Нервная ткань человека в организме имеет несколько мест преимущественной локализации. Это мозг (спинной и головной), вегетативные ганглии и вегетативная нервная система (метасимпатический отдел). Головной мозг человека складывается из совокупности нейронов, общее число которых составляет не один миллиард. Сам же нейрон состоит из сома - тела, а также отростков, которые получают информацию от остальных нейронов - дендритов, и аксона, являющегося удлиненной структурой, передающей информацию от тела к дендритам других нервных клеток.
Различные варианты отростков у нейронов
Нервная ткань включает в себя в общей совокупности до триллиона нейронов различной конфигурации. Они могут быть униполярными, мультиполярными или биполярными в зависимости от количества отростков. Униполярные варианты с одним отростком встречаются у человека нечасто. Они обладают только одним отростком - аксоном. Такая единица нервной системы распространена у беспозвоночных животных (тех, которых нельзя отнести к млекопитающим, гадам, птицам и рыбам). При этом стоит учитывать, что по современной классификации к числу беспозвоночных относится до 97% всех видов животных, описанных к настоящему времени, поэтому униполярные нейроны достаточно широко представлены в земной фауне.
Нервная ткань с псевдоуниполярными нейронами (имеют один отросток, но раздвоенный на кончике) встречается у высших позвоночных в черепно-мозговых и спинно-мозговых нервах. Но чаще у позвоночных имеются в наличии биполярные образцы нейронов (есть и аксон, и дендрит) или мультиполярные (аксон один, а дендритов - несколько).
Классификация нервных клеток
Какую еще классификацию имеет нервная ткань? Нейроны в ней могут выполнять разные функции, поэтому среди них выделяют ряд типов, в том числе:
- Афферентные нервные клетки, они же чувствительные, центростремительные. Эти клетки имеют небольшие размеры (относительно других клеток такого же типа), обладают разветвленным дендритом, связаны с функциями рецепторов сенсорного типа. Они расположены вне центральной нервной системы, имеют один отросток, расположенный в контакте с каким-либо органом, и другой отросток, направленный в спинной мозг. Эти нейроны создают импульсы под воздействием на органы внешней среды или каких-либо изменений в самом теле человека. Особенности нервной ткани, сформированной за счет чувствительных нейронов, таковы, что в зависимости от подвида нейронов (моносенсорные, полисенсорные или бисенсорные) могут получаться реакции, как строго на один раздражитель (моно), так и на несколько (би-, поли-). К примеру, нервные клетки во вторичной зоне на коре больших полушарий (зрительная зона) могут обрабатывать как зрительные, так и звуковые раздражители. Информация идет от центра к периферии и обратно.
- Двигательные (эфферентные, моторные) нейроны передают информацию от центральной нервной системы к периферии. У них длинный аксон. Нервная ткань образует здесь продолжение аксона в виде периферических нервов, которые подходят к органам, мышцам (гладким и скелетным) и ко всем железам. Скорость прохождения возбуждения через аксон в нейронах такого типа очень велика.
- Нейроны вставочного типа (ассоциативные) отвечают за передачу информации от чувствительного нейрона на двигательный. Ученые предполагают, что нервная ткань человека состоит из таких нейронов на 97-99%. Их преимущественной дислокацией является серое вещество в центральной нервной системе, и они могут быть тормозными или возбуждающими в зависимости от выполняемых функций. Первые из них имеют возможность не только передать импульс, но и модифицировать его, усиливая эффективность.
Специфические группы клеток
Помимо вышеуказанных классификаций нейроны могут быть фоновоактивными (реакции проходят безо всякого внешнего воздействия), другие же дают импульс только при применении к ним какой-то силы. Отдельную группу нервных клеток составляют нейроны-детекторы, которые могут избирательно реагировать на какие-то сенсорные сигналы, которые имеют поведенческое значение, они нужны для распознавания образов. К примеру, в новой коре имеются клетки, которые особенно чувствительны к данным, описывающим что-то, схожее с лицом человека. Свойства нервной ткани здесь таковы, что нейрон дает сигнал при любом расположении, цвете, размере «лицевого раздражителя». В зрительной же системе есть нейроны, отвечающие за детекцию сложных физических явлений вроде приближения и удаления предметов, циклические движения и др.
Нервная ткань образует в ряде случаев комплексы, очень важные для работы головного мозга, поэтому некоторые нейроны имеют персональные имена в честь открывших их ученых. Это клетки Беца, очень крупные по размерам, обеспечивающие связь двигательного анализатора через корковый конец с моторными ядрами в стволах головного мозга и ряда отделов спинного мозга. Это и тормозные клетки Реншоу, наоборот, небольшие по размерам, помогающие стабилизировать мотонейроны при удержании нагрузки, к примеру, на руку и для поддержания расположения тела человека в пространстве и др.
На каждый нейрон приходится около пяти нейроглий
Строение нервных тканей включает в себя еще один элемент под названием «нейроглия». Эти клетки, которые называют еще глиальными или глиоцитами, по размерам в 3-4 раза меньше самих нейронов. В мозге человека нейроглий в пять раз больше, чем нейронов, что, возможно, обуславливается тем, что нейроглии поддерживают работу нейронов, выполняя различные функции. Свойства нервной ткани данного вида таковы, что у взрослых людей глиоциты являются возобновляющимися, в отличие от нейронов, которые не восстанавливаются. К функциональным «обязанностям» нейроглий относится создание гематоэнцефалического барьера с помощью глиоцитов-астроцитов, которые не дают проникнуть в мозг всем крупным молекулам, патологическим процессам и многим лекарствам. Глиоциты-олегодендроциты - мелкие по размерам, образуют вокруг аксонов у нейронов жироподобный миелиновый футляр, несущий защитную фукнцию. Также нейроглии обеспечивают опорную, трофическую, разграничительную и др. функции.
