dei contatti nervosi che si è formata per decenni, dal primo giorno della nascita dell'essere umano vita. Il numero di tali contatti non può essere contato, è probabilmente paragonabile al numero di stelle nell'Universo.

Ma c'è anche un momento positivo - dopotutto, negli ultimi anni è stato possibile decollare, ora è almeno chiaro in che modo si può cercare di accelerare la neurorigenerazione.

Novità sui partner

sistema nervoso centrale e periferico, rappresentato estendendosi dalla testa e nervi del midollo spinale, - sistema nervoso periferico... Una sezione del cervello mostra che è costituito da materia grigia e bianca.

La materia grigia è formata da gruppi di cellule nervose (con le sezioni iniziali dei processi che si estendono dai loro corpi). Accumuli individuali limitati di materia grigia sono chiamati nuclei.

Sintomi di distonia vegeto-vascolare

Questa malattia è caratterizzata da affaticamento, debolezza, mal di testa, tendenza a svenire, mancanza di respiro, scarso adattamento al caldo o a stanze soffocanti, sudorazione eccessiva e altri disturbi.
Questo è causato da cambiamenti patologici in opera sistema nervoso autonomo.
Sistema nervoso autonomo (SNA) - dipartimento del sistema nervoso, che controlla e regola il lavoro di tutti gli organi interni. Questo è un sistema nervoso autonomo, poiché la sua attività non è soggetta alla volontà e al controllo della coscienza umana. ANS è coinvolto nella regolazione di molti biochimici e processi fisiologici per esempio supporta temperatura corporea normale, ottimale livello di pressione sanguigna, è responsabile dei processi di digestione, formazione di urina, per le attività cardiovascolare, sistema endocrino, immunitario, ecc.

Le principali divisioni dell'ANS includono: simpatico e parasimpatico.
La divisione simpatica dell'ANS responsabile di rilassamento dei muscoli del tubo digerente, Vescica urinaria ,

Neurone (cellula nervosa)- il principale elemento strutturale e funzionale del sistema nervoso; ci sono oltre cento miliardi di neuroni nell'uomo. Un neurone è costituito da un corpo e da processi, di solito un processo lungo - un assone e diversi processi brevi e ramificati - dendriti. Gli impulsi seguono i dendriti al corpo cellulare, lungo l'assone - dal corpo cellulare ad altri neuroni, muscoli o ghiandole. Grazie ai processi, i neuroni si contattano tra loro e formano reti neurali e cerchi lungo i quali circolano gli impulsi nervosi. Un neurone, o cellula nervosa, è un'unità funzionale del sistema nervoso. I neuroni sono suscettibili alla stimolazione, cioè sono in grado di essere eccitati e trasmettere impulsi elettrici dai recettori agli effettori. In base alla direzione della trasmissione dell'impulso, si distinguono i neuroni afferenti (neuroni sensoriali), i neuroni efferenti (motoneuroni) e gli interneuroni. Ogni neurone è costituito da un soma (cellule con un diametro da 3 a 100 micron, contenenti un nucleo e altri organelli cellulari immersi nel citoplasma) e processi - assoni e dendriti. In base al numero e alla posizione dei processi, i neuroni sono divisi in neuroni unipolari, neuroni pseudo-unipolari, neuroni bipolari e neuroni multipolari. .

Le funzioni principali di una cellula nervosa sono la percezione di stimoli esterni (funzione del recettore), la loro elaborazione (funzione integrativa) e la trasmissione di influenze neurali ad altri neuroni o vari organi di lavoro (funzione effettrice)

Le caratteristiche dell'implementazione di queste funzioni consentono di dividere tutti i neuroni del sistema nervoso centrale in due grandi gruppi:

1) Cellule che trasmettono informazioni su lunghe distanze (da una parte all'altra del sistema nervoso centrale, dalla periferia al centro, dal centro all'organo esecutivo). Questi sono grandi neuroni afferenti ed efferenti che hanno sul loro corpo e processano un gran numero di sinapsi, sia inibitorie che eccitatorie, e sono capaci di complessi processi di elaborazione delle influenze che li attraversano.

2) Cellule che forniscono connessioni interneuroali all'interno di strutture nervose organiche (neuroni intermedi del midollo spinale, corteccia cerebrale, ecc.). Queste sono piccole cellule che percepiscono le influenze neurali solo attraverso sinapsi eccitatorie. Queste cellule non sono capaci di processi complessi di integrazione delle influenze sinottiche locali dei potenziali; servono come trasmettitori di influenze eccitatorie o inibitorie su altre cellule nervose.

