Сколько дендритов может быть у нервной клетки


Передача информации от нейрона к нейрону, от головного мозга к иннервируемым структурам (внутренним органам) осуществляется посредством проведения электрических импульсов.

Особые отростки, отходящие от тела нервных клеток, дендриты и аксоны, являются непосредственными участниками процесса циркуляции нейронных сигналов.

Что такое дендрит — функции и морфология

Дендриты (dendrite) — многочисленные тонкие трубчатые или округлые выпячивания клеточного тела (перикариона) нервной клетки. Сам термин говорит о чрезвычайной разветвленности этих участков нейронов (от греч. δένδρον (dendron) — дерево).

В поверхностной структуре нейроцитов могут насчитываться от нуля до множества дендритов. Аксон чаще всего единственный. Поверхность дендритов не имеет миелиновой оболочки в отличие от аксонных отростков.

Цитоплазма содержит те же клеточные компоненты, что и само тело нервной клетки:

  • эндоплазматический гранулярный ретикулум;
  • скопления рибосом — полисомы (белоксинтезирующие органеллы);
  • митохондрии (энергетические “станции” клетки, которые, используя глюкозу и кислород, синтезируют необходимые высокоэнергетические молекулы);
  • аппарат Гольджи (отвечает за доставку внутренних секретов к внешнему слою клетки);
  • нейротубулы (микротрубочки) и нейрофиламенты — главные компоненты цитоплазмы, тонкие опорные структуры, которые обеспечивают сохранение определенной формы.

Строение дендритных окончаний напрямую связано с их физиологическими функциями — получением информации от аксонов, дендритов, перикариона соседних нервных клеток посредством многочисленных межнейронных контактов на основе избирательной чувствительности к определенным сигналам.

Структура и типы

Внешняя поверхность дендритов покрыта тонкими выпячиваниями в виде мельчайших шипиков размером 2-3 мкм. Количество таких формирований на поверхности может варьировать от нуля до десятка тысяч. Формы самих микрошипиков многообразны, но самой часто встречаемой формой считается грибовидный шипик.

Количество шипиков на поверхности и их размеры могут быстро меняться. От этого зависит реакция нейрона на сигналы от других клеток.

На образование выпячиваний-шипиков, их форму и развитие влияют внутренние и внешние обстоятельства: возраст организма, активность синаптических связей, информационная загруженность нейронных цепей, образ жизни организма и многое другое.

Целостность и стабильность структуры шипиков могут подвергаться влиянию негативных факторов:

  • патофизиологические факторы (например, нейродегенеративные процессы в нервной ткани, опосредованные тяжелой наследственностью);
  • токсикологические агенты (при употреблении наркотиков, алкоголя, ядов различной природы).

Под воздействием этих негативных факторов во внутреннем строении микрошипиков происходят серьезные деструктивные превращения: разрушение цистерн шипикового аппарата, накопление мультивезикулярных тел (пропорционально степени разрушительных влияний).

После серии испытаний, проведенной с подопытными мышами, было доказано, что не столько сами дендриты, сколько дендритные шипики являются элементарными единицами хранения памяти и формирования синаптической пластичности.

Дендритные структуры образуются вследствие древовидного разветвления отростков нейронов. Этот процесс называется арборизацией. Количество точек (или узлов) ветвления обуславливает степень разветвленности и сложность окончаний дендрита.
В цитоплазме узлов ветвления обычно сконцентрированы митохондрии, так как ветвление – энергозатратный физиологический процесс.

Структура дендритного дерева обуславливает физическую восприимчивую площадь, то есть количество входных импульсов, которые суммарно сможет принять и провести нейроцит.

Одно из главных предназначений дендритов состоит в наращивании контактной поверхности для синапсов (увеличении рецепторного поля).

Это позволяет клетке принимать и перенаправлять больший объем информации, которая поступает к телу нейрона. Степень разветвленности определяет то, как нейрон в итоге суммирует электрические сигналы, полученные от других клеток: чем больше и сложнее ветвление, тем более плотно нейроны прилегают друг к другу.

Читайте также:  Неврологические заболевания у новорожденных симптомы

За счет разветвленного строения поверхность рецепторной мембраны нервной клетки увеличивается в 1000 и более раз.

Дендритные окончания имеют разные размеры, но всегда характеризуются постепенным уменьшением диаметра претерминальных веточек. Длина обычно от нескольких мкм до 1 мм. Но, например, у некоторых чувствительных нейронов спинномозговых ганглиев дендриты очень длинные – до метра и более.

Проведение нервного импульса

Рецепторная мембрана поверхности дендритов (как и тела нервной клетки) покрыта многочисленными синаптическими бляшками, которые передают возбуждение на восприимчивый участок поверхностной мембраны нейрона, где генерируется биоэлектрический потенциал.

