Клетки в организме человека дифференцированы в зависимости от видовой принадлежности. По сути, они являются структурными элементами различных тканей. Каждая максимально приспособлена к определенному виду деятельности. Строение нейрона является ярким тому подтверждением.
Нервная система
Большинство клеток организма имеют сходное строение. У них компактная форма, заключенная в оболочку. Внутри ядро и набор органелл, выполняющих синтез и обмен необходимых веществ. Однако строение и функции нейрона имеют отличия. Он является структурной единицей нервной ткани. Эти клетки обеспечивают связь между всеми системами организма.
Основу ЦНС составляют головной и спинной мозг. В двух этих центрах выделяют серое и белое вещество. Различия связаны с выполняемыми функциями. Одна часть получает сигнал от раздражителя и обрабатывает его, а другая отвечает за проведение необходимой ответной команды. За пределами главных центров нервная ткань образует пучки скоплений (узлы или ганглии). Они ветвятся, разводя проводящую сигналы сеть по всему организму (периферическая нервная система).
Нервные клетки
Чтобы обеспечивать множественные связи, нейрон имеет особое строение. Кроме тела, в котором сосредоточены главные органеллы, присутствуют отростки. Часть их короткие (дендриты), обычно их несколько, другой (аксон) - он один, и его длина в отдельных структурах может достигать 1 метра.
Строение нервной клетки нейрона имеет такой вид, чтобы обеспечивать наилучший взаимообмен информацией. Дендриты сильно ветвятся (как крона дерева). Своими окончаниями они взаимодействуют с отростками других клеток. Место их стыка называют синапсом. Там происходит прием-передача импульса. Его направление: рецептор - дендрит - тело клетки (сома) - аксон - реагирующий орган или ткань.
Внутреннее строение нейрона по составу органелл сходно с другими структурными единицами тканей. В нем присутствует ядро и цитоплазма, ограниченная мембраной. Внутри располагаются митохондрии и рибосомы, микротрубочки, эндоплазматическая сеть, аппарат Гольджи.
От сомы клетки (основы) в большинстве случаев отходит несколько толстых ответвлений (дендритов). Они не имеют четкой границы с телом и покрыты общей мембраной. По мере отдаления стволы становятся тоньше, происходит их ветвление. В итоге самые тонкие их части имеют вид заостренных нитей.
Особое строение нейрона (тонкий и длинный аксон) предполагает необходимость защиты его волокна на всей протяженности. Поэтому сверху он покрыт оболочкой из шванновских клеток, образующих миелин, с перехватами Ранвье между ними. Такая структура обеспечивает дополнительную защиту, изолирует проходящие импульсы, дополнительно питает и поддерживает нити.
Аксон берет свое начало с характерной возвышенности (холмика). Отросток в итоге также ветвится, но это происходит не по всей его протяженности, а ближе к окончанию, в местах соединения с другими нейронами или с тканями.
Классификация
Нейроны разделяют на виды в зависимости от типа медиатора (посредника проводящего импульса) выделяемого на окончаниях аксона. Это может быть холин, адреналин и пр. От места расположения в отделах ЦНС они могут относиться к соматическим нейронам или к вегетативным. Различают воспринимающие клетки (афферентные) и передающие обратные сигналы (эфферентные) в ответ на раздражение. Между ними могут находиться итернейроны, отвечающие за обмен информацией внутри ЦНС. По типу ответной реакции клетки могут тормозить возбуждение или, наоборот, повышать его.
По состоянию их готовности различают: «молчащие», которые начинают действовать (передают импульс) только при наличии определенного вида раздражения, и фоновые, что постоянно осуществляют мониторинг (непрерывная генерация сигналов). В зависимости от типа воспринимаемой от сенсоров информации меняется и строение нейрона. В этой связи их классифицируют на бимодальные, с относительно простым ответом на раздражение (два взаимосвязанных вида ощущения: укол и - как результат - боль, и полимодальные. Это более сложная структура - полимодальные нейроны (специфическая и неоднозначная реакция).
Особенности, строение и функции нейрона
Поверхность мембраны нейрона покрыта маленькими выростами (шипами) для увеличения контактируемой зоны. Они в общей сложности могут занимать до 40% площади клетки. Ядро нейрона, как и у других видов клеток, несет в себе наследственную информацию. Нервные клетки не делятся митозом. Если связь аксона с телом будет разорвана, отросток отмирает. Однако если сома не была повреждена, она способна сгенерировать и вырастить новый аксон.
Хрупкое строение нейрона предполагает наличие дополнительной «опеки». Защитные, опорные, секреторные и трофические (питание) функции обеспечивает нейроглия. Ее клетки заполняют все пространство вокруг. До определенной степени она способствует восстановлению нарушенных связей, а также борется с инфекциями и вообще «заботится» о нейронах.
Клеточная мембрана
Этот элемент обеспечивает функцию барьера, отделяя внутреннюю среду от находящейся снаружи нейроглии. Тончайшая пленка состоит из двух слоев белковых молекул и находящихся между ними фосфолипидов. Строение мембраны нейрона предполагает наличие в ее структуре специфических рецепторов, отвечающих за узнавание раздражителей. Они обладают выборочной чувствительностью и при необходимости «включаются» при наличии контрагента. Связь внутренней и наружной сред происходит через канальцы, пропускающие ионы кальция или калия. При этом они открываются или закрываются под действием белковых рецепторов.
Благодаря мембране клетка имеет свой потенциал. При передаче его по цепочке происходит иннервация возбудимой ткани. Контакт мембран соседствующих нейронов происходит в синапсах. Поддержание постоянства внутренней среды - это важная составляющая жизнедеятельности любой клетки. И мембрана тонко регулирует концентрацию в цитоплазме молекул и заряженных ионов. При этом происходит транспорт их в необходимых количествах для протекания реакций метаболизма на оптимальном уровне.
