Tkanka nerwowa i cytologia
układu nerwowego
Tkanka nerwowa i cytologia
układu nerwowego
• Podstawową jednostką anatomiczno-
czynnościową układu nerwowego jest
komórka nerwowa zwana neuronem
• Pojęcie neuronu wprowadził w 1891
anatom niemiecki Heinrich Waldeyer
• Liczba neuronów u człowieka oceniana jest
na około 150 miliardów
• W mózgowiu znajduje się około 100
miliardów neuronów
Liczba neuronów jest:
• Cechą indywidualną każdego człowieka
• Nie zwiększa się w ciągu życia
• Może ulec zmniejszeniu
Komórka nerwowa (neuron)
• Składa się z ciała komórkowego
(perykarionu) i dwóch rodzajów wypustek:
• a) dendryty - zazwyczaj liczne, krótsze,
bogato
rozgałęzione, przewodzące bodźce
dośrodkowo (do perykarionu)
• b) akson - zawsze pojedynczy, dłuższy,
słabo rozgałęziony, przewodzący bodźce
odśrodkowo.
- Ciało komórki nerwowej nazywamy perikarionem
(soma).
- Zawiera ono cytoplazmę oraz centralnie położone
jądro.
- W jądrze znajduje się jąderko zawierające
chromatynę.
Z uwagi na liczbę wypustek, komórki
nerwowe dzielimy na:
• wielobiegunowe (najpowszechniejsze) – liczne
dendryty, jeden akson
• dwubiegunowe – jeden dendryt i jeden akson
• pseudojednobiegunowe – od perykarionu
odchodzi jedna wypustka, która dzieli się w
kształcie litery T na dendryt i akson (neurony
czuciowe, bodziec nie przechodzi przez
perykarion)
• jednobiegunowe – posiadają tylko akson, lub –
wyjątkowo – tylko dendryt (b. rzadkie)
Perykarion zawiera liczne organelle:
• dobrze rozwinięty aparat Golgiego,
• liczne drobne mitochondria,
• lizosomy.
Charakterystycznymi cechami wyposażenia
komórki nerwowej są:
• tigroid (ciałka Nissla)
• neurotubule (mikrotubule) i neurofilamenty
• tigroid (ciałka Nissla) - skupiska szorstkiej
siateczki śródplazmatycznej i wolnych
rybosomów, widoczne w mikroskopie
świetlnym jako zasadochłonne grudki
• występuje w perykarionie i początkowych,
grubszych odcinkach dendrytów, nie ma go w
aksonie
• Tigroid produkuje znaczne ilości białek
niezbędnych do funkcjonowania komórki
nerwowej, posiadającej – przy uwzględnieniu
wypustek – bardzo znaczną objętość
cytoplazmy i powierzchnię błony komórkowej.
• neurotubule (mikrotubule) i neurofilamenty
(filamenty pośrednie) - elementy cytoszkieletu, w
perykarionie układające się w sieć, a w wypustkach
tworzące wiązki.
• Neurotubule, najliczniejsze w aksonie, odpowiadają
za transport substancji wysokocząsteczkowych,
pęcherzyków i organelli między perykarionem a
zakończeniem aksonu (transport aksonalny)
• zależnie od kierunku nosi on nazwę
anterogradowego (odśrodkowy, zależny od
mechanoenzymu kinezyny) lub retrogradowego
(dośrodkowy, zależny od mechanoenzymu dyneiny).
• Neurofilamenty pełnią funkcję podporową.
Włókna nerwowe
• Wypustki (głównie aksony) otoczone są
segmentowanymi osłonkami
wytworzonymi przez komórki neurogleju:
kom. Schwanna w obwodowym układzie
nerwowym, astrocyty i oligodendrocyty w
centralnym układzie nerwowym (segment
wytworzony jest przez jedną komórkę).
• Akson otoczony osłonką nosi nazwę
włókna nerwowego.