Другие элементы нервной системы
Некоторые ученые в строение нервных тканей включают и эпендиму - тонкий слой клеток, которые выстилают центральный канал спинного мозга и стенки желудочков мозга. В массе своей эпендима однослойна, состоит из клеток цилиндрической формы, в третьем и четвертом желудочках мозга она имеет несколько слоев. Составляющие эпендиму клетки, эпендимоциты, выполняют секреторную, разграничительную и опорную функции. Их тела вытянуты по форме и имеют на концах «реснички», за счет движения которых производится перемещение спинномозговой жидкости. В третьем желудочке головного мозга находятся особенные эпендимные клетки (танициты), которые, как полагается, передают данные о составе спинномозговой жидкости в специальный отдел гипофиза.
«Бессмертные» клетки с возрастом исчезают
Органы нервной ткани, по широко распространенному определению, включают в себя также стволовые клетки. К ним относят незрелые образования, которые могут становиться клетками разных органов и тканей (потентность), проходить процесс самообновления. По сути, развитие любого многоклеточного организма начинается со стволовой клетки (зиготы), из которой делением и дифференцировкой получаются все остальные виды клеток (у человека их более двухсот двадцати). Зигота представляет собой тотипотентную стволовую клетку, которая дает начало полноценному живому организму за счет трехмерной дифференцировки в единицы экстраэмбриональных и эмбриональных тканей (через 11 дней после оплодотворения у человека). Потомками тотипотентных клеток являются плюрипотетные, которые дают начало элементам зародыша - энтодерме, мезодерме и эктодерме. Из последней как раз и развивается нервная ткань, кожный эпителий, отделы кишечной трубки и органы чувств, поэтому стволовые клетки - это неотъемлемая и важная часть нервной системы.
Стволовых клеток в организме человека очень мало. К примеру, у эмбриона имеется одна такая клетка на 10 тысяч, а у пожилого человека в возрасте около 70 лет - одна на пять-восемь миллионов. Стволовые клетки обладают, помимо вышеуказанной потентности, такими свойствами, как «хоуминг» - способность клетки после введения прибывать в зону повреждения и исправлять сбои, выполняя утраченные функции и сохраняя теломер клетки. В других клетках при делении теломер в части своей утрачивается, а в опухолевых, половых и стволовых есть так называемая телоразмерная активность, в ходе которой концы хромосом автоматически надстраиваются, что дает бесконечную возможность клеточных делений, то есть бессмертие. Стволовые клетки, как своеобразные органы нервной ткани, обладают таким высоким потенциалом за счет избытка информационной рибонуклеиновой кислоты для всех трех тысяч генов, которые участвую в первых этапах развития зародыша.
Основными источниками стволовых клеток выступают эмбрионы, плодный материал после аборта, пуповинная кровь, костный мозг, поэтому с октября 2011 года решением Европейского суда запрещены манипуляции с эмбриональными стволовыми клетками, так как эмбрион признан человеком с момента оплодотворения. В России допущено лечение собственными стволовыми клетками и донорскими для ряда заболеваний.
Вегетативная и соматическая нервная система
Ткани нервной системы пронизывают весь наш организм. От центральной нервной системы (головной, спиной мозг) отходят многочисленные периферические нервы, соединяющие органы тела с ЦНС. Отличием периферической системы от центральной является то, что она не защищена костями и поэтому легче подвергается различным повреждениям. По функциям нервная система подразделяется на вегетативную нервную систему (отвечает за внутреннее состояние человека) и соматическую, которая осуществляет контакты с раздражителями внешней среды, получает сигналы без перехода на подобные волокна, контролируется осознанно.
Вегетативная же дает, скорее, автоматическую, непроизвольную обработку поступающих сигналов. К примеру, симпатический отдел вегетативной системы при надвигающейся опасности повышает давление человека, увеличивает пульс и уровень адреналина. Парасимпатический отдел задействован, когда человек отдыхает, - зрачки у него сужаются, сердцебиение замедляется, кровеносные сосуды расширяются, стимулируется работа половой и пищеварительной систем. Функции нервных тканей энтерального отдела вегетативной нервной системы включают в себя ответственность за все процессы пищеварения. Самым главным органом вегетативной нервной системы является гипотоламус, который связан с эмоциональными реакциями. Стоит помнить, что импульсы в вегетативных нервах могут расходиться на находящиеся рядом волокна такого же типа. Поэтому эмоции способны отчетливо влиять на состояние самых разных органов.
Нервы контролируют мышцы и не только
Нервная и мышечная ткань в теле человека тесно взаимодействуют между собой. Так, основные спинномозговые нервы (отходят от спинного мозга) шейного отдела отвечают за движение мышц у основания шеи (первый нерв), обеспечивают двигательный и сенсорный контроль (2-й и 3-й нерв). Грудобрюшной нерв, продолжающийся от пятого, третьего и второго спинномозговых нервов, управляет диафрагмой, поддерживая процессы самопроизвольного дыхания.
Спинномозговые нервы (с пятого по восьмой) в совокупности с нервом грудинной области создают плечевое нервное сплетение, которое позволяет функционировать рукам и верхней части спины. Строение нервных тканей здесь кажется сложным, однако оно высокоорганизованно и немного различается у разных людей.