Funzione di percezione di un neurone. Tutti gli stimoli che entrano nel sistema nervoso vengono trasmessi al neurone attraverso alcune parti della sua membrana situate nell'area dei contatti sinaptici. 6.2 Funzione integrativa di un neurone. Un cambiamento generale nel potenziale di membrana di un neurone è il risultato di una complessa interazione (integrazione) di EPSP e TPSP locali di tutte le numerose sinapsi attivate sul corpo e sui dendriti della cellula.

La funzione effettrice del neurone. Con la comparsa del PD, che, contrariamente ai cambiamenti locali nel potenziale di membrana (EPSP e TPSP), è un processo di diffusione, l'impulso nervoso inizia a essere condotto dal corpo della cellula nervosa lungo l'assone a un'altra cellula nervosa o organo funzionante , cioè viene svolta la funzione effettrice del neurone.

Sinapsi nel sistema nervoso centrale.

Sinapsiè una formazione morfofunzionale del sistema nervoso centrale, che assicura la trasmissione di un segnale da un neurone a un altro neurone o da un neurone a una cellula effettrice. Tutte le sinapsi del SNC possono essere classificate come segue.

1... Per localizzazione: centrale e periferico (sinapsi neuromuscolare, neurosecretoria del sistema nervoso autonomo).

2. Per sviluppo nell'ontogenesi: stabile e dinamico, che appare nel processo di sviluppo individuale.

3... Con l'effetto finale: inibitorio ed eccitante.

4... Per meccanismo di trasmissione del segnale: elettrico, chimico, misto.

5. Le sinapsi chimiche possono essere classificate:

ma) tramite modulo di contatto- terminale (connessione a fiasco) e transitorio (espansione assone varicosa);

b) per natura del mediatore- colinergico, adrenergico, dopaminergico

Sinapsi elettriche... È ormai riconosciuto che ci sono sinapsi elettriche nel SNC. Dal punto di vista della morfologia, la sinapsi elettrica è una formazione a fessura (dimensioni della fessura fino a 2 nm) con canali-ponti ionici tra due cellule a contatto. Gli anelli di corrente, in particolare in presenza di un potenziale d'azione (AP), saltano su un tale contatto a fessura quasi senza ostacoli ed eccitano, ad es. indurre la generazione di AP della seconda cellula. In generale, tali sinapsi (chiamate efaps) forniscono una trasmissione dell'eccitazione molto veloce. Ma allo stesso tempo, con l'aiuto di queste sinapsi, non è possibile garantire la conduzione unilaterale, poiché la maggior parte di queste sinapsi ha una conduzione bilaterale. Inoltre, non possono essere utilizzati per forzare una cellula effettrice (una cellula controllata da una determinata sinapsi) a inibirne l'attività. L'analogo della sinapsi elettrica nei muscoli lisci e nel muscolo cardiaco sono le giunzioni gap del tipo nexus.

Sinapsi chimiche. Per struttura, le sinapsi chimiche sono le terminazioni di un assone (sinapsi terminali) o della sua parte varicosa (sinapsi passante), che è riempita con una sostanza chimica - un mediatore. Nella sinapsi si distingue un elemento presinaptico, che è limitato dalla membrana presinaptica, un elemento postsinaptico, che è limitato dalla membrana postsinaptica, nonché la regione extrasinaptica e la fessura sinaptica, la cui dimensione è in media di 50 nm .

Arco riflesso. Classificazione riflessa.

Riflesso- la risposta dell'organismo ai cambiamenti dell'ambiente esterno o interno, effettuata attraverso il sistema nervoso centrale in risposta alla stimolazione dei recettori.

Tutti gli atti riflessi dell'intero organismo sono divisi in riflessi incondizionati e condizionati. riflessi incondizionati sono ereditati, sono inerenti ad ogni specie biologica; i loro archi si formano al momento della nascita e normalmente persistono per tutta la vita. Tuttavia, possono cambiare sotto l'influenza della malattia. riflessi condizionati nascono con lo sviluppo individuale e l'accumulo di nuove competenze. Lo sviluppo di nuove connessioni temporanee dipende dalle mutevoli condizioni ambientali. I riflessi condizionati si formano sulla base dell'incondizionato e con la partecipazione delle parti superiori del cervello. Possono essere classificati in vari gruppi in base a una serie di caratteristiche.