Информация, закодированная в виде электрических импульсов, передается на электровозбудимую проводящую мембрану аксона. Таким образом формируются нейронные сети организма.

Роль в нейронных процессах

Человек рождается с генетически определенным числом отростков-дендритов на каждом нейроне. Постепенное увеличение и усложнение мозговых структур и построение нервной системы, которые происходят при постнатальном развитии, реализуется за счет разветвления, увеличения массы дендритов.

Согласно данным многочисленных исследований, в пике развития нервной системы дендриты занимают порядка 60-75 % от всей массы нервных клеток.

Согласно фундаментальным теориям, описывающим принципы работы нервной системы, дендриты всегда считались отделом нейрона, принимающим импульс и проводящим его на тело нервной клетки.

Однако современные исследования нейробиологов с использованием новейших технологий таких, как микроэлектроды, выявило большую электрическую активность дендритов по сравнению с телом клетки.

Данные исследования подтвердили тот факт, что дендритные окончания способны сами генерировать электрические импульсы – локальные потенциалы действия.

Дендрит нейрона (дендра — ветвь) — отросток тела нейрона, по которому к нему поступает сигнал от других клеток. Дендрит получает сигнал от аксона другого нейрона или белка-рецептора, реагирующего на среду.

Отвечая на вопрос, что такое дендриты, можно сказать, что традиционно дендриты рассматриваются как антенны нейрона. Обмен информацией происходит в одну сторону: от аксона к дендриту. Чем больше дендритов у нейрона, тем больше информационных каналов, тем более сложные решения принимает нейрон.

Синаптическая щель

Сигнал от других клеток поступает к телу нейрона по одному из его дендритов. Дендрит в нервной системе человека получает обычно химический сигнал (нейромедиатор) от аксона. Место соединения дендрита и аксона называется синапсом.

Синапсы позволяют передавать точные сообщения от нейрона к нейрону. Благодаря синапсам существует нейропластичность и возможность тонкой настройки функций и поведения организма.

На дендрите находятся рецепторы, которые принимают нейромедиатор. Рецепторы — это специализированные белки, которые захватывают молекулу нейромедиатора и в зависимости от своего типа запускают дальнейшие реакции в клетке.

Дендритные шипики

На дендритах образуются маленькие наросты — шипики. Последние могут принимать множество форм, но наиболее устойчивая — это форма грибка.

Количество дендритных шипиков колеблется от 20 до 50 на 10 мкм длины дендрита. Шипики очень изменчивы по форме и объему.

В мозге 86 миллиардов нейронов. Аксоны, дендриты и тела нейронов образуют огромные нейронные сети.

Дендриты отвечают за обучение и память, а также контролируют равновесие в системе. Когда происходит локальное усиление связей между определенными нейронами, именно в дендритах возрастает производство белка, регулирующего снижение активности других синапсов.

Читайте также:  Нервная система и вес

Обучение и шипики

Дендритные шипики отвечают за возможность обучения и формирования памяти. Благодаря шипикам и их пластичности, нейрон легко может подключаться к тем или другим соседям и быстро от них отсоединяться, контролируя возможность получения сигнала.

Логично было бы предположить, что если синаптические связи ответственны за воспоминания, то их пластичность — проблема для сохранения памяти о прошлом. В 2009 году в Nature вышла публикация, в которой авторы исследовали, как опыт обучения влияет на синаптические связи мышей.

В работе показано, что большое количество новых шипиков, образующихся от нового опыта, исчезало со временем, если опыт не повторялся периодически. Но те, что сохранялись, скорее всего, и отвечали за приобретенные навыки.

При этом если тренировка повторялась в течение длительного времени, происходило удаление шипиков, по-видимому, удаленные отвечали за неверные действия. Обучение и ежедневный сенсорный опыт оставляют постоянные пометы в виде немногочисленной группы шипиков, сформированных на разных этапах обучения.

Что такое дендриты, если не огромная библиотека воспоминаний? Но основная проблема дендритных шипиков в том, что они очень чувствительны к любым механическим и химическим воздействиям. Поэтому травмы мозга, даже если и локализованы в одном месте, обычно оказывают влияние на всю нейронную сеть.

Сон и обучение

В исследовании (Z.G. Yang) 2014 года было показано, как после обучения и сна, спустя 24 часа, появляются новые дендритные шипики у мышей, а некоторые из существующих исчезают. Авторы отмечают, что скорость образования новых шипиков у мышей, прошедших обучение новому поведению, была значительно выше в течение 6 часов после обучения по сравнению с нетренированными мышами.

Кроме того, авторы показали, что шипики при лишении мышей сна формируются намного медленнее. И ситуацию не может исправить ни новая тренировка навыка, ни поздний сон.