В общей сложности у человека 31 пара спинномозговых нервных выходов, восемь из которых находятся в шейном отделе, 12 в грудном, по пять в поясничном и крестцовом отделах и один в копчиковом. Кроме того, выделяют двенадцать черепно-мозговых нервов, идущих от мозгового ствола (отдел мозга, продолжающий спинной мозг). Они отвечают за обоняние, зрение, движение глазного яблока, движение языка, мимику лица и др. Кроме того, десятый нерв здесь отвечает за информацию от груди и живота, а одиннадцатый за работу трапециевидной и кивательной мышц, которые находятся частично вне головы. Из крупных элементов нервной системы стоит упомянуть крестцовое сплетение нервов, поясничное, межреберные нервы, бедренные нервы и симпатический нервный ствол.
Нервная система в животном мире представлена самыми различными образцами
Нервная ткань животных зависит от того, к какому классу относится рассматриваемое живое существо, хотя в основе всего лежат опять же нейроны. В биологической систематике животным считается создание, имеющее в клетках ядро (эукариот), способное к движению и питающееся готовыми органическими соединениями (гетеротрофность). А это значит, что можно рассматривать как нервную систему кита, так и, к примеру, червя. Мозг некоторых из последних, в отличие от человеческого, содержит не более трех сотен нейронов, а остальная система представляет собой комплекс нервов вокруг пищевода. Нервные окончания, выходящие к глазам, в ряде случаев отсутствуют, так как у живущих под землей червей нет зачастую самих глаз.
Вопросы для размышлений
Функции нервных тканей в животном мире ориентированы в основном на то, чтобы их владелец успешно выживал в окружающей среде. При этом природа таит множество загадок. К примеру, зачем пиявке мозг с 32 нервными узлами, каждый из которых сам по себе мини-мозг? Почему у самого маленького в мире паука этот орган занимает до 80% полости всего тела? Встречаются и явные диспропорции в размерах самого животного и частей его нервной системы. Гигантские кальмары располагают главным «органом для размышлений» в виде «пончика» с дыркой посредине и весом около 150 грамм (при общем весе до 1,5 центнеров). И это все может быть предметом размышлений для мозга человека.
Главный компонент мозга человека или другого млекопитающего – нейрон (другое название – неврон). Именно эти клетки образуют нервную ткань. Наличие невронов помогает приспособиться к условиям окружающей среды, чувствовать, мыслить. С их помощью передается сигнал в нужный участок тела. Для этой цели используются нейромедиаторы. Зная строение нейрона, его особенности, можно понять суть многих заболеваний и процессов в тканях мозга.
В рефлекторных дугах именно нейроны отвечают за рефлексы, регуляцию функций организма. Трудно найти в организме другой вид клеток, который отличался бы таким многообразием форм, размеров, функций, строения, реактивности. Мы выясним каждое различие, проведем их сравнение. В нервной ткани содержатся нейроны и нейроглия. Подробно рассмотрим строение и функции нейрона.
Благодаря своему строению нейрон является уникальной клеткой с высокой специализацией. Он не только проводит электрические импульсы, но и генерирует их. В ходе онтогенеза нейроны утратили возможность размножаться. При этом в организме присутствуют разновидности нейронов, каждой из которых отводится своя функция.
Нейроны покрыты крайне тонкой и при этом очень чувствительной мембраной. Ее называют нейролеммой. Все нервные волокна, а точнее их аксоны, покрыты миелином. Миелиновая оболочка состоит из глиальных клеток. Контакт между двумя нейронами называется синапс.
Строение
Внешне нейроны очень необычны. У них есть отростки, количество которых может варьироваться от одного до множества. Каждый участок выполняет свою функцию. По форме нейрон напоминает звезду, которая находится в постоянном движении. Его формируют:
- сома (тело);
- дендриты и аксоны (отростки).
Аксон и дендрит есть в строении любого нейрона взрослого организма. Именно они проводят биоэлектрические сигналы, без которых не могут происходить никакие процессы в человеческом теле.
Выделяют разные виды нейронов. Их отличие кроется в форме, размере, количестве дендритов. Мы подробно рассмотрим строение и виды нейронов, разделение их на группы, проведем сравнение типов. Зная виды нейронов и их функции, легко понять, как устроен мозг и ЦНС.
Анатомия невронов отличается сложностью. Каждый вид имеет свои особенности строения, свойства. Ими заполнено все пространство головного и спинного мозга. В теле каждого человека встречается несколько видов. Они могут участвовать в разных процессах. При этом данные клетки в процессе эволюции утратили способность к делению. Их количество и связь относительно стабильны.
Нейрон – это конечный пункт, который подает и принимает биоэлектрический сигнал. Эти клетки обеспечивают абсолютно все процессы в теле и имеют первостепенную важность для организма.
В теле нервных волокон содержится нейроплазма и чаще всего одно ядро. Отростки специализируются на определенных функциях. Они делятся на два вида – дендриты и аксоны. Название дендритов связано с формой отростков. Они действительно похожи на дерево, которое сильно ветвится. Размер отростков – от пары микрометров до 1-1,5 м. Клетка с аксоном без дендритов встречается только на стадии эмбрионального развития.
Задача отростков – воспринимать поступающие раздражения и проводить импульс к телу непосредственно нейрона. Аксон нейрона отводит от его тела нервные импульсы. У неврона лишь один аксон, но он может иметь ветви. При этом появляется несколько нервных окончаний (два и больше). Дендритов может быть много.