1. Per significato biologico

Un cibo

B.) difensivo

B.) genitale

G.) indicativo

D.) tonico posturale (riflessi della posizione del corpo nello spazio)

E.) locomotore (riflessi del movimento del corpo nello spazio)

2. Dalla posizione dei recettori la cui irritazione è causata da questo atto riflesso

A.) riflesso esterorecettivo - irritazione dei recettori sulla superficie esterna del corpo

B.) riflesso viscerale o interorecettivo - derivante dall'irritazione dei recettori degli organi interni e dei vasi sanguigni

B.) riflesso propriocettivo (miotatico) - irritazione dei recettori dei muscoli scheletrici, delle articolazioni, dei tendini

3. Dalla posizione dei neuroni coinvolti nel riflesso

A.) riflessi spinali - i neuroni si trovano nel midollo spinale

B.) riflessi bulbari - effettuati con la partecipazione obbligatoria dei neuroni del midollo allungato

B.) riflessi mesencefalici - effettuati con la partecipazione di neuroni del mesencefalo

G.) riflessi diencefalici - sono coinvolti i neuroni del diencefalo

D.) riflessi corticali - effettuati con la partecipazione di neuroni nella corteccia cerebrale

Arco riflesso- questo è il percorso lungo il quale la stimolazione (segnale) dal recettore passa all'organo esecutivo. La base strutturale dell'arco riflesso è formata da circuiti neurali costituiti da neuroni recettori, di inserzione ed effettori. Sono questi neuroni e i loro processi che formano il percorso lungo il quale gli impulsi nervosi dal recettore vengono trasmessi all'organo esecutivo durante l'attuazione di qualsiasi riflesso.

Nel sistema nervoso periferico si distinguono gli archi riflessi (circuiti neurali)

Sistema nervoso somatico, innervazione scheletrica e muscolatura

Il sistema nervoso autonomo, che innerva gli organi interni: cuore, stomaco, intestino, reni, fegato, ecc.

L'arco riflesso è composto da cinque sezioni:

1. Recettori che percepiscono l'irritazione e rispondono ad essa con eccitazione. I recettori si trovano nella pelle, in tutti gli organi interni, accumuli di recettori formano gli organi di senso (occhio, orecchio, ecc.).

2. Fibra nervosa sensibile (centripeta, afferente), che trasmette l'eccitazione al centro; un neurone con questa fibra è anche chiamato neurone sensibile. I corpi dei neuroni sensoriali si trovano al di fuori del sistema nervoso centrale - nei nodi nervosi lungo il midollo spinale e vicino al cervello.

3. Centro nervoso, dove avviene il passaggio dell'eccitazione dai neuroni sensoriali ai neuroni motori; I centri della maggior parte dei riflessi motori si trovano nel midollo spinale. Nel cervello ci sono centri di riflessi complessi, come protezione, cibo, orientamento, ecc. Nel centro nervoso

c'è una connessione sinaptica del neurone sensoriale e motorio.

1.Fibra nervosa motoria (centrifuga, efferente) che trasporta l'eccitazione dal sistema nervoso centrale all'organo funzionante; La fibra centrifuga è un lungo processo di un motoneurone. Un neurone è chiamato motoneurone, il cui processo si avvicina all'organo funzionante e gli trasmette un segnale dal centro.

2. Un effettore: un organo funzionante che svolge un effetto, una reazione in risposta alla stimolazione del recettore. Gli effettori possono essere muscoli che si contraggono quando arriva l'eccitazione dal centro, cellule della ghiandola che secernono succo sotto l'influenza dell'eccitazione nervosa o altri organi.

Il concetto di centro nevralgico.

Centro nevralgico- un insieme di cellule nervose, più o meno strettamente localizzate nel sistema nervoso e certamente partecipanti all'attuazione di un riflesso, alla regolazione di una o l'altra funzione del corpo o di uno dei lati di questa funzione. Nei casi più semplici, il centro nervoso è costituito da diversi neuroni, che formano un nodo separato (ganglio).

