Нервни клетки в централната нервна система

Нервната система е изградена от нервни клетки и осигурява координираното функциониране на всички части на тялото. Благодарение на нея организмите получават и обработват информацията, реагират на дразненията идващи от околната среда, което е необходимо за приспособяването към промените и оцеляването на индивидите.

Видове нервна система и нервни клетки

Нервната система се разделя на два типа – периферна и централна. Периферна нервна система включва гръбначномозъчните и черепномозъчните нерви и ганглии, а централна нервна система (ЦНС), съставена от главния и гръбначния мозък. Всички нервни клетки, които изграждат ЦНС се делят на два основни вида: неврони и глиални клетки, като всеки тип обединява няколко морфологично и функционално различни клетъчни представители.

Основната функция на невроните е получаването и предаването на информация от и към други клетки. Този информационен обмен става в местата на контакт между клетките, наречени синапси. Според начина на предаване на информацията синапсите се делят на електрически и химически. При електрически синапс сигналът се предава директно от една нервна клетка на друга. При химически синапс участва молекула – посредник (невротрансмитер), наречена медиатор (например ацетилхолин).

Неврон – устройство

Общото устройство на неврона включва тяло, дълъг израстък, наречен аксон, и различен брой къси израстъци – дендрити. В клетъчното тяло се намира ядрото на неврона и основната част от органелите. Ендоплазменият ретикулум и апаратът на Голджи участват в синтеза и модификацията на невротрансмитерните молекули (медиаторите). Те се опаковат във везикули и се транспортират по аксона до синапса. Там се освобождават в синаптичното пространство, след което се свързват с рецепторите в  постсинаптичната клетъчна мембрана на другата клетка от химическия синапс.

Невроните имат големи енергийни нужди, за да осъществяват функциите си, и затова са силно зависими от наличието на глюкоза, постъпваща с кръвния ток. Глюкозата се разгражда в митохондриите до високоенергийното съединение аденозинтрифосфат (АТФ).

Отделните части на неврона

Дендритите представляват фини и къси дървовидни израстъци, които изглеждат като разклонено продължение на тялото на неврона. Чрез дендритите невронът контактува с аксоните на други нервни клетки, от които получава информация, а множеството разклонени израстъци увеличават контактната площ. Мембраната в областта на дендритите и клетъчното тяло на неврона е електроневъзбудима. Тя съдържа лиганд-зависими йонни канали, тъй като в тези части на неврона електричните сигнали възникват в отговор на отделени в синаптичното пространство медиаторни молекули.

Аксонът е дълъг, най-често единичен израстък, чиято дължина зависи от разстоянието, на което трябва да предаде информацията. Установени са неврони с дължина на аксона до един метър. В него липсват органели, но пък е изключително богат на цитоскелетни елементи – микротубули и микрофиламенти, които са необходими за аксоналния транспорт на везикулите, изпълнени с различни молекули. Аксонът е обвит отвън с миелинова обвивка.

Когато се транспортират вещества от тялото на неврона към неговия край, транспортът се нарича антерограден, а в случай на пренос на вещества от периферията на неврона към клетъчното тяло – ретрограден. За разлика от другите участъци на нервната клетка, мембраната на аксона е електровъзбудима и богата на потенциал-зависими йонни канали. Това е причината в тази част на неврона да се зараждат електричните сигнали, наречени потенциали на действие или акционни потенциали, чрез които невроните обменят информация.

Видове неврони

В зависимост от функциите, които изпълняват, невроните се разделят на сетивни, междинни и двигателни.

Сетивните неврони (сензорни или още аферентни) предават информация от различни части на тялото (кожа, вътрешни органи) до централната нервна система. Те имат специфична морфология, отличаваща се с Т-образно разклонен израстък. Едното рамо на израстъка се ориентира периферно, а другото – към централната нервна система. Периферната част на израстъка получава информация за дразнение от механичен или химичен характер, приложено в определена част на тялото (рецепторна функция), която след това се предава на ЦНС като електричен сигнал.

Двигателните неврони (моторни или еферентни) доставят информация от ЦНС към жлезите, скелетната мускулатура и други органи. Тези неврони се характеризират с едни от най-дългите аксони. Имат много дендритни израстъци, които завършват със заострени образувания с големина около 2 µм, наречени дендритни шипчета. Тези шипчета имат ключова роля в контактите със съседни неврони, а също така се счита, че са важни и за механизмите на запаметяването.

Междинните неврони (наричани още интерневрони) са най-многочислени, осъществяват информационната връзка между сетивните и двигателните неврони, а по своето устройство наподобяват това на моторните неврони.

Невроните могат да бъдат класифицирани и според броя на техните израстъци: биват униполярни (с един израстък), псевдобиполярни, биполярни и мултиполярни.

Глиални клетки – невроглия

Наименованието на глиалните клетки (наричани невроглия или само глия) произлиза от гръцки, означава „лепило” и отразява разпространеното през XIX век схващане, че тези нервни клетки държат заедно невроните в мозъка. Сега се знае, че глия е събирателен термин за няколко вида глиални клетки, чийто общ брой сериозно превъзхожда количеството неврони в ЦНС.

Важна особеност на глиалните клетки, която ги различава от невроните, е че те не са способни да генерират и предават електрични потенциали. Въпреки това наличието на глия е критично за съществуването и функционирането на невроните.

Видове невроглия

Макроглиални нервни клетки

Към така наречените макроглиални клетки се отнасят астроцитите и олигодендроцитите.

Астроцитите са нервни клетки със звездовидна морфология, с много разклонени израстъци. Познати са две разновидности на астроцитите: фиброзни, които се откриват в близост до аксоните на невроните и протоплазмени – разположени около телата на невроните.

Всички астроцити имат периваскуларен израстък с форма на краче, който контактува със съседен кръвоносен съд, благодарение на което тези клетки осъществяват обмяна на вещества между невроните и кръвта. Те са отговорни за снабдяването на невроните с така необходимата им глюкоза, както и за отвеждането на някои молекули извън невроните. Астроцитите регулират концентрацията на калиеви йони и киселинността в нервната тъкан, метаболизират медиаторите и ги подготвят за следващ цикъл на действие.

Миелиновата обвивка на невроните от централната нервна система се формира от олигодендроцитите. Мембраните на този вид нервни клетки са богати на липопротеиновия комплекс миелин. Той служи като изолатор и ускорява предаването на електричните импулси. Израстъците на един олигодендроцит са способни да миелинизират множество неврони, увивайки се около аксоните им. Автоимунното заболяване множествена склероза (MS) поразява миелиновата обвивка и причинява смущения във функциите на нервната система.

Микроглиални нервни клетки

Микроглията е съставена от нервни клетки с малки размери (микроцити), които произлизат от костния мозък и имат защитна функция. В случаи на увреждане на нервната тъкан микроцитите фагоцитират остатъците от загинали клетки, отделят цитокини и са способни да  разпознават и поглъщат чужди за организма тела.

Глията на ЦНС включва и епендимните клетки. Някои от тях имат ресничести израстъци (цили), подпомагащи движението на цереброспиналната течност. Разновидност на епендимните клетки са таницитите. Те нямат цили, откриват се в третото мозъчно стомахче и участват в транспорта на хормони. Епендимните клетки формират кръвно-мозъчната бариера, предпазваща ЦНС от увреждащи агенти и патогени.