По аксону постоянно курсируют пузырьки, которые содержат ферменты, нейросекреты, гликопротеиды. Они направляются от центра. Скорость движения некоторых из них – 1-3 мм в сутки. Такой ток называют медленным. Если же скорость движения 5-10 мм в час, подобный ток относят к быстрому.
Если веточки аксона отходят от тела неврона, то дендрит ветвится. У него много веточек, а конечные являются самыми тонкими. В среднем насчитывается 5-15 дендритов. Они существенно увеличивают поверхность нервных волокон. Именно благодаря дендритам, невроны легко контактируют с другими нервными клетками. Клетки с множеством дендритов называют мультиполярными. Их в мозге больше всего.
А вот биполярные располагаются в сетчатке и аппарате внутреннего уха. У них лишь один аксон и дендрит.
Не существует нервных клеток, у которых вовсе нет отростков. В организме взрослого человека присутствуют невроны, у которых минимум есть по одному аксону и дендриту. Лишь у нейробластов эмбриона есть единственный отросток – аксон. В будущем на смену таким клеткам приходят полноценные.
В нейронах, как и во множестве других клеток, присутствуют органеллы. Это постоянные составляющие, без которых они не способны существовать. Органеллы расположены глубоко внутри клеток, в цитоплазме.
У невронов есть крупное круглое ядро, в котором содержится деконденсированный хроматин. В каждом ядре имеется 1-2 довольно крупных ядрышка. В ядрах в большинстве случаев содержится диплоидный набор хромосом. Задача ядра – регулировать непосредственный синтез белков. В нервных клетках синтезируется много РНК и белков.
Нейроплазма содержит развитую структуру внутреннего метаболизма. Тут много митохондрий, рибосом, есть комплекс Гольджи. Также есть субстанция Ниссля, которая синтезирует белок нервных клеток. Данная субстанция находится вокруг ядра, а также на периферии тела, в дендритах. Без всех этих компонентов не получится передать или принять биоэлектрический сигнал.
В цитоплазме нервных волокон имеются элементы опорно-двигательной системы. Они располагаются в теле и отростках. Нейроплазма постоянно обновляет свой белковый состав. Она перемещается двумя механизмами – медленным и быстрым.
Постоянное обновление белков в невронах можно рассматривать, как модификацию внутриклеточной регенерации. Популяция их при этом не меняется, так как они не делятся.
Форма
У невронов могут быть разные формы тела: звездчатые, веретенообразные, шаровидные, в форме груши, пирамиды и т.д. Они составляют различные отделы головного и спинного мозга:
- звездчатые – это мотонейроны спинного мозга;
- шаровидные создают чувствительные клетки спинномозговых узлов;
- пирамидные составляют кору головного мозга;
- грушевидные создают ткань мозжечка;
- веретенообразные входят в состав ткани коры больших полушарий.
Есть и другая классификация. Она делит нейроны по строению отростков и их числу:
- униполярные (отросток лишь один);
- биполярные (есть пара отростков);
- мультиполярные (отростков много).
Униполярные структуры не имеют дендритов, они не встречаются у взрослых, а наблюдаются в ходе развития эмбриона. У взрослых есть псевдоуниполярные клетки, у которых есть один аксон. Он разветвляется на два отростка в месте выхода из клеточного тела.
У биполярных невронов по одному дендриту и аксону. Их можно найти в сетчатке глаз. Они передают импульс от фоторецепторов к ганглионарным клеткам. Именно клетки ганглии образуют зрительный нерв.
Большую часть нервной системы составляют невроны с мультиполярной структурой. У них много дендритов.
Размеры
Разные типы нейронов могут существенно отличаться по размерам (5-120 мкм). Есть очень короткие, а есть просто гигантские. Средний размер – 10-30 мкм. Самые большие из них – мотонейроны (они есть в спинном мозге) и пирамиды Беца (этих гигантов можно найти в больших полушариях мозга). Перечисленные типы нейронов относятся к двигательным или эфферентным. Они столь велики потому, что должны принимать очень много аксонов от остальных нервных волокон.
Удивительно, но отдельные мотонейроны, расположенные в спинном мозге, имеют около 10-ти тыс. синапсисов. Бывает, что длина одного отростка достигает 1-1,5 м.
Классификация по функциям
Существует также классификация нейронов, которая учитывает их функции. В ней выделяют нейроны:
- чувствительные;
- вставочные;
- двигательные.
Благодаря «двигательным» клеткам приказы отправляются к мышцам и железам. Они отправляют импульсы от центра к периферии. А вот по чувствительным клеткам сигнал отправляется от периферии непосредственно к центру.
Итак, нейроны классифицируют по:
- форме;
- функциям;
- числу отростков.
Невроны могут быть не только в головном, но и в спинном мозге. Они также присутствуют в сетчатке глаз. Данные клетки выполняют сразу несколько функций, они обеспечивают:
- восприятие внешней среды;
- раздражение внутренней среды.
Нейроны участвуют в процессе возбуждения и торможения мозга. Полученные сигналы отправляются в ЦНС благодаря работе чувствительных нейронов. Тут импульс перехватывается и передается через волокно в нужную зону. Его анализирует множество вставочных нейронов головного или спинного мозга. Дальнейшую работу выполняет двигательный нейрон.