In ogni N. c. attraverso i canali di ingresso - le corrispondenti fibre nervose - vengono ricevute informazioni dagli organi di senso o da altri N. c. sotto forma di impulsi nervosi. Queste informazioni vengono elaborate dai neuroni di N. del c., i cui processi (assoni) non vanno oltre i suoi limiti. Il collegamento finale sono i neuroni, i cui processi lasciano N. c. e consegnare i suoi impulsi di comando agli organi periferici o ad altri N. c. (canali di uscita). I neuroni che compongono N. c. sono interconnessi mediante sinapsi eccitatorie e inibitorie e formano complessi complessi, le cosiddette reti neurali. Insieme ai neuroni, che sono eccitati solo in risposta ai segnali nervosi in arrivo o all'azione di vari stimoli chimici contenuti nel sangue, la composizione di N. di c. possono includere neuroni pacemaker con un proprio automatismo; hanno la capacità di generare periodicamente impulsi nervosi.

N. localizzazione di c. determinato sulla base di esperimenti con irritazione, distruzione limitata, rimozione o taglio di alcune parti del cervello o del midollo spinale. Se, quando una data parte del sistema nervoso centrale è irritata, si verifica questa o quella reazione fisiologica e quando viene rimossa o distrutta scompare, allora è generalmente accettato che N. c. Si trovi qui, influenzando questa funzione o partecipando a un certo riflesso.

Proprietà dei centri nervosi.

Il centro nervoso (NC) è un insieme di neuroni in varie parti del sistema nervoso centrale che regolano qualsiasi funzione del corpo.

Per condurre l'eccitazione attraverso i centri nervosi, le seguenti caratteristiche sono caratteristiche:

1. Conduzione unifilare, va dall'afferente, attraverso l'intercalare al neurone efferente. Ciò è dovuto alla presenza di sinapsi interneuronali.

2. Il ritardo centrale nella conduzione dell'eccitazione, cioè lungo il NC dell'eccitazione, è molto più lento che lungo la fibra nervosa. Ciò è dovuto al ritardo sinaptico, poiché la maggior parte delle sinapsi si trova nel collegamento centrale dell'arco riflesso, dove la velocità di conduzione è la più bassa. Sulla base di questo, il tempo riflesso è il tempo dall'inizio dell'esposizione allo stimolo alla comparsa di una risposta. Più lungo è il ritardo centrale, più lungo è il tempo di riflesso. Allo stesso tempo, dipende dalla forza dello stimolo. Più è grande, più breve è il tempo di riflesso e viceversa. L'Io è spiegato dal fenomeno della somma delle eccitazioni nelle sinapsi. Inoltre, è determinato dallo stato funzionale del sistema nervoso centrale. Ad esempio, con l'affaticamento di NC, aumenta la durata della reazione riflessa.

3. Sommatoria spaziale e temporale. La somma temporale si verifica, come nelle sinapsi, a causa del fatto che più impulsi nervosi arrivano, più neurotrasmettitore viene rilasciato in essi, maggiore è l'ampiezza dell'EPSP. Pertanto, una reazione riflessa può verificarsi a diversi stimoli successivi sottosoglia. La sommazione spaziale si osserva quando gli impulsi provenienti da diversi recettori dei neuroni vanno al centro nervoso. Quando su di essi agiscono stimoli sottosoglia, si sommano i potenziali postsinaptici derivanti 11 e si genera un AP propagante nella membrana del neurone.

4. Trasformazione del ritmo di eccitazione: un cambiamento nella frequenza degli impulsi nervosi durante il passaggio attraverso il centro nervoso. La frequenza può diminuire o aumentare. Ad esempio, la trasformazione verso l'alto (aumento della frequenza) è dovuta alla dispersione e alla moltiplicazione dell'eccitazione nei neuroni. Il primo fenomeno si verifica a causa della divisione degli impulsi nervosi in diversi neuroni, i cui assoni formano quindi sinapsi su un neurone. In secondo luogo, dalla generazione di diversi impulsi nervosi durante lo sviluppo di un potenziale postsinaptico eccitatorio sulla membrana di un neurone. La trasformazione verso il basso è spiegata dalla somma di diversi EPSP e dall'emergere di un AP nel neurone.

5. Potenziamento post-tetanico, questo è un aumento della reazione riflessa a causa di un'eccitazione prolungata

centro dei neuroni. Sotto l'influenza di molte serie di impulsi nervosi che passano ad alta frequenza attraverso le sinapsi, una grande quantità di neurotrasmettitore viene rilasciata nelle sinapsi interneuronali. Ciò porta ad un progressivo aumento dell'ampiezza del potenziale postsinaptico eccitatorio e ad un'eccitazione prolungata (diverse ore) dei neuroni.