Как питать мозг?
Мозг — это в нем расположены наши мысли, чувства, наша личность. Это самый важный орган в организме, от его нормального функционирования зависит наш жизненный успех, творческий потенциал или благополучие. Как улучшить его работу? Может, посредством оптимально составленной диеты мы будем в состоянии улучшить наши интеллектуальные или эмоциональные способности?
Ну, да. В течение последних нескольких лет, все больше и больше исследований находит связь между питанием и функционированием человеческого мозга. Определена даже новая медицинская специальность — „нейрофизиология питания”. Мозг все чаще становится предметом интересов исследователей питания. Появляется все больше и больше исследований, в том числе интересный доклад, озаглавленный „Changing Diets, Changing Minds: how food affects mental ”, который опубликовала британская организация Sustain, ведущая кампанию по улучшению качества продуктов питания в Англии.
Миллиарды нейронов
Чтобы понять, как диета влияет на настроение и поведение, необходимо в первую очередь хотя бы понять принципы работы нашего мозга.
Мозг и остальная часть нервной системы состоят из миллиардов нервных клеток, называемых нейронами мозга. Нервная клетка кроме тела клеточного тела и находящегося в нем ядра имеет на своей поверхности многочисленные разветвления волокон. Задача нейронов — это прием, обработка и передача электрических сигналов, то есть импульсов. Это происходит с помощью сетки, соединяющихся между собой дендритов (упоминаемых волокон растущих из клетки), на концах которых находятся заполненные химическими соединениями (нейропередатчиками) синапсами. Когда последние будут освобождены, информация будет передана с одного нейрона на другой, и таким образом налаживается эффективная коммуникация между клетками. Обработанные нейронами в разных частях мозга конечные сигналы создают образы, звуки, запахи. Время передачи стимулов измеряется в микросекундах. А количество синоптических подключений оценивается в 100 триллионов.
Следовательно, одной из ключевых функций нашего мозга выполняют нейропередатчики, для производства которых нейронам необходимы химические вещества, поставляемые с пищей. Так, например, для производства серотонина, нейромедиатора, отвечающего за наше хорошее настроение, мозг нуждается в триптофане, аминокислоте, элементе белка. А аминокислота тирозин необходима для синтеза дофамина — нейромедиатора, имеющего существенное влияние на физическую координацию. Кроме перечисленных выше, есть много других нейромедиаторов: ацетилхолин, гистамин, эндорфины и т.д.
Питание на радость
Серотонин определяет уровень нашей удовлетворенности жизнью, регулирует сон, влияет на наши сексуальные потребности или аппетит. Лица с низким уровнем серотонина более склонны к депрессии, более склонны к агрессивному поведению. Женщины синтезирует серотонин вдвое медленнее, чем мужчины, что может быть причиной более частого возникновения депрессии.
Что мы должны есть, дорогие дамы, чтобы не поддаваться слишком часто качелям настроения? Здоровым способом на улучшение настроения будет коктейль из банана. Стакан соевого молока (или воды), банан, 2 чайные ложки какао. После смешивания мы получаем напиток, богатый витаминами группы В, магний, триптофан и флавоноиды. Это не панацея от стресса.
Сахара сахарам рознь
Подобным образом работает шоколад, который так часто берем, чтобы улучшить себе настроение. Конфеты имеют только кратковременное действие. После их употребления происходит резкий скачок уровня глюкозы. Когда такие скачки происходят слишком часто, клетки, производящие инсулин вынуждены прилагать больше усилий и могут перестать работать правильно или начать производить меньше ценного инсулина, который не будет в состоянии эффективно контролировать . Описанные явления могут привести к все более и более всеобщей инсулиновой устойчивости, а в результате к диабету.
Умение сознательно влиять на уровень сахара в крови позволяет нам контролировать интеллектуальную эффективность мозга, и нашего настроения. Для этого следует ознакомиться с классификацией продуктов согласно гликемического индекса. Углеводы с высоким гликемическим показателем вызывают значительные скачки уровня сахара. Таким образом, мы подвергаем наш мозг переменным излишкам и дефициту глюкозы. Продукты с низким гликемическим индексом вызывают медленные изменения притока глюкозы в кровь, что снижает устойчивость к инсулину и защищает от ее возникновения в будущем. Знание, как различные углеводы влияют на уровень сахара в крови, необходимо для того, чтобы подобрать правильное питание для мозга.
Чтобы дольше сохранить топливо для нашего разума, ешьте много семян бобовых растений. Все виды гороха, фасоли, чечевицы, сои, медленно переваривается. Также овощи, орехи, овсяные хлопья, характеризуются низким гликемическим индексом. Будьте внимательны белый хлеб, кукурузу, картофель. Чтобы смягчить воздействие резкого скачка глюкозы необходимо сочетать блюда с высоким и низким индексом. Среднее значение индекса будет ниже. Интересный способ снизить индекс блюда — это добавить уксус или лимонный сок.
Для правильной работы нашего мозга, нам нужен также хром, который предлагает свое участие в метаболизме углеводов. Облегчает он проникновение глюкозы в клетки. Продукты, богатые хром — это, в т.ч.: бразильские орехи, финики, груши, мука грубого помола, помидоры, брокколи. Добавки с хромом могут помочь похудеть и нивелировать появление усталости.
Задержать фолианты
Еще одним важным минеральным компонентом в нашем рационе является магний. Магний обеспечивает правильное проведение нервных импульсов, улучшает память и концентрацию, действует успокоительно. Продукты, богатые магнием — это каши, хлеб из непросеянной муки, грецкие орехи, миндаль. Магний контролирует высвобождение нейромедиаторов, благодаря этому может помочь в сохранении спокойствия в стрессовых ситуациях.