Нейроглия
Невроны не способны делиться, потому и появилось утверждение, что нервные клетки не восстанавливаются. Именно поэтому их следует оберегать с особой тщательностью. С основной функцией «няни» справляется нейроглия. Она находится между нервными волокнами.
Эти мелкие клетки отделяют нейроны друг от друга, удерживают их на своем месте. У них длинный список функций. Благодаря нейроглии сохраняется постоянная система установленных связей, обеспечивается расположение, питание и восстановление нейронов, выделяются отдельные медиаторы, фагоцитируется генетически чужое.
Ткань состоит из клеток - нейронов и нейроглии (межклеточного вещества). Также она содержит рецепторные клетки.
- Нейроны . Нервные клетки, состоящие из ядра, органоидов и цитоплазматических отростков. Небольшим отросткам, подводящим к телу импульсы, дали название дендриты, более длинные и тонкие отростки называют аксонами.
- Клетки нейроглии в основном сосредоточены в ЦНС, где их количество в 10 раз превышает наличие нейронов. Они заполняют пространство между нервными клетками и обеспечивают их необходимыми питательными элементами.
Виды нейронов по количеству отростков
1.Имеют один отросток (униполярные);
2.Отросток делится на 2 ветви (псевдоуниполярные);
3.Два отростка: дендрит и аксон (биполярные);
4.Один аксон и много дендритов (мультиполярные).
Уникальное свойство нервной ткани
Нервная ткань, в отличие от остальных, имеет свойство передачи возбуждения по нервным волокнам. Такое свойство называется проводимостью и имеет свои закономерности распространения.
Функции нервной ткани
Строительная
Особенности строения нервной ткани, позволяют ей быть материалом для построения головного и спинного мозга. Также из нее полностью состоит периферическая нервная система, куда входят: нервные узлы, пучки нервов (волокна) и сами нервы.
Переработка поступающей информации
Нервные клетки выполняют следующие функции: восприятие и анализ информации раздражения и трансформацию данной информации в электрический импульс или сигнал, они наделены особой способностью вырабатывать для этого активные вещества.
Регулирование слаженной работы
Нервная ткань в свою очередь использует свойства нейронов для регулирования и согласования работы всех органов и систем организма человека. Кроме того, данная ткань помогает ему во время адаптироваться к неблагоприятным условиям внешней и внутренней среды.
Мочеобразование имеет три фазы:
Клубочковая фильтрация.
Канальцеваяреабсорбция.
Канальцевая секреция.
Клубочковаяфильтрация происходит в почечном тельце и путём ультрафильтрации плазмы крови из клубочка капилляров в просвет капсулы Боумена-Шумлянского. Фильтрация происходит приАД не менее 30 мм рт. ст. Это критическая величина, соответствующая минимальному пульсовому давлению.
Трёхслойный фильтр почечного тельца напоминает три сита, вставленных одно в другое. Фильтрат - первичная моча - образуется в количестве 125 мл/мин или 170-180 л в сутки и содержит все компоненты плазмы крови, кроме крупномолекулярного белка.
Фазы реабсорбции и секреции происходят в канальцах нефрона и начале собирательных трубочек. Эти процессы протекают параллельно, так как одни вещества преимущественно реабсорбируются, а другие - частично или полностью секретируются.
Реабсорбция - обратное всасывание в капилляры канальцевой сети из первичной мочи воды и других необходимых организму веществ: аминокислот, глюкозы, витаминов, электролитов, воды. Реабсорбция происходит как пассивно, с помощью диффузии и осмоса, т.е. без затраты энергии, так и активно, с участием ферментов и с затратой энергии (5).
Секреция - функция эпителия канальцев, благодаря которой из крови канальцевой капиллярной сети удаляются вещества, не прошедшие почечный фильтр или же содержащиеся в крови в больших количествах: белковые шлаки, лекарства, пестициды, некоторые краски и др. Для выведения этих веществ эпителий канальцев секретирует ферменты. Почечный эпителий может также синтезировать некоторые вещества, например, гиппуровую кислоту или аммиак, и выделять их непосредственно в канальцы.
Таким образом, секреция - процесс противоположный по направлению реабсорбции (реабсорбция осуществляется из канальцев в кровь; секреция - из крови в канальцы).
В почечных канальцах происходит своеобразное «разделение труда».
В проксимальном канальце происходит максимальнаяреабсорбция воды и всех растворённых в ней веществ - до 65- 85% фильтрата. Сюда же секретируются почти все вещества, кроме калия. Микроворсинки почечного эпителия увеличивают площадь всасывания.
В петле Генле происходит реабсорбция основных ионов электролитов и воды (15-35% фильтра).
В дистальном канальце и собирательных трубочках секретируются ионы калия и реабсорбируется вода. Здесь начинает формироваться конечная моча (рис. 20.6).
В выведении из организма белковых шлаков, лекарств и других чужеродных веществ большую роль играет секреция.
Образование конечной мочи
Конечнаямоча образуется в собирательных трубочках со скоростью 1 мл/мин или 1-1,5 л/сут. Содержание в ней шлаков в десятки раз превышает содержание их в крови (мочевины - в 65 раз, креатинина - в 75 раз, сульфатов - в 90 раз), что объясняется концентрацией мочи, в основном в петле Генле и собирательных трубочках. Это связано с прохождением петель Генле и собирательных трубочек через мозговой слой почки, тканевая жидкость которого имеет высокую концентрацию ионов натрия, что стимулирует реабсорбцию воды в кровь (поворотно-противоточный механизм).