6. L'effetto collaterale è il ritardo nella fine della risposta riflessa dopo la fine dello stimolo. È associato alla circolazione degli impulsi nervosi attraverso i circuiti chiusi dei neuroni.

7. Il tono dei centri nervosi è uno stato di costante attività intensificata. È dovuto alla fornitura costante di impulsi nervosi al NC dai recettori periferici, all'effetto eccitante dei prodotti metabolici e ad altri fattori umorali sui neuroni. Ad esempio, il tono di un determinato gruppo muscolare è una manifestazione del tono dei centri corrispondenti.

8.Automazione o attività spontanea dei centri nervosi. Generazione periodica o costante di IMPULSI nervosi da parte dei neuroni, che sorgono in essi spontaneamente, ad es. in assenza di segnali da altri neuroni o recettori. È causato dalle fluttuazioni nel processore del metabolismo nei neuroni e dall'azione dei fattori umorali su di essi.

9. Plasticità dei centri nervosi. Questa è la loro capacità di modificare le proprietà funzionali. Allo stesso tempo, il centro acquisisce la capacità di svolgere nuove funzioni o ripristinare quelle vecchie dopo il danno. La plasticità degli N.T. risiede la plasticità delle sinapsi e delle membrane neuronali, che possono modificare la loro struttura molecolare.

10. Bassa labilità fisiologica e affaticamento. N.T. può condurre solo impulsi di frequenza limitata. La loro stanchezza è dovuta all'affaticamento delle sinapsi e al metabolismo neuronale alterato.

Inibizione nel sistema nervoso centrale.

L'inibizione nel sistema nervoso centrale impedisce lo sviluppo dell'eccitazione o indebolisce l'eccitazione in corso. Un esempio di inibizione può essere la cessazione di una reazione riflessa, sullo sfondo, l'azione di un altro stimolo più forte. Inizialmente, è stata proposta una teoria chimica unitaria dell'inibizione. Si basava sul principio di Dale: un neurone, un neurotrasmettitore. Secondo lei, l'inibizione è fornita dagli stessi neuroni e sinapsi dell'eccitazione. Successivamente, è stata dimostrata la correttezza della teoria chimica binaria. In accordo con quest'ultimo, l'inibizione è fornita da speciali neuroni inibitori, che sono intercalati. Queste sono le cellule di Renshaw del midollo spinale e i neuroni intermedi di Purkinje. L'inibizione nel sistema nervoso centrale è necessaria per l'integrazione dei neuroni in un singolo centro nervoso. Nel sistema nervoso centrale si distinguono i seguenti meccanismi di inibizione:

1 | Postsinaptico. Nasce nella membrana postsinaptica del soma e nei dendriti dei neuroni, ad es. dopo la sinapsi trasmittente. In queste aree, neuroni inibitori specializzati formano sinapsi asso-dendritiche o assosomatiche (Fig). Queste sinapsi sono glicinergiche. Come risultato dell'esposizione a NLI sui chemocettori della glicina della membrana postsinaptica, i suoi canali del potassio e del cloruro si aprono. Gli ioni di potassio e cloro entrano nel neurone, si sviluppa TPSP. Il ruolo degli ioni cloro nello sviluppo di TPSP: piccolo. Come risultato dell'iperpolarizzazione risultante, l'eccitabilità del neurone diminuisce. La conduzione degli impulsi nervosi attraverso di essa si interrompe. L'alcaloide stricnina può legarsi ai recettori del glicerolo della membrana postsinaptica e disattivare le sinapsi inibitorie. Questo è usato per dimostrare il ruolo dell'inibizione. Dopo l'introduzione della stricnina, l'animale sviluppa crampi in tutti i muscoli.

2. Inibizione presinaptica. In questo caso, il neurone inibitorio forma una sinapsi sull'assone del neurone, avvicinandosi alla sinapsi trasmittente. quelli. tale sinapsi è asso-assonale (Fig). GABA è il mediatore di queste sinapsi. Sotto l'azione del GABA, vengono attivati ​​i canali del cloro della membrana postsinaptica. Ma in questo caso, gli ioni di cloro iniziano a lasciare l'assone. Ciò porta a una piccola depolarizzazione locale, ma a lungo termine, della sua membrana.