Wyróżniamy dwa rodzaje włókien nerwowych:
1. niezmielinizowane (bezrdzenne)
• osłonkę tworzy wpuklenie cytoplazmy komórki Schwanna (w obwodowym
ukł. nerwowym)
• lub otaczająca akson wypustka astrocytu (w ośrodkowym ukł. nerwowym)
• włókna te przewodzą wolniej – przewodzenie ciągłe 0,5-3 m/s
2. zmielinizowane
• posiadają osłonkę mielinową, którą tworzy spiralny układ warstw
fosfolipidowych i białkowych powtały przez wielokrotne "owinięcie się"
błony komórki glejowej wokół aksonu:
a) kom. Schwanna w obwodowym układzie nerwowym,
b) oligodendrocytu w ośrodkowym układzie nerwowym,
• takie włókna przewodzą szybciej - przewodzenie skokowe*, 3-120 m/s,
• Pomiędzy segmentami osłonki mielinowej znajdują się tzw. przewężenia
Ranviera, w których dokonuje się odnowienie bodźca (depolaryzacja
błony).
• Pęczki włókien nerwowych otoczone i
poprzedzielane tkanką łączną budują pień
nerwowy, czyli nerw obwodowy.
• Przy przewodzeniu ciągłym (w włóknach
niezmielinizowanych), kanały sodowe
otwierane zmianą potencjału
rozmieszczone są równomiernie w błonie
aksonu. Lokalna depolaryzacja powoduje
otwarcie sąsiednich kanałów sodowych – w
ten sposób bodziec przemieszcza się
wzdłuż błony ze stałą szybkością.
• Osłonka mielinowa ma własności izolatora elektrycznego,
• W objętym nią odcinku aksonu nie ma kanałów sodowych – w
tych warunkach lokalna depolaryzacja wzbudza przepływ
słabego prądu elektrycznego przez cytoplazmę aksonu.
• Z uwagi na wysoką oporność cytoplazmy, w trakcie przepływu
różnica potencjałów stopniowo maleje i mogłaby ulec
całkowitemu wygaszeniu, gdyby nie regularnie rozmieszczone
przewężenia Ranviera, w obrębie których w błonie aksonu
znajdują się kanały sodowe otwierane zmianą potencjału.
• W włóknach zmielinizowanych bodziec “skacze” (z szybkością
przepływu prądu) od przewężenia Ranviera do kolejnego
przewężenia (przemieszczenia jonów w procesie depolaryzacji
błony
Synapsy
• W miejscach, gdzie komórki nerwowe i/lub ich
wypustki stykają się ze sobą i przekazują sobie
bodźce, znajdują się połączenia synaptyczne
(synapsy). Mogą się one tworzyć pomiędzy
wszystkimi elementami kom. nerwowych
(najczęstsze: akson-dendryt, ponadto: akson-
perykarion, akson-akson), a także między
aksonem a inną niż nerwowa komórką
wykonawczą (np. akson-włókno mięśniowe)
Połączenie synaptyczne: 1-mitochondrium 2-pęcherzyki
presynaptyczne z neurotransmiterem 4-szczelina synaptyczna
5-neuroreceptor 6-kanał wapniowy
Synapsa nerwowo – mięśniowa zwana jest
płytką motoryczną
• Przekaźnikiem synaptycznym jest
acetylocholona
• Następuje zamiana energii elektrycznej na
chemiczną
• Następnie energii chemicznej na
elektryczną ponownie
• Końcowym etapem jest skurcz włókna
mięśniowego
Połączenie nerwowo-mięśniowe: 1-akson 2-
połączenie synaptyczne 3-mięsień szkieletowy 4-
mikrofibryla
Typy synaps
• elektryczne
• chemiczne (najczęstsze)
Synapsy elektryczne
• W tych synapsach neurony prawie się stykają (gł.
połączenia typu "neksus").
• Kolbka presynaptczyna oddalona jest od kolbki
postsynaptycznej o 2 nm.
• Możliwa jest wędrówka jonów z jednej komórki do
drugiej - przekazywanie dwukierunkowe.
• Impuls jest bardzo szybko przekazywany.
• Występują w mięśniach, siatkówce oka, części
korowej mózgu oraz niektórych częściach serca.
Synapsy chemiczne
• W tych synapsach komórki są od siebie oddalone o ok.
20 nm, między nimi powstaje szczelina synaptyczna.
• Zakończenie neuronu presynaptycznego tworzy kolbkę
synaptyczną, w której są wytwarzane neuroprzekaźniki
(mediatory - przekazywane w pęcherzykach
synaptycznych), które łączą się z receptorem,
powodując depolaryzację błony postsynaptycznej.