Таким образом, мочеобразование - сложный процесс, в котором принимают участие клубочковая фильтрация, канальцевая активная и пассивная реабсорбция, канальцевая секреция, экскретируемые из организма вещества. В связи с этим почкам необходимо большое количество кислорода (в 6-7 раз больше на единицу массы, чем мышцам).
Механизм мочеобразования
Моча образуется путём фильтрации крови почками и является сложным продуктом деятельности нефронов. Вся кровь, содержащаяся в организме (5-6 литров) проходит через почки за 5 минут, а в течение суток через них протекает 1000-1500 л. крови. Такой обильный кровоток позволяет за короткое время удалить все вредные для организма вещества.
мочеиспускание фильтрация реабсорбция цвет
Процесс образования мочи в нефронах состоит из 3-х этапов: фильтрация, реабсорбция (обратное всасывание) и канальцевая секреция.
I. Фильтрация осуществляется в мальпигиевом тельце нефрона и возможна из-за высокого гидростатического давления в капиллярах клубочков, которое создаётся благодаря тому, что диаметр приносящей артериолы больше, чем выносящей. Это давление заставляет профильтровываться из кровеносных капилляров клубочка в просвет окружающей их капсулы Боумена-Шумлянского жидкую часть крови - воду с растворёнными в ней органическими и неорганическими веществами (глюкоза, минеральные соли и др.). При этом профильтроваться могут вещества только с низкой молекулярной массой. Вещества же с большой молекулярной массой (белки, форменные элементы крови - эритроциты, лейкоциты, тромбоциты) не могут пройти через стенку капилляра из-за своих крупных размеров. Образовавшаяся в результате фильтрации жидкость называется первичной мочой и по химическому составу сходна с плазмой крови. В течение суток образуется 150-180 литров первичной мочи.
II. Реабсорбция (обратное всасывание) осуществляется в извитых и прямых канальцах нефрона, куда поступает первичная моча. Эти канальцы оплетены густой сетью кровеносных сосудов, благодаря чему из почечных канальцев обратно в кровяное русло всасываются все те компоненты первичной мочи, которые ещё нужны организму - вода, глюкоза, многие соли, аминокислоты и другие ценные компоненты. Всего реабсорбируется 98% первичной мочи, при этом происходит её концентрация. В результате за сутки из 180 литров первичной мочи образуется 1,5-2 литра конечной (вторичной) мочи, которая по своему составу резко отличается от первичной.
III. Канальцевая секреция это конечный этап мочеобразования. Он заключается в том, что клетки почечных канальцев при участии специальных ферментов осуществляют активный перенос из кровеносных капилляров в просвет канальцев ядовитых продуктов обмена веществ: мочевину, мочевую кислоту, креатин, креатинин и другие.
Регуляция деятельности почек осуществляется нервно-гуморальным путём.
Нервная регуляция осуществляется вегетативной нервной системой. При этом симпатические нервы являются сосудосуживающими и, следовательно, уменьшают количество мочи. Парасимпатические нервы являются сосудорасширяющими, т.е. увеличивают приток крови к почкам, в результате чего диурез повышается.
Гуморальная регуляция осуществляется за счёт гормонов вазопрессина и альдостерона.
Вазопрессин (антидиуретический гормон) вырабатывается в гипоталамусе, а накапливается в задней доле гипофиза. Он обладает сосудосуживающим действием, а также увеличивает проницаемость стенки почечных канальцев для воды, способствуя её обратному всасыванию. Это приводит к снижению мочеотделения и повышению концентрации мочи. При избытке вазопрессина может наступить полное прекращение мочеобразования. Недостаток вазопрессина вызывает развитие тяжёлого заболевания - несахарный диабет (мочеизнурение), при котором выделяется очень большое количество мочи (до 10 литров в сутки), но, в отличие от сахарного диабета, сахар в моче отсутствует.
Альдостерон - гормон коры надпочечников. Он способствует выведению ионов К+ и реабсорбции ионов Na+ в канальцах нефронов. Это приводит к повышению осмотического давления крови и задержке воды в организме. При недостатке альдостерона, наоборот, происходит потеря организмом Na+ и повышение уровня К+, что ведёт к обезвоживанию организма.
Акт мочеиспускания
Конечная моча из почечных лоханок по мочеточникам поступает в мочевой пузырь. В наполненном пузыре моча оказывает давление на его стенки, раздражая механорецепторы слизистой оболочки. Возникшие импульсы по афферентным (чувствительным) нервным волокнам поступают в центр мочеиспускания, расположенный во 2-4 крестцовых сегментах спинного мозга, и далее - в кору больших полушарий, где возникает ощущение позыва к мочеиспусканию. Отсюда импульсы по эфферентным (двигательным) волокнам поступают к сфинктеру мочеиспускательного канала и происходит мочеиспускание. Кора больших полушарий принимает участие в произвольной задержке мочеиспускания. У детей этот корковый контроль отсутствует и вырабатывается с возрастом.
Нервная ткань построена исключительно из клеток, межклеточного вещества у нее почти нет. Клетки нервной ткани подразделяются на два типа – нейроны (нейроциты) и глиоциты (нейроглия) . Нейроны способны генерировать и проводить нервные импульсы, тогда как нейроглия обеспечивает вспомогательные функции. Нервная ткань имеет эктодермальное происхождение, достаточно рано обособляясь в эмбриогенезе в виде нервной трубки.