Una parte significativa dei canali del sodio della membrana è inattivata, il che blocca la conduzione degli impulsi nervosi lungo l'assone, e quindi il rilascio del neurotrasmettitore nella sinapsi trasmittente. Più la sinapsi inibitoria si trova vicino alla collinetta assonale, più forte è il suo effetto inibitorio. L'inibizione presinaptica è più efficace nell'elaborazione delle informazioni, poiché la conduzione dell'eccitazione è bloccata non nell'intero neurone, ma solo al suo ingresso. Altre sinapsi sul neurone continuano a funzionare.

3. Pessima inibizione. Scoperto da N.E. Vvedensky. Si verifica a una frequenza molto elevata di impulsi nervosi. Si sviluppano una depolarizzazione persistente a lungo termine dell'intera membrana neuronale e l'inattivazione dei suoi canali del sodio. Il neurone diventa non eccitabile.

In un neurone possono sorgere simultaneamente potenziali postsinaptici sia inibitori che eccitatori. A causa di ciò, vengono selezionati i segnali necessari.

I principi di coordinazione dei processi riflessi.

La reazione riflessa nella maggior parte dei casi viene eseguita non da uno, ma da un intero gruppo di ARC riflessi e centri nervosi. Il coordinamento dell'attività riflessa è una tale interazione di centri nervosi e impulsi nervosi che li attraversano, che garantisce l'attività coordinata di organi e sistemi del corpo. Si realizza attraverso i seguenti processi:

1. Rilievo temporaneo e spaziale. Questa è un'intensificazione della reazione riflessa sotto l'azione di un numero di stimoli successivi o la loro azione simultanea su più campi recettivi. È spiegato dal fenomeno della somma nei centri nervosi.

2. L'occlusione è l'opposto del rilievo. Quando la risposta riflessa a due o più stimoli sopra la soglia è inferiore alle risposte alla loro esposizione separata. È associato alla convergenza di diversi impulsi eccitatori su un neurone.

3. Il principio di un percorso finale comune. Sviluppato da C. Sherrington. Si basa sul fenomeno della convergenza. Secondo questo principio, su un motoneurone efferente possono formarsi sinapsi di più afferenti, incluse in più archi riflessi. Questo neurone è chiamato endpoint comune ed è coinvolto in diverse risposte riflesse. Se l'interazione di questi riflessi porta ad un aumento della reazione riflessa generale, tali riflessi sono chiamati alleati. Se tra i segnali afferenti c'è una lotta per un motoneurone - il percorso finale, quindi quelli antagonisti. Come risultato di questa lotta, i riflessi secondari sono indeboliti e si libera un percorso finale comune per quello vitale.

4. Inibizione reciproca. Scoperto da C. Sherrington. Questo è il fenomeno dell'inibizione di un Centro come risultato dell'eccitazione di un altro. quelli. in questo caso il centro antagonista è inibito. Ad esempio, quando i centri di flessione della gamba sinistra sono eccitati dal meccanismo reciproco, vengono inibiti i centri dei muscoli estensori della gamba stessa ei centri dei flessori della destra. In un rapporto di reciprocità sono i centri di inspirazione ed espirazione del midollo allungato. centri del sonno e della veglia, ecc.

5. Il principio di dominante. Scoperto da A.A. Ukhtomsky. Il dominante è il focus predominante dell'eccitazione nel sistema nervoso centrale, che domina altri NC. Il centro dominante fornisce un complesso di riflessi che sono necessari al momento per raggiungere un obiettivo specifico. In determinate condizioni, ci sono il bere, il cibo, la difesa, il sesso e altri dominanti. Le proprietà del focus dominante sono l'eccitabilità aumentata, la persistenza dell'eccitazione, l'elevata capacità di sommatoria, l'inerzia. Queste proprietà sono dovute ai fenomeni di rilievo, irradiazione, con un aumento simultaneo dell'attività dei neuroni inibitori intercalari, che inibiscono i neuroni di altri centri.

6. Il principio dell'afferentazione inversa. I risultati di un atto riflesso sono percepiti dai neuroni dell'afferentazione inversa e le informazioni da essi risalgono al centro nervoso. Lì vengono confrontati con i parametri di eccitazione e la risposta riflessa viene corretta.

Metodi per la ricerca delle funzioni del sistema nervoso centrale.