На особое внимание заслуживает также фолиевая кислота. Он относится к витаминам группы B. Больше всего фолиантов мы можем найти в сырых зеленых овощах: салате, шпинате, замедляющем процессы старения, капусте, бобовых растениях (горох, фасоль), полных зернах. Обратите внимание, что все кулинарные процессы с использованием высокой температуры приводят к потере фолиевой кислоты. На снижение свойства усвоения продуктов организмом негативно влияют также такие факторы, как употребление большого количества кофе, курение, алкоголь или кислая среда, например, запивать питание, богатое фолиантами стаканом апельсинового сока — это бессмыслица. Чтобы остановить как можно больше фолиевой кислоты в продуктах, храните их в прохладном, темном месте.
Дефицит фолиевой кислоты имеет несомненную связь с заметным снижением настроения, и даже с проявлениями агрессии. Небольшая доза, 400 до 1000 мкг в день, обычно достаточно, чтобы снять симптомы дефицита.
Льняное семя на IQ
Последующие отношения, которые имеют значение для функционирования мозга, это омега-3 жирные кислоты. Они являются основными строительными блоками нервной системы. Полиненасыщенные составляют до 20% от сухой массы мозга. Снижение содержания DHA — кислоты мозга может привести к снижению возможностей в области обучения, запоминания, имеет влияние на снижение размера нейронов. Проводились даже исследования, в которых было доказано, что концентрация кислот омега-3 в крови может иметь значительное влияние на IQ человека. Было показано также, что высокое потребление кислот омега-3 может значительно замедлить процессы старения.
По-прежнему мы не знаем ответа на вопрос, какие механизмы влияют через EPA — кислоту и DHA на наше психическое функционирование, но, безусловно, стоит подумать, как мы можем повысить долю жирных кислот омега-3 в нашем ежедневном рационе. Продукты с высоким содержанием этих соединений: льняное семя, грецкие орехи, морские водоросли, масло рапсовое, льняное, соевое.
Если мы хотим повысить нашу умственную работоспособность, мы не должны забывать о включении в рацион продуктов, богатых антиоксидантами. Свободные радикалы являются угрозой для всего организма, но мозг особенно подвержен повреждениям. Клетки мозга должны быть постоянно снабжаемы кровью и кислородом для производства энергии, и это приводит к интенсивности образования свободных радикалов. Кроме того, мозг, как уже было сказано, в значительной части состоит из жировых веществ, что способствует процессам окисления. Поэтому выбирайте продукты, богатые витамином С, Е, бета-каротином, флавоноидами. Среди них большинство фруктов, овощей, продуктов из цельного зерна, орехи, специи.
Чашечка черного
А что с маленькой чашечкой черного, которая, кажется, лучшее лекарство от усталости? Это действительно так. Кофе, а точнее, содержащийся в нем кофеин улучшает производительность нашего ума, память, концентрацию. Наиболее важным фактором в этом случае количество потребляемого настоя. Безопасная доза кофеина, и это 250-350 мг кофеина в сутки, то есть за 2-3 чашки. Превышение рекомендуемой дозы может вызвать чувство беспокойства, страха. В дополнение, когда заядлый потребитель кофе вдруг прекращает потребление кофеина, эффект обратный — возникает чувство усталости, сонливость, головная боль. Для человека заботящегося о своем здоровье — одним из уверенных шагов будет отказ от кофе.
Точно так же и с алкоголем. Он имеет непосредственное влияние на функционирование центральной нервной системы и умственной активности. В небольших количествах (т.е. 10-25 г чистого алкоголя в день) уменьшает признаки усталости и улучшает настроение. Алкоголь в чрезмерных дозах плохо влияет на выработку серотонина, что ухудшает настроение. Этот продукт ничтожно мало совместим с отменным здоровьем, если не сказать более – несовместим.
Следует помнить о принципе „мы являемся тем, что едим”. Все, что мы поставляем с пищей, наш организм перерабатывает на необходимые химические вещества, которые представляют собой топливо для всего организма, в том числе и для нашего мозга. Старайтесь хорошо питать свой мозг, чтобы извлечь из него максимум возможностей.
К теме: о питании мозга на 15:30 минуте видео
Прошу оставить комментарий. Что вы об этом думаете?
Оставьте свой адрес, подписываясь на новости и получите больше информации с книги.
В баке с водой отчаянно плещется мышь. У нее только одна цель: бы-стрее выбраться отсюда! Для этого ей нужно найти скрытые под по-верхностью воды платформы. У нее это получается лучше, если она делает это снова и снова. Водный лабиринт Морриса - один из наи-более часто используемых аппаратов для измерения способности к обучению грызунов.
Мышь целенаправленно плывет к спасительно-му помосту. Это происходит в нейробиологической лаборатории лондонского Королевского колледжа. Благодаря тому, что мышь это запоминает, дело идет на лад. Оказывает свое воздействие специальная диета, введенная под контролем Сандрин Тюре (Sandrine Thuret) за несколько недель до эксперимента. Через несколько дней после эксперимента исследователь обнаружила, что мозг мыши обогатился большим количеством новых нервных клеток.
Очевидно, что с помощью питания можно существенно стимулировать умственную деятельность и у мыши, и у человека. Подразумеваются не толь-ко крепкий кофе, который на короткое время повышает нашу работоспособность, а также всевозможные стимуляторы, которые пользуются популярностью у студентов. Такое нейроусиление провоцирует серьезные побочные эффекты, а умственную работоспособность повышают лишь временно.