• Występują tam, gdzie niepotrzebne jest szybkie
przekazywanie impulsu, np. w narządach
wewnętrznych.
• Obecnie znanych jest ok. 60
związków, które pełnią funkcję
mediatorów. Są to np.:
,
,
,
, serotonina. Wśród
poznanych mediatorów wyróżnia się
neuroprzekaźniki pobudzające lub
hamujące wzbudzanie potencjału
czynnościowego
Każda synapsa składa się z dwóch części:
• część presynaptyczna: przeważnie
kolbkowate zakończenie aksonu, zawiera
pęcherzyki ze specjalną substancją chemiczną
- neuroprzekaźnikiem (np. acetylocholina,
noradrenalina) oraz mitochondria;
• część postsynaptyczna: w jej błonie są
receptory dla neuroprzekaźnika. Obie
części dzieli bardzo wąska szczelina
synaptyczna.
Receptory
czucia
Klasyfikacja receptorów
a) ze względu na lokalizację:
• eksteroreceptory - na zewnątrz ciała
• interoreceptory - wewnątrz ciała
b) eksteroreceptory, dzielimy ze względu na styczność z
bodźcem:
• telereceptory - z pewnej odległości (np. wzrok, słuch)
• kontaktoreceptory - są w bezpośrednim kontakcie z
bodźcem (np. smak, ucisk)
c) interoreceptory, dzielimy ze względu na lokalizację:
• proprioreceptory (proprioceptory) - narząd ruchu (stawowe,
mięśniowe) - informuje o położeniu ciała oraz jego części
względem siebie
• wisceroreceptory - narządy wewnętrzne - informuje o stanie
poszczególnych narządów
Ze względu na charakter bodźca bądź stymulacji
receptory dzielimy na:
•
- receptory rozróżniające substancje chemiczne (białka:
białka receptorowe
i
; komórki:
węchowe; narządy:
, śluzówka węchowa)
•
- receptory reagujące na temperaturę bądź jej zmianę
•
- receptory wrażeń bólowych
•
- receptory wrażeń mechanicznych, takich jak dotyk (
ciałko blaszkowate Vatera-Paciniego
) lub
wewnętrznego wykorzystuje mechanoreceptory do przetworzenia
dźwięku w sygnały nerwowe)
•
- receptory światła (białka: opsyny, rodopsyna; komórki:
czopki, pręciki; narządy:
)
•
- receptory natężenia i kierunku pola magnetycznego
•
- receptory natężenia i kierunku pola elektrycznego
•
•
- receptory ruchu, pozycji i równowagi
•
Proprioreceptory
• Receptory czucia głębokiego
• Wyróżniamy:
1. Wrzecionka nerwowo-mięśniowe
2. Ciałka buławkowate
3. Ciałka blaszkowate
4. Wolne zakończenia nerwowe
Proprioreceptory
• Występują w stawach i mięśniach
• Należą do receptorów wolno adaptujących się
• Informują o:
- stanie mięśnia
- aktywnym skurczu
- rozciągnięciu biernym (czyli długości
włókien)
- napięciu mięśnia
• Proprioreceptory związane z czuciem
równowagi znajdują się w błędniuku
Wrzecionko nerwowo-
mięśniowe
• Jest to receptor reagujący na rozciąganie
mięśni
• Długość 1-7 mm
• Zawiera pęczek włókien mięśniowych
śródwrzecionowych otoczonych torebką
• Unerwiony przez włókno nerwowe
efferentne (dośrodkowe)
• Lokalizacja - mięśnie szkieletowe
Ciałko blaszkowate
• Jest to receptor reagujący na ucisk
• Występuje w krezce, tkance podskórnej i
błonie międzykostnej
• Zbudowane jest z zakończenia włókna
nerwowego obwodowego otoczonego
komórkami satelitarnymi otaczającymi to
włókno jak „łuski cebuli”
Ciałko blaszkowate c.d.
• Miejscem przetwarzania energii
mechanicznej w elektryczną jest błona
pokrywająca zakończenie włókna
nerwowego zwana błoną recepcyjną
• Rozciągnięcie błony zwiększa jej
przepuszczalność dla jonów dodatnich i
powoduje powstanie potencjału
generującego