1. Il metodo di resezione del tronco cerebrale a vari livelli. Ad esempio, tra il midollo allungato e il midollo spinale.

2. Il metodo di estirpazione (rimozione) o distruzione di parti del cervello.

3. Metodo di stimolazione di varie parti e centri del cervello.

4. Metodo anatomico e clinico. Osservazione clinica dei cambiamenti nelle funzioni del sistema nervoso centrale con la sconfitta di una qualsiasi delle sue parti, seguita da esame patologico.

5. Metodi elettrofisiologici:

ma. Elettroencefalografia: registrazione dei biopotenziali cerebrali dalla superficie del cuoio capelluto. La tecnica è stata sviluppata e implementata nella clinica da G. Berger.

b. La registrazione dei biopotenziali di diversi centri nervosi viene utilizzata insieme alla tecnica stereotassica, in cui gli elettrodi vengono inseriti in un nucleo rigorosamente definito utilizzando micromanipolatori nel metodo dei potenziali evocati, registrazione dell'attività elettrica delle aree cerebrali durante la stimolazione elettrica dei recettori periferici o di altre aree;

6. Metodo di somministrazione intracerebrale di sostanze mediante microinoforesi.

7. Cronoreflessometria - determinazione del tempo dei riflessi.

Riflessi del midollo spinale.

Funzione riflessa. I centri nervosi del midollo spinale sono segmentali o centri di lavoro. I loro neuroni sono direttamente collegati ai recettori e agli organi funzionanti. Oltre al midollo spinale, tali centri si trovano nel midollo allungato e nel mesencefalo. I centri soprasegmentali, ad esempio il diencefalo, la corteccia cerebrale, non hanno una connessione diretta con la periferia. Lo governano attraverso centri segmentali. I motoneuroni del midollo spinale innervano tutti i muscoli del tronco, degli arti, del collo e dei muscoli respiratori: il diaframma e i muscoli intercostali.

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neuroni

Negli animali superiori, le cellule nervose formano gli organi del sistema nervoso centrale (SNC) - il cervello e il midollo spinale - e il sistema nervoso periferico (SNP), che comprende i nervi e i loro processi che collegano il sistema nervoso centrale con muscoli, ghiandole, e recettori.

Struttura

Le cellule nervose non vengono riprodotte per mitosi (divisione cellulare). I neuroni sono chiamati cellule amitotiche: se vengono distrutti, non si rigenerano più. I gangli sono fasci di cellule nervose al di fuori del sistema nervoso centrale. Tutti i neuroni sono costituiti dai seguenti elementi.

Corpo cellulare... Questo è il nucleo e il citoplasma.

assone.È un processo lungo e sottile che trasporta le informazioni dal corpo cellulare ad altri kayak attraverso connessioni chiamate sinapsi. Alcuni assoni sono lunghi meno di un centimetro, mentre altri sono più lunghi di 90 cm La maggior parte degli assoni si trova in una sostanza protettiva chiamata guaina mielinica, che aiuta ad accelerare la trasmissione degli impulsi nervosi. Le costrizioni sull'assone a un certo intervallo sono chiamate intercettazioni di Ranvier.

Dendriti.È una rete di fibre corte che si estendono dall'assone o dal corpo cellulare e collegano le estremità degli assoni da altri neuroni. I dendriti ricevono informazioni per la cellula ricevendo e trasmettendo segnali. Ogni neurone può avere centinaia di dendriti.

Struttura del neurone

Funzioni

I neuroni sono in contatto elettrochimico tra loro, trasmettendo impulsi in tutto il corpo.

guaina mielinica

... Le cellule di Schwann si sono avvolte attorno a uno o più assoni (ma) formando la guaina mielinica.
... È costituito da diversi strati (possibilmente 50-100) di membrane plasmatiche (b), tra i quali circola citosol liquido (citoplasma, privo di ipocondria e altri elementi del reticolo endoplasmatico), ad eccezione dello strato superiore (nel).
... La guaina mielinica attorno all'assone lungo è divisa in segmenti, ciascuno dei quali è formato da una cellula di Schwann separata.
... I segmenti adiacenti sono separati da costrizioni chiamate intercettazioni di Ranvier (d) dove l'assone non ha una guaina mielinica.