Когда речь заходит о здоровом питании, первые ассоциации чаще всего связаны с болезнями сердца или другими медицинскими проблемами, которые можно предотвратить с его помощью. То, что животные жиры способствуют атеросклерозу, а фрукты поднимают иммунитет, мы знаем уже давно. Но наш мозг тоже нуждается в ежедневном потреблении питательных веществ. Как показывают исследования, диета влияет не только на способность к обучению, но и на эмоциональное состояние.
Новые открытия
Изучить влияние различных питательных веществ на мозг очень непросто. Ведь даже небольшие различия в образе жизни накладывают на него отпечатки в многочисленных, едва различимых областях. Люди же не лабораторные крысы, выращенные в стандартизованном среде, следующие четко заданному распорядку, за которыми можно постоянно наблюдать. Это относится прежде всего к пониманию механизмов, из-за которых питательные вещества и пищевое поведение делятся в нашей голове на множество элементов.
Решающий фактор - зарождение новых нервных окончаний. То, что во взрослом мозге могут появляться новые нейроны, - само по себе новое знание. Долгое время исследователи не могли сойтись во мнении относительно того, могут ли изменяться синаптические связи между существующими клетками мозга, следовательно, формируется ли новое содержание памяти исключительно на основе новых моделей связывания. Только в 90-е гг. нейробиологи пришли к осознанию того, что новые нервные клетки в нашем мозге образуются до самой смерти и так называемый нейрогенез скорее всего оказывает значительное влияние на нашу способность к обучению.
В то же время способность образовывать новые нервные клетки в двух областях головного мозга, по-видимому, ограничена, с одной стороны, субвентрикулярной зоной, которая соединена с обонятельной луковицей, с другой - зубчатой извилиной в гиппокампе. Наиболее глубоко изучался вопрос роста нервных клеток в гиппокампе, которыи играет ключевую роль в хранении новых воспоминаний. Оба гиппокампа человека - по одному в каждом полушарии мозга - отвечают, в частно-сти, за передачу нового содержания памяти в долговременную память. Если структуры, напоминающие по форме морского конька, будут разрушены или уничтожены опухолью, старые знания останутся в значительной степени нетронутыми, но новых воспоминаний больше не появится. Речь идет об антероградной амнезии.
Плохо для настроения
Как именно происходит консолидация памяти в гиппокампе, до сих пор не исследовано в полной мере, но видны признаки того, что в формировании новых нервных клеток решающую роль играет так называемыи взрослый нейрогенез в гиппокампе. Так, мыши, чей нейрогенез был подавлен с помощью рентгеновских лучей или наркотиков, во время испытаний показали значительные трудности в обучении. Вероятно, новообразованные нейроны участвуют не только в обучении, но и в регулировании нашего эмоционального состояния. Так, исследовательская группа под руководством Нуно Соуза (Nuno Sousa) из Университета Браги (Португалия) в 2013 г. продемонстрировала, что у крыс с блокированным нейрогенезом развиваются характерные симптомы депрессии: они теряют интерес к подслащенной воде и быстрее сдаются, когда им приходится бороться за жизнь в чаше с водой.
О связи между ослабленным нейрогенезом и депрессией говорит и то, что животным с блокиро-ванными нейрогенезом не помогают некоторые антидепрессанты. Очевидно, действие этих препаратов, стимулирующее настроение, помимо всего прочего способствует образованию новых нервных клеток. Поэтому многие антидепрессанты действуют лишь от двух до четырех недель после начала приема - столько времени проходит до того момента, когда новые нервные клетки дифференцируются и проделывают свою работу. Исследователи еще не пришли к согласию относительно того, расценивать ли нарушения нейрогенеза как симптом или как причину психических заболеваний. Кроме то.го, речь идет не о том, сколько появляется новых нейронов, но прежде всего сколько из них впоследствии выживут в долгосрочной перспективе и в конечном итоге будут активно включены в работу гиппокампа. Большая часть молодых нейронов погибают в самое короткое время.
Как можно поспособствовать росту нейронов
Появление новых нейронов подчиняется большому комплексу механизмов регулирования, зависящему от различных ростовых веществ, нейромедиаторов и гормонов. Таким образом, рост новых клеток может нарушаться или стимулироваться во многих точках этого механизма регулирования. Следовательно, в организме существует множество каналов, по которым генетические и эколо-гические факторы влияют на рост нервных клеток. Сандрин Тюре убеждена, что человек может сам способствовать нейрогенезу здоровым образом жизни. «Правда, работа новообразованных нервных клеток остается ограниченной гиппокампом, - объясняет невролог, - но тем не менее они становятся некоторым пунктом соединения ряда процессов головного мозга.
Прежде всего, может помочь диета. В дополнение к отдельным питательным веществам общий состав пищи и даже частота ее приемов играют важную роль. Так, например, строгое снижение калорийности рациона у многих видов животных не только продлевает жизнь, но и позволяет прорастать новым нервным клеткам, что в 2002 г. показали опыты с мышами, которые проводила исследовательская группа Марка Мэттсона (Mark Mattson) в Национальном институте по исследованию проблем старения в Балтиморе (США).
Влияние строгой диеты на когнитивную производительность людей проверяла и исследовательская группа под руководством Агнес Флеель (Agnes Fleel) в Мюнстерском университете в 2009 г.: пожилым людям было предложено сесть на три месяца на диету с меньшим числом калории, чем они ранее потребляли. Даже после такого достаточно короткого периода участники эксперимента справлялась с тестами на память намного лучше, чем контрольная группа. Эволюционная биология объясняет это тем, что во время голода человек становится более сообразительным из-за необходимости найти пищу.
Голодание - для увеличения ментальной силы? Далеко не для всех это звучит заманчиво. Тюре предлагает более мягкие альтернативы: ее мыши ели через день, но зато в неограниченном количестве, так что общее потребление калорий было лишь немного ниже, чем обычно, и они едва теряли в весе. Это так называемое прерывистое голодание также способствует росту нервных клеток. Очевидно, паузы между приемами пищи воздействуют на регуляцию определенных генов, ответственных за формирование новых нервных клеток, предполагает Тюре.
