Thành tựu vĩ đại nhất của quá trình tiến hóa là bộ não và hệ thần kinh phát triển của sinh vật, với mạng lưới thông tin ngày càng phức tạp dựa trên các phản ứng hóa học. Một xung thần kinh chạy dọc theo các quá trình của tế bào thần kinh là tinh hoa của hoạt động phức tạp của con người. Một xung động nảy sinh trong họ, nó di chuyển dọc theo họ, và chính các tế bào thần kinh phân tích chúng. Các quá trình của tế bào thần kinh là phần chức năng chính của các tế bào cụ thể này của hệ thần kinh, và chúng ta sẽ nói về chúng.
Nguồn gốc của tế bào thần kinh
Câu hỏi về nguồn gốc của các tế bào chuyên biệt vẫn còn bỏ ngỏ cho đến ngày nay. Có ít nhất ba lý thuyết về chủ đề này - Kleinenberg (Kleinenberg, 1872), anh em Hertwig (Hertwig, 1878) và Zavarzin (Zavarzin, 1950). Tất cả chúng đều bắt nguồn từ thực tế là các tế bào thần kinh sinh ra từ các tế bào biểu bì nhạy cảm sơ cấp, và tiền thân của chúng là các protein hình cầu kết hợp thành bó. Protein sau đó đã nhận được từ tế bàomàng, hóa ra có khả năng nhận biết kích ứng, tạo ra và dẫn truyền kích thích.
Ý tưởng hiện đại về cấu trúc của tế bào thần kinh và các quá trình
Một tế bào chuyên biệt của mô thần kinh bao gồm:
- Soma hoặc cơ thể của tế bào thần kinh, chứa các bào quan, sợi thần kinh và nhân.
- Nhiều quá trình ngắn của một tế bào thần kinh được gọi là đuôi gai. Chức năng của chúng là cảm nhận sự kích thích.
- Một quá trình dài của tế bào thần kinh - một sợi trục, được bao phủ như một "bộ ly hợp" với một vỏ bọc myelin. Chức năng chính của sợi trục là thực hiện kích thích.
Tất cả các cấu trúc của tế bào thần kinh đều có cấu trúc màng khác nhau và chúng hoàn toàn khác nhau. Trong số rất nhiều tế bào thần kinh (có khoảng 25 tỷ tế bào thần kinh trong số chúng trong não của chúng ta), không có cặp song sinh tuyệt đối nào cả về ngoại hình lẫn cấu trúc và quan trọng nhất là về các chi tiết hoạt động cụ thể.
Các quá trình ngắn của tế bào thần kinh: cấu trúc và chức năng
Thân nơron có nhiều quá trình phân nhánh và ngắn, gọi là cây đuôi gai hay vùng đuôi gai. Tất cả các đuôi gai đều có nhiều nhánh và nhiều điểm tiếp xúc với các tế bào thần kinh khác. Mạng lưới tri giác này làm tăng mức độ thu thập thông tin từ môi trường xung quanh tế bào thần kinh. Tất cả các đuôi gai đều có các đặc điểm sau:
- Chúng tương đối ngắn - lên đến 1 mm.
- Chúng không có vỏ bọc myelin.
- Các quá trình tế bào thần kinh này được đặc trưng bởi sự hiện diện của ribonucleotide, mạng lưới nội chất và một mạng lưới vi ống rộng lớn, cótính duy nhất.
- Họ có quy trình cụ thể - gai.
Dendrite gai
Những phần phát triển ra ngoài của màng đuôi gai này có thể được tìm thấy trên toàn bộ bề mặt của chúng với số lượng lớn. Đây là những điểm tiếp xúc bổ sung (khớp thần kinh) của tế bào thần kinh, giúp tăng diện tích tiếp xúc giữa các dây thần kinh. Ngoài việc mở rộng bề mặt tiếp nhận, chúng còn đóng một vai trò quan trọng trong các tình huống tác động cực mạnh đột ngột (ví dụ, trong trường hợp ngộ độc hoặc thiếu máu cục bộ). Số lượng của chúng trong những trường hợp như vậy thay đổi đột ngột theo hướng tăng hoặc giảm và kích thích cơ thể tăng hoặc giảm tốc độ và số lượng các quá trình trao đổi chất.
Quy trình
Quá trình dài của tế bào thần kinh được gọi là sợi trục (ἀξον - axis, tiếng Hy Lạp), nó còn được gọi là trụ trục. Tại vị trí hình thành sợi trục trên thân nơron có một ụ đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành xung thần kinh. Tại đây, điện thế hoạt động nhận được từ tất cả các đuôi của nơron được tổng hợp lại. Cấu trúc của sợi trục có chứa các vi ống, nhưng hầu như không có bào quan. Dinh dưỡng và sự tăng trưởng của quá trình này hoàn toàn phụ thuộc vào cơ thể của các tế bào thần kinh. Khi sợi trục bị tổn thương, phần ngoại vi của chúng chết đi, trong khi phần thân và phần còn lại vẫn sống được. Và đôi khi một tế bào thần kinh có thể phát triển một sợi trục mới. Đường kính của sợi trục chỉ vài micromet, nhưng chiều dài có thể lên tới 1 mét. Chẳng hạn, đó là các sợi trục của tế bào thần kinh tủy sống có chức năng cấu tạo nên các chi của con người.