Дендрит как самостоятельная единица

Что такое дендриты, выясняют до сих пор. Дело в том, что сложно изучать поведение и функции дендритов на живых объектах.

Если размер нейрона около десяти микрон, то длина дендрита может доходить до тысячи. Обычно под дендритами понимают не очень активных участников процесса.

В 2017 году в журнале Science было опубликовано исследование, которое позволяет пересмотреть классический взгляд на дендриты. Оказалось, дендриты генерируют сигналы в несколько раз чаще, чем это делает тело нейрона, что наводит на предположение о кодировании информации и на уровне дендритов.

Ранее уже было обнаружено, что если во время переживания опыта тела нейронов активировались, а дендриты молчали, то долговременная память не формировалась относительно этого опыта. Было высказано предположение, что активность нейронов связана в большей степени с реальным временем, с актуальными переживаниями, а дендритов — с тем, что от этого останется в памяти.

Что такое дендриты, учитывая новые данные? Это удивительные конструкции, которые составляя 90% нервной ткани и, возможно, берут на себя большую часть работы по сохранению и преобразованию опыта.

Сумма фактов

1. Дендритная ветвь изменчива, особенно в молодом мозге.

2. На пластичность дендритов оказывает влияние обогащенная среда.

3. Длительное обучение связано с сохранением шипиков, связанных с приобретенными навыками.

Читайте также:  Может ли изжога быть на нервной почве

4. Сон позволяет лучше запоминать опыт.

5. Алкоголь оказывает негативное влияние на рост дендритов.

6. С возрастом количество ветвей дендритов становится меньше.

Дендриты — удивительные конструкции мозга. У каждого типа клеток свой «вид» дендритов, к тому же дендриты чрезвычайно пластичны и могут изменяться за несколько минут. По всей видимости, дендриты выполняют сложную обработку информации, берут на себя задачи, связанные с долговременной памятью и обучением.

Дендриты — как правило, короткие и сильно разветвлённые отростки, служащие главным местом образования влияющих на нейрон возбуждающих и тормозных синапсов (разные нейроны имеют различное соотношение длины аксона и дендритов). Нейрон может иметь несколько дендритов и обычно только один аксон. Один нейрон может иметь связи со многими (до 20-и тысяч) другими нейронами.

Дендриты делятся дихотомически, аксоны же дают коллатерали. В узлах ветвления обычно сосредоточены митохондрии.

Основные характерные черты дендрита, которые выделяют его на электронно-микроскопических срезах:

1)отсутствие миелиновой оболочки,

наличие правильной системы микротрубочек,

3) наличие на них активных зон синапсов с ясно выраженной электронной плотностью цитоплазмы дендрита,

4) отхождение от общего ствола дендрита шипиков,

5) специально организованные зоны узлов ветвлений, 6) вкрапление рибосом,

7) наличие в проксимальных участках гранулированного и не гранулированного эндоплазматического ретикулума.

Несколько дендритов находятся возле тела клетки, они сравнительно широкие и образуют большое количество синапсов. Синапс – это место, где происходит контакт двух нервных клеток или контакт между эффекторной клеткой и нейроном. Его функция – это передача нервного импульса от одной клетки к другой, он также отвечает за частоту и амплитуду сигнала.

Дендриты могут соединяться очень маленькими тонкими отростками, которые называют коллатерали. Дендриты образуют ветвистое дерево вокруг тела нервной клетки. Благодаря дендритам возникает физическая поверхность, по которой идут импульсы к данному нейрону. В основном нервный сигнал движется в одном направлении: к телу клетки по нескольким дендритам и от него по аксону к другим клеткам до мышц, органа или к соседнему дендриту.

Мембрана дендритов, как и мембрана тела нейронов, содержит значительное число белковых молекул, выполняющих функцию химических рецепторов, обладающих специфической чувствительностью к определенным химическим веществам. Эти вещества участвуют в передаче сигналов с клетки на клетку и являются медиаторами синаптического возбуждения и торможения.

ецептивное поле — область, занимаемая совокупностью всех рецепторов, стимуляция которых приводит к изменению активности определенного элемента: афферентного волокна (Р. п. нерва) или сенсорного нейрона (Р. п. нейрона). Последнее оказывается более сложным, особенно для центральных нейронов, поскольку в зависимости от конкретных характеристик стимула Р. п. может оказаться различным. Понятие Р. п. используется и для обозначения зоны расположения чувствительных элементов, стимуляция которых приводит к возникновению специализированного рефлекса, — Р. п. рефлекса, или рефлексогенная зона (например, интероцептивные рефлексы сердечно-сосудистой системы развиваются как следствие активации синокаротидной зоны, барорецепторной зоны дуги аорты и т.д.).

Читайте также:
Adblock
detector