Выбор пищи также может способствовать ней-рогенезу. Наиболее перспективными признаются жирные кислоты омега-3, которые, согласно многочисленным исследованиям, стимулируют рост нервных клеток в гиппокампе грызунов. Мозг состоит на 60% своей сухой массы из жиров, большая часть которых - эйкозапентаеновые кислоты (ЕРА) и докозагексаеновые кислоты (DHA). Таким образом, при достаточном запасе жирных кислот могут появляться новые клетки.
Календарный штемпель для нейронов
Сегодня считается аксиомой, что в зубчатой извилине гиппокампа, важной области памяти, образуются новые нейроны в мозге взрослого человека. Другой колыбелью нейрогенеза, вероятно, выступает субвентрикулярная зона, откуда нейроны попадают к обонятельной луковице. В 2014 г. новые клетки мозга были обнаружены и в скорлупе головного мозга, а также в хвостатом ядре (вместе они образуют так называемое полосатое тело). До сих пор неясно, где образуются эти клетки.
С помощью методов визуализации всё ещё невозможно наблюдать непосредственно за нейрогенезом. Здесь неожиданно приходят на помощь отходы холодной войны: ядерные испытания в 1950 г. привели к увеличению содержания в атмосфере по всему миру углерода-14 (С-14). С 1963 г. он стал приходить в норму. Через питание С-74 попадает в тело человека. Всякий раз, когда происходит деление клетки, она укрепляет концентрацию С-74 в ДНК ровно в том количестве, в котором она была в момент деления. Таким образом, дочерние клетки получают практически штамп с датой собственного появления, по которому потом можно определить возраст нервных клеток в головном мозге умершего.
Используя этот метод, ученые под руководством нейробиолога йонаса Фризена (Jonas Frisen) из Каролинского института в Стокгольме в 2014 г. доказали существование новых нейронов и в полосатом теле (анатомическая структура конечного мозга, относящаяся к базальным ядрам полушарий головного мозга. - Примеч. ред.). Появляются ли эти клетки в субвентрикулярной зоне и какую роль они играют, необходимо еще изучать. Полосатое тело не только участвует в координации движений, но и включает в себя систему вознаграждения мозга. Открытие Фризена позволяет надеяться на появление новых методов лечения заболеваний, которые характеризуются прогрессирующим разрушением полосатого тела, в частности болезни Хантингтона. Даже для лечения синдрома дефицита внимания и гиперактивности или различного рода зависимостей нейрогенез в полосатом теле может стать некоторой зацепкой.
Рыба способствует бодрости
Это видно в частности на примере эксперимента FAТ-l-Mausen, когда исследователи внедрили мышам ген филярии Caenorhabditis elegans: грызуны каким образом сами вырабатывают жирные кислоты омега-3. У генетически модифицированных животных не только прорастает большее по сравнению с нормальными мышами число нервных клеток, но они также демонстрируют лучшие показатели в тестах на память в водном лабиринте Морриса.
Людям необходимо принимать жирные кислоты омега-3 вместе с пищей. ЕРА и DНА находятся в основном в жирной рыбе. В растительных маслах преобладает а-линоленовая кислота (ALA), которая лишь в небольшой степени преобразовывается в организме в ЕРА и DНА. Именно поэтому исследователи рекомендуют регулярно есть жирную рыбу, в частности лосося или сардины. Рыбий жир помогает справиться и с проблемами души: многие психические заболевания связаны с нарушениями обмена омега-3. Пониженный уровень омега-3 в крови особенно часто наблюдается у пациентов с депрессией. Восьминедельное применение препаратов ЕРА облегчает симптомы депрессии так же хорошо, как и обычный антидепрессант флуоксетин, что доказала исследовательская группа Мехди Техрани-Дооста (Mehdi Tehrani-Doost) из Тегеранского университета в 2008 г.
При изучении таких различных нарушений, как синдром дефицита внимания и гиперактивности, шизофрения и болезнь Альцгеймера, некоторые ученые добиваются положительных результатов при использовании жирных кислот омега-3. Тем не менее выводы все еще очень противоречивы. Поэтому другие исследовательские группы могут не подтвердить эти результаты. Вряд ли существует простая причинно-следственная связь в таких сложных заболеваниях. Например, в крови пациентов, страдающих депрессией, велико число 1-В-цитокинов, которые оказывают ингибирующий эффект на формирование новых нервных клеток. Таким образом, жирные кислоты омега-3 - лишь одна из многих частей головоломки.
Карри для памяти
Помимо рыбьего жира нейроисследователи так-же обращают внимание на фитонутриенты относящиеся к полифенолам. Эта группа веществ включает в себя разнообразные химические соединения, которые, помимо всего прочего, защищают клетки растения от УФ-излучения, свободных радикалов или других вредных воздействий окружающей среды. В числе таких веществ - например, куркумин, одна из главных составляющих смеси пряностей карри. У крыс он стимулирует образование новых нейронов и смягчает симптомы стресса. тревожных расстройств и депрессии. По этой причине нейробиолог Це-Пин Ын (Tze-Pin Ng) из Национального университета Сингапура со своими коллегами в 2006 г. не просто изучил деятельность памяти более 1 тыс. пожилых людей, но и выяснил специфику их потребления карри: те, кто употребляли карри как минимум один раз в полгода, показа-ли результаты в так называемом мини-ментальном тесте в среднем в 25 пунктов, в то время как люди. не употребляющие карри, получили лишь 23 пункта. Для диагностирования болезни Альцгеймера используется шкала до 30 баллов; число меньше 20 считается знаком, предупреждаю-щим о деменции.