Tủy sợi trục
Vỏ của các quá trình dài của tế bào thần kinh được hình thành bởi các tế bào Schwann. Những tế bào này quấn quanh các phần của sợi trục, và uvula của chúng bao quanh nó. Tế bào chất của tế bào Schwann gần như mất hoàn toàn và chỉ còn lại một màng lipoprotein (myelin). Mục đích của vỏ myelin trong các quá trình dài của thân nơron là cung cấp cách điện, dẫn đến tăng tốc độ của xung thần kinh (từ 2 m / s lên 120 m / s). Vỏ có vết nứt - co thắt của Ranvier. Ở những nơi này, xung động, giống như dòng điện có tính chất điện, tự do đi vào môi trường và đi vào trở lại. Và nó là trong các hằng số của Ranvier rằng điện thế hoạt động xuất hiện. Do đó, xung lực di chuyển dọc theo sợi trục trong các bước nhảy - từ co thắt đến co thắt. Myelin có màu trắng, đây là tiêu chuẩn để phân chia chất thần kinh thành màu xám (cơ quan tế bào thần kinh) và màu trắng (đường dẫn).
Bụi cây trục
Cuối cùng, sợi trục phân nhánh nhiều lần và tạo thành một bụi cây. Ở cuối mỗi nhánh có một khớp thần kinh - nơi tiếp xúc của sợi trục với sợi trục khác, đuôi gai, thân của tế bào thần kinh hoặc tế bào xôma. Sự phân nhánh nhiều nhánh này cho phép tạo ra nhiều lớp bên trong và sao chép quá trình truyền xung.
Khớp thần kinh là nơi dẫn truyền xung thần kinh
Synapse là sự hình thành duy nhất của tế bào thần kinh, nơi tín hiệu được truyền qua các chất được gọi là chất trung gian. Điện thế hoạt động (xung thần kinh) đạt đến điểm cuối của quá trình - sự dày lên của sợi trục, được gọi là vùng tiền synap. Có nhiều mụn nước với các chất trung gian (mụn nước). Chất dẫn truyền thần kinh là các phân tử hoạt động sinh học được thiết kế để truyền xung thần kinh (ví dụ, acetylcholine trong khớp thần kinh cơ). Khi một dòng điện xuyên màng ở dạng điện thế hoạt động đến khớp thần kinh, nó sẽ kích thích bơm màng và các ion canxi đi vào tế bào. Chúng bắt đầu vỡ các túi, chất trung gian đi vào khe tiếp hợp và liên kết với các thụ thể của màng sau synap của chất nhận xung. Sự tương tác này kích hoạt các máy bơm natri-kali của màng, và một điện thế hoạt động mới, giống với điện thế trước đó, phát sinh.
Sợi trục và ô đích
Trong quá trình hình thành phôi và hình thành sau phôi của cơ thể, các tế bào thần kinh phát triển sợi trục đến những tế bào mà chúng sẽ được nuôi dưỡng bên trong. Và sự tăng trưởng này được chỉ đạo chặt chẽ. Các cơ chế phát triển tế bào thần kinh đã được phát hiện cách đây không lâu, và chúng thường được so sánh với việc người chủ dắt một con chó bằng dây xích. Trong trường hợp của chúng ta, vật chủ là cơ thể của tế bào thần kinh, dây buộc là sợi trục, và con chó là điểm phát triển của sợi trục có sợi giả (pseudopodia). Sự định hướng và chiều hướng phát triển của sợi trục phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Cơ chế này rất phức tạp và phần lớn vẫn chưa được hiểu đầy đủ. Nhưng thực tế vẫn là - sợi trục tiếp cận chính xác tế bào đích của nó và các quá trình của tế bào thần kinh vận động, chịu trách nhiệm về ngón tay út, sẽ phát triển thành các cơ của ngón tay út.
Định luật trục
Khi dẫn truyền xung thần kinh dọc theo sợi trục, bốn định luật chính hoạt động:
- Quy luật toàn vẹn về giải phẫu và sinh lý. Sự dẫn truyền chỉ có thể xảy ra dọc theo các quá trình nguyên vẹn của tế bào thần kinh. Thiệt hại do thay đổi tính thấm của màng (dưới ảnh hưởng của thuốc hoặc chất độc) cũng áp dụng cho quy tắc này.
- Quy luật phân lập kích thích. Một sợi trục - dẫn truyền một kích thích. Các sợi trục không chia sẻ xung thần kinh với nhau.
- Quy luật nắm giữ đơn phương. Sợi trục dẫn truyền xung động theo hướng ly tâm hoặc hướng tâm.
- Quy luật không mất mát. Đây là tính chất không giảm - khi tiến hành một xung động, nó không dừng lại và không thay đổi.
Các loại tế bào thần kinh
Tế bào thần kinh có hình sao, hình chóp, hình hạt, hình rổ - chúng có thể giống như hình dạng của cơ thể. Theo số lượng các quá trình, tế bào thần kinh là: lưỡng cực (mỗi sợi trục và một sợi trục) và đa cực (một sợi trục và nhiều sợi trục). Theo chức năng, các tế bào thần kinh là cảm giác, trình cắm và điều hành (động cơ và vận động). Tế bào thần kinh Golgi loại 1 và Golgi loại 2. Sự phân loại này dựa trên độ dài của quá trình nơron sợi trục. Loại đầu tiên là khi sợi trục kéo dài ra ngoài vị trí của cơ thể (các nơron hình chóp của vỏ não). Loại thứ hai - sợi trục nằm trong cùng vùng với cơ thể (tế bào thần kinh tiểu não).