Нейроны представляют собой крупные отростчатые клетки, причем многие из них полиплоидные. Тело нейрона называется перикарионом . Он содержит крупное округлое ядро с мелкодисперсным хроматином и 1-2 ядрышка. В цитоплазме (нейроплазме ) имеются многочисленные митохондрии и пластинчатый комплекс диффузного типа с множеством диктиосом, окружающих ядро. В нейроплазме при специальных методах окрашивания обнаруживаются два вида структур, характерных только для нейронов – тигроид (вещество Ниссля) и нейрофибриллы.
В световом микроскопе тигроид наблюдается в виде базофильных пятен различного размера и плотности, заполняющих перикарион. При использовании электронного микроскопа становится очевидным, что на ультраструктурном уровне тигроид состоит из уплощенных цистерн гранулярной плазматической сети. К цистернам с наружной стороны прикреплены многочисленные рибосомы. Наличие подобных структур в нейроне свидетельствует об интенсивном синтезе белков. Нейрофибриллы выявляются в нейронах после обработки солями серебра. Они образованы промежуточными филаментами (нейрофиламентами) и микротрубочками. Нейрофибриллы в отличие от тигроида находятся не только в перикарионе, но и в отростках. Эти структуры формируют в нейроне мощную систему внутриклеточного транспорта, обеспечивающего перемещение везикул на периферию отростков (антероградный транспорт ) и обратно (ретроградный транспорт ). Специфическим моторным белком в этом транспорте служит аналог динеинакинезин .
Нейроны классифицируют по числу отростков на униполярные, псевдоуниполярные, биполярные и мультиполярные . У человека наиболее часто встречаются биполярные нейроны - клетки с двумя отростками.
Отростки у нейронов бывают двух видов – аксоны и дендриты. Аксон (нейрит ) в нейронах позвоночных всегда один. Он начинается в перикарионе с небольшого расширения, которое называется аксональным холмиком . Его легко отличить от остальной части перикариона по отсутствию тигроида. Аксон не ветвится и может достигать длины до 1,5 м. В цитоплазме аксона имеются многочисленные микротрубочки, канальцы гладкой плазматической сети, митохондрии и мелкие пузырьки. В области аксонального холмика возникает нервный импульс, который движется на периферию аксона. Поэтому аксоны называются двигательными (центробежными, илиэфферентными) отростками. В физическом плане нервный импульс представляет собой волну деполяризации плазмолеммы нейрона (потенциал действия). Дендриты отличаются от аксонов способностью ветвиться, а также наличием боковых выступов – шипиков . Последние представляют собой выступы плазмолеммы дендрита, которые содержат систему плоских цистерн и мембран, ориентированных перпендикулярно поверхности. Шипики участвуют в формировании межнейронных контактов, но, какие при этом они выполняют функции, остается неизвестным. Дендритов в нейроне может быть несколько. Этот вид отростков способен генерировать нервный импульс на периферии и проводить его к перикариону. Поэтому дендриты называются чувствительными (центростремительными, илиафферентными) отростками. Нейроны с помощью аксонов и дендритов связаны в нервной системе в сложные сетевые структуры, которые могут с высокой скоростью обрабатывать большие объемы информации.
В нервной системе встречаются также особые нейроны, которые называются нейросекреторными клетками . Секретируемые ими пептиды синтезируются в перикарионе тигроидом и оформляются пластинчатым комплексом в секреторные гранулы, которые перемещаются по аксону на периферию. Концевые разветвления аксонов нейросекреторных клеток, заканчивающиеся на базальной пластинке капилляров, выделяют эти гормоны в кровь.
У человека нейросекреторные клетки сконцентрированы в гипоталамусе , где их перикарионы образуют супраоптическое и паравентрикулярное ядра. В гипоталамусе происходит секреция либеринов и статинов – пептидных гормонов, которые контролируют аденогипофиз. Аксоны нейросекреторных клеток гипоталамуса направляются в заднюю и промежуточную доли гипофиза, где они выделяют ряд других гормонов.
В отличие от нейронов глиальные клетки нервной ткани не способны генерировать и проводить нервные импульсы. Однако они не менее важны для нормальной работы нервной системы, выполняя такие функции как опорная, изолирующая, разграничительная, трофическая, гомеостатическая, репаративная и защитная.
Нервная ткань представлена нейронами и нейроглией.
Нервные клетки – нейроны состоят из тела и отростков. Содержат: мембрану, нейроплазму, ядро, тигроид, аппарат Гольджи, лизосомы, митохондрии.
Нейроны – основные клетки нервной системы, непохожие в разных отделах ни по строению, ни по назначению. Одни из них ответственны за восприятие раздражения из внешней или внутренней среды организма и передачу его в центральную нервную систему (ЦНС). Они называются чувствительными (афферентными) нейронами. В ЦНС импульс передается на вставочные нейроны, а окончательный ответ на первоначальное раздражение поступает к рабочему органу по двигательным (эфферентным) нейронам.
По внешнему виду нервные клетки отличаются от всех ранее рассмотренных клеток. Нейроны имеют отростки.
Один из них – аксон. Он действительно только один в каждой клетке. Его длина колеблется от 1 мм до десятков сантиметров, а диаметр 1-20 мкм. От него под прямым углом могут отходить тонкие веточки. По аксону от центра клетки постоянно перемещаются пузырьки с ферментами, гликопротеидами и нейросекретами. Некоторые из них движутся со скоростью 1-3 мм в сутки, что принято обозначать как медленный ток, другие же движутся со скоростью 5-10 мм в час (быстрый ток). Все эти вещества подводятся к кончику аксона.