Судя по всему, полифенолы стимулируют рост клеток головного мозга в обход собственных нейротрансмиттеров. Так, исследователи из японского Университета Нагойи под руководством Кенджи Окаджимы (Kenji Okajima) в 2011 г. пришли к выводу, что прием мышами резвератрола приводит к повышенному выделению ИФР-1 (инсулиноподобного фактора роста 1) в гиппокампе и тем самым стимулирует нейрогенез. Резвератрол находится в высоко и концентрации в частности в красном вине. Тем не менее это не повод решительно хвататься за стакан: алкоголь оказывает крайне неблагоприятное воздействие на рост новых нервных клеток. Это доказала исследовательская группа Трэси Шоре (Tracey Shors) из Рутгерского университета в 2012 г.
Одна из подгрупп полифенолов - флавоноиды, которые содержатся в большом количестве в интенсивно окрашенных фруктах. например чернике. Группа ученых под руководством биохимика Джереми Спенсера (Jeremy Spencer) из английского Университета Рединга обнаружила в 2013 г., что добавление порошка из черники в питание для мышей привело к повышению уровня нейротрофического фактора мозга в гиппокампе и тем самым способствовало росту новых нейронов. Во время теста на память подопытные мыши показали результаты нa 30% лучше, чем их собратья, которых кормили как обычно.
Функциональная еда: благо или проклятие?
Нервопитательный шоколад
Чай и какао также богаты флавоноидами. Поэтому шоколад небезосновательно называют пищей для мозга. Но это справедливо лишь для темных сортов шоколада из-за высокой доли жира и сахара - только в умеренных количествах. При нормальном весе человека жиро- и сахаросодержащее питание оказывает положительное воздействие на механизмы регуляции нейрогенеза. Если учитывать эти результаты. то пищевые добавки представляются хорошей помощью "серым клеточкам". «Все нужное есть в пище, так зачем принимать таблетки?», - считает Тюре, дома у которой вы не найдете лекарств, а только рыбу, свежие овощи и фрукты.
Граница между питанием и медициной стирается все очевиднее. Это в свою очередь порождает спрос на такие пищевые продукты, которые уже долгое время используются и в медицинских целях. Нo самым безопасным вариантом помощи своим нервным клеткам остается сбалансированная диета с фруктами и овощами, а также с регулярным потреблением жирной рыбы. Тот, кто правильно питается, но проводит свою жизнь между стрессом на работе и телевизором, подходит к вопросу так же последовательно, как человек с ожирением, заказывающий огромную порцию картошки фри, но с диетической колой.
Сандрин Тюре советует: «Если стресса не избежать, не позволяйте себе фастфуд. В конце концов, от нас зависит, что мы едим».
Перевод: Е.С. Новоселова
Реферат
По дисциплине «Физиология ЦНС»
Тема: «Физиология нервных клеток»
Выполнила:
Проверил:
Подпись: ___________________
Москва
Введение ……………………………………..……………………..………. 3
1. Строение и функции элементов нервной клетки……………...……..… 4
2. Обмен веществ в нейроне……………………...………………………… 6
3. Глиальные клетки…..….………………………………………….……… 7
4. Основные функции нервной клетки……………………………….……. 8
4.1. Воспринимающая функция нейрона …………………………………. 8
4.2. Интегративная функция нейрона …………………………………….. 11
4.3. Эффекторная функция нейрона ………………………………...……. 13
Заключение …………………………………………………………………. 14
Список литературы …...….………………………………………………... 15
Введение
Основным структурным элементом нервной системы являются нервные клетки, или нейроны. Через нейроны осуществляется передача информации от одного участка нервной системы к другому, обмен информацией между нервной системой и различными участками тела. В нейронах происходят сложнейшие процессы обработки информации. С их помощью формируются ответные реакции организма (рефлексы) на внешние и внутренние раздражения. Нейроны разделяются на три основных типа: афферентные, эфферентные, промежуточные нейроны.
Афферентные нейроны (чувствительные, или центростремительные) передают информацию от рецепторов в центральную нервную систему. Тела этих нейронов расположены вне центральной нервной системы - в спинномозговых ганглиях и в ганглиях черепно-мозговых нервов.
Эфферентные нейроны (центробежные) связаны с передачей нисходящих влияний от вышележащих этажей нервной системы к нижележащим или из центральной нервной системы к рабочим органам. Для эфферентных нейронов характерна разветвленная сеть дендритов и один длинный отросток - аксон.
Промежуточные нейроны (интернейроны, или вставочные) - это, как правило, более мелкие клетки, осуществляющие связь между различными (в частности, афферентными и эфферентными) нейронами. Благодаря многочисленным разветвлениям аксона промежуточные нейроны могут одновременно возбуждать большое число других нейронов.
1. Строение и функции элементов нервной клетки
Различные структурные элементы нейрона имеют свои функциональные особенности и разное физиологическое значение. Нервная клетка состоит из тела, или сомы, и различных отростков. Многочисленные древовидно разветвленные отростки дендриты (от греч. dendron - дерево) служат входами нейрона, через которые сигналы поступают в нервную клетку. Выходом нейрона является отходящий от тела клетки отросток аксон (от греч. axis - ось), который передает нервные импульсы дальше - другой нервной клетке или рабочему органу (мышце, железе).
Форма нервной клетки, длина и расположение отростков чрезвычайно разнообразны и зависят от функционального назначения нейрона.
Среди нейронов встречаются самые крупные клеточные элементы организма. Размеры их поперечника колеблются от 6-7 мк (мелкие зернистые клетки мозжечка) до 70 мк (моторные нейроны головного и спинного мозга). Плотность их расположения в некоторых отделах центральной нервной системы очень велика. Например, в коре больших полушарий человека на 1мм 3 приходится почти 40 тыс. нейронов. Тела и дендриты нейронов коры занимают в целом примерно половину объема коры.