Impulsi nervosi

Negli animali superiori, i segnali vengono inviati in tutto il corpo e dal cervello sotto forma di impulsi elettrici trasmessi attraverso i nervi. I nervi creano impulsi quando c'è un cambiamento fisico, chimico o elettrico nella membrana cellulare.

1 neurone a riposo

Un neurone a riposo ha una carica negativa all'interno della membrana cellulare (a) e una carica positiva al di fuori di questa membrana (b). Questo fenomeno è chiamato potenziale residuo della membrana.

È supportato da due fattori:

Diversa permeabilità della membrana cellulare per gli ioni sodio e potassio, che hanno la stessa carica positiva. Il sodio si diffonde (passa) nella cellula più lentamente di quanto il potassio la lasci.

Scambio sodio-potassio, in cui più ioni positivi lasciano la cellula che entrano in essa. Di conseguenza, più ioni positivi si accumulano all'esterno della membrana cellulare che al suo interno.

2 Neurone stimolato

Quando un neurone viene stimolato, la permeabilità di qualsiasi parte (c) della membrana cellulare cambia. Gli ioni di sodio positivi (g) iniziano a penetrare nella cellula più velocemente rispetto alla posizione di riposo, il che porta ad un aumento del potenziale positivo all'interno della cellula. Questo fenomeno è chiamato depolarizzazione.

3 Impulso nervoso

La depolarizzazione si diffonde gradualmente all'intera membrana cellulare (e). A poco a poco, le cariche ai lati della membrana cellulare cambiano (non per qualche tempo). Questo fenomeno è chiamato polarizzazione inversa. Questo è, infatti, un impulso nervoso che viene trasmesso lungo la membrana cellulare di una cellula nervosa.

4 Ripolarizzazione

La permeabilità della membrana cellulare cambia di nuovo. Gli ioni sodio positivi (Na+) iniziano a fuoriuscire dalla cellula (e). Infine, si forma nuovamente una carica positiva all'esterno della cellula e una carica positiva al suo interno. Questo processo è chiamato ripolarizzazione.

Ultimo aggiornamento: 29/09/2013

Sinapsi - definizione, struttura, ruolo della sinapsi nella struttura del sistema nervoso

Una sinapsi nella struttura del sistema nervoso è una piccola area all'estremità di un neion responsabile del trasferimento di informazioni tra le cellule nervose. Due cellule sono coinvolte nella sua formazione: trasmettere e percepire.

Definizione del concetto

Una sinapsi è una piccola sezione alla fine di un neurone. Con il suo aiuto, le informazioni vengono trasmesse da un neurone all'altro. Le sinapsi si trovano in quelle parti delle cellule nervose dove entrano in contatto tra loro. Inoltre, ci sono sinapsi in cui le cellule nervose si collegano a vari muscoli o ghiandole del corpo.

struttura sinapsi

La struttura di una sinapsi è composta da tre parti, ognuna delle quali ha le proprie funzioni nel processo di trasmissione delle informazioni. Nella sua struttura sono coinvolte entrambe le cellule, sia trasmittenti che riceventi.

Alla fine dell'assone della cellula trasmittente c'è la parte iniziale della sinapsi - la fine presinaptica. È in grado di innescare un lancio nella cellula (il termine ha diversi nomi - "neurotrasmettitori", "mediatori", "mediatori") - sostanze chimiche speciali, grazie alle quali si realizza la trasmissione di un segnale elettrico tra due neuroni.

La parte centrale della sinapsi è la fessura sinaptica, lo spazio tra due cellule nervose interagenti. È attraverso questo spazio che passa l'impulso elettrico dalla cellula trasmittente.

La parte finale della sinapsi è la cellula ricevente ed è chiamata terminale postsinaptico - un frammento di contatto di una cellula con molti recettori sensibili nella sua struttura.

Come funziona la sinapsi

Dal terminale presinaptico lungo l'assone del neurone, una carica elettrica passa dalla cellula trasmittente alla cellula ricevente. Attiva il rilascio di neurotrasmettitori nella fessura sinaptica. Questi mediatori si muovono attraverso la fessura sinaptica fino all'estremità postsinaptica della cellula successiva, dove interagiscono con i suoi numerosi recettori. Questo processo provoca una catena di reazioni biochimiche e, di conseguenza, provoca il lancio di un impulso elettrico con una breve variazione del suo potenziale nell'area cellulare. Questo fenomeno è noto come potenziale d'azione (o onda di eccitazione quando viene trasmesso un segnale nervoso).