Другой отросток нейрона называется дендритом . У каждого нейрона от 1 до 15 дендритов. Дендриты многократно ветвятся, что увеличивает поверхность нейрона, а значит и возможность контакта с другими клетками нервной системы. Многодендритные клетки называются мультиполярными , их большинство. В сетчатке глаза и в аппарате звуковосприятия внутреннего уха расположены биполярные клетки, имеющие аксон и один дендрит. Истинных униполярных клеток (т.е. когда имеется один отросток: аксон или дендрит) в теле человека нет.
Только молодые нервные клетки (нейробласты) имели один отросток (аксон). Зато почти все чувствительные нейроны можно назвать псевдоуниполярными , так как от тела клетки отходит один лишь отросток («уни»), но в дальнейшем распадается на аксон и дендрит.
Нервных клеток без отростков не бывает.
Аксоны проводят нервные импульсы от тела нервной клетки к другим нервным клеткам или тканям рабочих органов.
Дендриты проводят нервные импульсы к телу нервной клетки.
Нейроглия представлена несколькими видами мелких клеток (эпиндемоцитами, астроцитами, олигодендроцитами). Они ограничивают нейроны друг от друга, удерживают их на месте, не давая нарушить налаженную систему связей (разграничительная и опорная функции), обеспечивают в них обмен веществ и восстановление, поставляя питательные вещества (трофическая и регенераторная функции), выделяют некоторые медиаторы (секреторная функция), фагоцитируют все генетически чуждое (защитная функция).
Виды нейронов
| |
Тела нейронов , расположенные в ЦНС, образуют серое вещество , а за пределами головного и спинного мозга их скопления называются ганглиями (узлами).
Отростки нервных клеток – как аксоны, так и дендриты в ЦНС образуют белое вещество , а на периферии они образуют волокна, в совокупности дающие нервы. Различают два варианта нервных волокн: покрытые миелиновой оболочкой – миелиновые (или мякотные), и немиелинизированные (безмякотные) – не покрытые миелиновой оболочкой.
Пучки миелиновых и безмиелиновых волокн, покрытые соединительно-тканной оболочкой эпиневрием образуют нервы.
Нервные волокна заканчиваются концевыми аппаратами – нервными окончаниями. Окончания дендритов псевдоуниполярных чувствительных (афферентных) клеток расположены во всех внутренних органах, сосудах, костях, мышцах, суставах, в коже. Они называются рецепторами. Они воспринимают раздражение, которое передается по цепи нервных клеток до эфферентного нейрона, с которого перейдет на мышцу или железу, запуская ответ на раздражение. Данная мышца или железа носит название эффектора. Ответная реакция организма на внешние или внутренние раздражения при участии нервной системы была названа в середине 17 века французским философом Р.Декартом рефлексом.
Путь рефлекса по организму, начиная от рецептора через всю цепочку нейронов и заканчивая эффектором, носит название рефлекторной дуги .
Структуры, обеспечивающие связь нейронов друг с другом.
В ЦНС нервные клетки связаны друг с другом посредством синапсов.
Синапс – это место контакта двух нейронов.
Одно нервное волокно может образовывать до 10 тысяч синапсов на многих нервных клетках.
Синапсы бывают: аксосоматические, аксодендритические, аксо-аксональные.
Синапс состоит из 3-х компонентов:
| |
кончику аксона того нейрона, который возбужден и стремится с способен передать свое возбуждение дальше.
2. Постсинаптическая мембрана (2), находящаяся на теле нейрона или его отротростках, на которые необходимо передать нервный
3. Синаптическая щель (3), находящаяся между этими двумя мембранами и через нее происходит передача нервного импульса.
В окончании аксона (в синаптической бляшке) перед пресинаптической мембраной скапливаются пузырьки с медиаторами (4), которые поступают сюда в основном благодаря быстрому току и отчасти – медленному. Когда распространяющийся по мембране аксона нервный импульс, достигает пресинаптической мембраны, пузырьки «вскрываются» в синаптическую щель, изливая в нее медиатор. Это биологически активное химическое вещество «возбуждает» постсинаптическую мембрану. Воздействие медиатора воспринимается как химический стимул, происходит мгновенная деполяризация мембраны и сразу вслед за этим ее реполяризация, т.е. рождается потенциал действия. А это значит, что нервный импульс передается через синапс на другой нейрон или рабочий орган.
Синапсы по механизму передачи возбуждения подразделяются на 2 вида:
1. Синапсы с химической передачей.
2. Синапсы с электрической передачей нервного импульса. В отличие от первых, в синапсе с электрической передачей медиатора нет, синаптическая щель очень узкая и пронизана каналами, сквозь которые, ионы легко передаются к постсинаптической мембране, и возникает ее деполяризация, а затем и реполяризация и нервный импульс проводится на другую нервную клетку.
Синапсы в зависимости от выделяющегося в синаптическую щель медиатора, подразделяются на 2 вида:
1. Возбуждающие синапсы – в них под влиянием нервного импульса, освобождается возбуждающий медиатор (ацетилхолин, норадреналин, глутамат, серотонин, дофамин).
2. Тормозные синапсы – в них освобождаются тормозные медиаторы (ГАМК – гамма-аминомаслянная кислота) – под их влиянием уменьшается проницаемость постсинаптической мембраны, что препятствует дальнейшему распространению возбуждения. Через тормозные синапсы нервный импульс не проводится – он там тормозится.
МЕТОДИЧЕКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ СТУДЕНТОВ
к самостоятельной подготовке