В крупных нейронах почти 1 / 3 - 1 / 4 величины их тела составляет ядро. Оно содержит довольно постоянное количество дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Входящие в его состав ядрышки участвуют в снабжении клетки рибонуклеиновыми кислотами (РНК) и протеинами. В моторных клетках при двигательной деятельности ядрышки заметно увеличиваются в размерах. Нервная клетка покрыта плазматической мембраной, полупроницаемой клеточной оболочкой, которая обеспечивает регуляцию концентрации ионов внутри клетки и ее обмен с окружающей средой. При возбуждении проницаемость клеточной мембраны изменяется, что играет важнейшую роль в возникновении потенциала действия и передаче нервных импульсов. Аксоны многих нейронов покрыты миелиновой оболочкой, образованной Шванновскими клетками, многократно «обернутыми» вокруг ствола аксона. Однако начальная часть аксона и расширение в месте его выхода из тела клетки - аксонный холмик лишены такой оболочки. Мембрана этой немиелинизированной части нейрона - так называемого начального сегмента - обладает высокой возбудимостью.
Внутренняя часть клетки заполнена цитоплазмой, в которой расположены ядро и различные органоиды. Цитоплазма очень богата ферментными системами (в частности, обеспечивающими гликолиз) и белком. Ее пронизывает сеть трубочек и пузырьков - эндоплазматический ретикулум. В цитоплазме имеются также отдельные зернышки - рибосомы и скопления этих зернышек - тельца Ниссля, представляющие собой белковые образования, содержащие до 50% РНК. Это белковые депо нейронов, где также происходит синтез белков и РНК.
В специальных аппаратах нервных клеток - митохондриях совершаются окислительные процессы с образованием богатых энергией соединений (макроэргических связей АТФ). Это энергетические станции нейрона. В них происходит трансформация энергии химических связей в такую форму, которая может быть использована нервной клеткой. Митохондрии концентрируются в наиболее активных частях клетки.
2. Обмен веществ в нейроне
Основной особенностью обмена веществ в нейроне является высокая скорость обмена и преобладание аэробных процессов. Потребность мозга в кислороде очень велика. Хотя вес мозга по отношению к весу тела составляет всего 2%, потребление кислорода мозгом достигает в состоянии покоя у взрослых людей 25% от общего его потребления организмом, а у маленьких детей - 50%. Даже кратковременное нарушение доставки кислорода кровью может вызвать необратимые изменения в деятельности нервных клеток: в спинном мозгу - через 20 - 30 мин., в стволе головного мозга - через 15 - 20 мин., а в коре больших полушарий - уже через 5 - 6 мин.
Энергетические траты мозга составляют 1 / 6 - 1 / 8 суточных затрат организма человека. Основным источником энергии для мозговой ткани является глюкоза. Мозг человека требует для обмена около 115г. глюкозы в сутки. Содержание ее в клетках мозга очень мало, и она постоянно черпается из крови.
Деятельное состояние нейронов сопровождается трофическими процессами - усилением в них синтеза белков. При различных воздействиях, вызывающих возбуждение нервных клеток, в том числе при мышечной тренировке, в их ткани значительно возрастает количество белка и РНК, при тормозных же состояниях и утомлении нейронов содержание этих веществ уменьшается. В процессе восстановления оно возвращается к исходному уровню или превышает его.
3. Глиальные клетки
В процессах питания нервных клеток и их обмене веществ участвуют также окружающие нейрон клетки глии (глиальные клетки, или нейроглия). Эти клетки заполняют в мозгу все пространство между нейронами. В коре больших полушарий их примерно в 5 раз больше, чем нервных клеток. Тела нейронов, как и их аксоны, окружены глиальными клетками. Глиальные клетки выполняют несколько функций: опорную, защитную, изолирующую, обменную (снабжение нейронов питательными веществами). Показано, что при длительном возбуждении в нейроне высокое содержание белка и нуклеиновых кислот поддерживается за счет клеток глии, в которых их количество соответственно уменьшается. В процессе восстановления после работы запасы белка и нуклеиновых кислот сначала нарастают в клетках глии, а затем и в цитоплазме нейрона.
Глиальные клетки обладают способностью перемещаться в пространстве по направлению к наиболее активным нейронам. Это наблюдается при различных афферентных раздражениях и при мышечной нагрузке. Например, уже через 20 мин. плавания у крыс было обнаружено увеличение числа глиальных клеток вокруг мотонейронов переднего рога спинного мозга.
Возможно, клетки глии участвуют в условно-рефлекторной деятельности мозга и в процессах памяти.
4. Основные функции нервной клетки
Основными функциями нервной клетки являются восприятие внешних раздражений (рецепторная функция), их переработка (интегративная функция) и передача нервных влияний на другие нейроны или различные рабочие органы (эффекторная функция).
Особенности осуществления этих функций позволяют разделить все нейроны центральной нервной системы на 2 большие группы:
1) клетки, передающие информацию на большие расстояния (из одного отдела центральной нервной системы в другой, от периферии к центру, от центров к исполнительному органу). Это крупные, афферентные и эфферентные нейроны, имеющие на своем теле и отростках большое количество синапсов, как возбуждающих, так и тормозящих, и способные к сложным процессам переработки поступающих через них влиянии;
2) клетки, обеспечивающие межнейроальные связи в пределах ограниченных нервных структур (промежуточные нейроны спинного мозга, коры больших полушарий и др.). Это мелкие клетки, воспринимающие нервные влияния только через возбуждающие синапсы. Эти клетки не способны к сложным процессам интеграции локальных синаптических влияний потенциалов, они служат передатчиками возбуждающих или тормозящих влияний на другие нервные клетки.
4.1. Воспринимающая функция нейрона
Все раздражения, поступающие в нервную систему, передаются на нейрон через определенные участки его мембраны, находящиеся в области синаптических контактов. В большинстве нервных клеток эта передача осуществляется химическим путем с помощью медиаторов. Ответом нейронов на внешнее раздражение является изменение величины, мембранного потенциала.
Человеческий организм состоит из триллионов клеток, один только мозг содержит примерно 100 миллиардов нейронов, самых разных форм и размеров. Возникает вопрос, а как устроена нервная клетка, и чем она отличается от других клеток организма?
Устройство нервной клетки человека
Как большинство других клеток человеческого тела, нервные клетки имеют ядра. Но по сравнению с остальными, они являются уникальными, так как у них есть длинные, нитевидные ответвления, по которым передаются нервные импульсы.
Клетки нервной системы похожи на другие, так как также окружены клеточной мембраной, имеют ядра, содержащие гены, цитоплазму, митохондрии и другие органеллы. Они участвуют в таких фундаментальных клеточных процессах, как синтез белка и выработка энергии.
Нейроны и нервные импульсы
Состоит из - это пучок нервных клеток. Нервная клетка, передающая определенную информацию, называется нейрон. Данные, которые переносят нейроны, называются нервными импульсами. Подобно электрическим импульсам, они переносят информацию с невероятной скоростью. Быструю передачу сигналов обеспечивают аксоны нейронов, покрытые специальной миелиновой оболочкой.
Эта оболочка покрывает аксон подобно пластиковому покрытию на электрических проводах и позволяет нервным импульсам перемещаться быстрее. Что представляет собой нейрон? Он имеет особую форму, которая позволяет передать сигнал от одной клетки к другой. Нейрон состоит из трех основных частей: тела клетки, множества дендритов и одного аксона.
Типы нейронов
Нейроны обычно классифицируются на основании той роли, которую они играют в организме. Известны два основных типа нейронов - сенсорные и моторные. Сенсорные нейроны проводят нервные импульсы от органов чувств и внутренних органов в Моторные нейроны, наоборот, несут нервные импульсы от ЦНС к органам, железам и мышцам.
Клетки нервной системы устроены таким образом, что оба типа нейронов работают сообща. Сенсорные нейроны несут информацию о внутренней и внешней среде. Эти данные используются для отправки сигналов через моторные нейроны, чтобы сообщить организму, как ему стоит реагировать на полученную информацию.
Синапс
Место, где аксон одного нейрона отвечает дендритам другого, называется синапсом. Нейроны связываются друг с другом посредством электрохимического процесса. При этом в реакцию вступают химические вещества, которые называются нейротрансмиттерами.
Тело клетки
Устройство нервной клетки предполагает наличие в теле клетки ядра и других органелл. Дендриты и аксоны, подключенные к телу клетки, напоминают лучи, исходящие от солнца. Дендриты получают импульсы от других нервных клеток. Аксоны передают нервные импульсы к другим клеткам.
Один нейрон может иметь тысячи дендритов, поэтому он может общаться с тысячами других клеток. Аксон покрыт миелиновой оболочкой - жировым слоем, который его изолирует и позволяет передавать сигнал намного быстрее.
Митохондрии
Отвечая на вопрос, как устроена нервная клетка, важно отметить элемент, отвечающий за поставку метаболической энергии, которая затем может легко утилизироваться. В этом процессе первостепенную роль играют митохондрии. Эти органеллы имеют собственную наружную и внутреннюю мембрану.
Основным источником энергии для нервной системы является глюкоза. Митохондрии содержат ферменты, необходимые для преобразования глюкозы в макроэргические соединения, главным образом в молекулы аденозинтрифосфата (АТФ), которые затем могут транспортироваться в другие районы тела, которые нуждаются в их энергии.
Ядро
Сложный процесс синтеза белка начинается в ядре клетки. Ядро нейрона содержит генетическую информацию, которая хранится в виде закодированных строк дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Каждая содержит для всех клеток в организме.
Именно в ядре начинается процесс построения белковых молекул, путем написания соответствующей части кода ДНК на комплементарных молекулах рибонуклеиновой кислоты (РНК). Выпущенные из ядра в межклеточную жидкость, они запускают процесс синтеза белка, в котором также принимают участие так называемые ядрышки. Это отдельная структура внутри ядра, отвечающая за построение молекулярных комплексов, называемых рибосомами, которые участвуют в синтезе белка.
Знаете ли вы, как устроена нервная клетка?
Нейроны - это самые живучие и длинные клетки в организме! Некоторые из них сохраняются в человеческом теле в течение всей жизни. Другие клетки умирают, их заменяют новые, а вот многие нейроны замене не подлежат. С возрастом их становится все меньше. Отсюда и пошло выражение о том, что нервные клетки не восстанавливаются. Однако данные исследований конца 20 века доказывают обратное. В одной из областей мозга, гиппокампе, новые нейроны могут вырасти даже у взрослых людей.
Нейроны могут быть довольно большими и составлять в длину несколько метров (кортикоспинальные и афферентные). В 1898 году известный специалист по нервной системе Камилло Гольджи сообщил о своем открытии - лентовидном аппарате, специализирующимся на нейронах в мозжечке. Этот прибор теперь носит имя своего создателя и известен как «аппарат Гольджи».
Из того, как устроена нервная клетка, следует ее определение как основного структурно-функционального элемента нервной системы, изучение простых принципов которой может служить ключом к решению многих проблем. В основном это касается автономной нервной системы, которая включает в себя сотни миллионов связанных между собой клеток.
