Нервова тканина. Нейронауки

1. Н Е Р В О В А Т К А Н И Н А

НЕРВОВА
ТКАНИНА

2. Нейронауки

Camillo Golgi (1844-1926)
Santiago Ramon y Cajal (1852-1934)
1906 - Нобелівська премія за внесок у вивчення
структури та функцій нервових клітин

3. Нейруляція

4.

5.

6.

7.

8. Схема будови нейронів декількох типів

9.

10. Морфологічна класифікація нейронів

• Уніполярні – мають
один відросток
• Біполярні – мають два
відростка, переважно
сенсорна система
• Псевдоуніполярні – має
один відросток, який
розгалуджується на 2
• Мультиполярні –
багато відростків

11. фізіологічна класифікація нейронів

Аферентні(чутливі) передають
інформацію від
тканин і органів в
центральну нервову
систему
• Інтернейрони вставні
• Еферентні
(ефекторні) передають сигнали
від центральної
нервової системи
еффекторним

12. Будова нейрону

- Спілкуються за допомогою електрохімічних процесів
- Полярність нейропередачі
- Синаптичні контакти

13. Організація нейрона

14. Організація нейрона

15. Організація нейрона

16. Сома

Забезпечення синтезу
багатьох компонентів,
необхідних для будови та
функції нейрона.
• Трофічна функція
• Синтез медіторів
• Нейролема відрізняється від
плазмолеми інших клітин
високим вмістом (до 79 %)
різних ліпідів.

17. ТИГРОЇД

Гранулярна
ендоплазматична
сітка –Франц Ніссль у
1889 р.- речовина
Ніссля
1895 рік – Леношек тигроїд

18. Цитоскелет

- Мікротрубочки (діаметр 24 нм)
- Нейрофіламенти (діаметр 8–10
нм)
- Мікрофіламенти (діаметр 6 нм)
В аксоні мікротрубочки мають
певну орієнтацію:
"+"-кінцем направлені до терміналі
"–"-кінець – до перикаріону.
До "+"-кінця рухаються мітохондрії
та синаптичні везикули
До "–"-кінця – рибосоми,
мультивезикулярні
тільця, елементи комплексу
Гольджі
Цитоскелет нейрональних
мікротрубочок за допомогою розширювальної мікроскопії.

19. Аксон

Найдовший відросток нейроцита,
проводить імпульси від тіла клітини,
закінчується кінцевими розгалуженнями
(терміналлю). Терміналі утворюють
синапси на поверхні тіл різних клітин і
вступають у контакт із відростками
нейронів.
Кінезин забезпечує транспорт від
перикаріону до периферії відростка, а
динеїн – у зворотному напрямку, до
перикаріону.
Початковий сегмент аксону – аксонний
горбик є ділянкою перикаріону з
комплексом Гольджі, саме тут виникає
потенціал дії, який поширюється далі по
аксону.
У багатьох наявна мієлінова оболонка,
перехвати Ранвьє.

20. Аксонний транспорт

- це переміщення речовин від тіла у відростки
і від відростків до тіла нейрона.
Антероградний транспорт- макромолекули і
органели від тіла нейрона до його терміналі,
з цим транспортом зв’язаний кінезин.
до тіла – ретроградний (деякі молекули,
включаючи і матеріал, захоплений
ендоцитозом, в тому числі віруси і токсини.
З цим траспортом зв’язаний динеїн.

21.

Повільний транспорт – декілька 1-2 мм на
добу - білки і інші речовини для оновлення
цитоплазми і забезпечення аксоплазмою
росту аксонів.
З проміжною швидкістю – мітохондрії
Швидкий транспорт (швидкість 400-2000
мм на добу) транспортує медіатори.
Транспортні системи присутні і в дендритах
і в аксонах.

22. Дендрит

dendron – дерево
• Містять дендритні
шипики – маленькі
вирости різної форми, які
містять велику кількість
актину.
• Коротші, мають багато
додаткових розгалужень
Дендритні шипики
пірамідального нейрона
гіпокампу

23. Секреторні нейрони

Нейрони синтезують біологічно активні
речовини, зокрема медіатори
(ацетилхолін, норадреналін, серотонін,
тощо).
Але є нейрони - секреторні, у яких
переважає ця функція - клітини
нейросекреторних ядер гіпоталамуса.
Мають гранули нейросекрету, який
виводиться в кров, або в
спинномозкову рідину.

24. Особливості нейросекреторних клітин

• Наявність гранул вазопресину і окситоцину
• Утворення аксовазальних синапсів (аксон –
капілярна сітка нейрогіпофізу

25. Загальний план будови гіпоталамо-гіпофізарної системи хребетних

ГІПОТАЛАМУС
дрібноклітинні
ядра
ПВЯ
СОЯ
серединне підвищення
гіпоталамо-гіпофізарна портальна система кровообігу
ГІПОФІЗ
аденогіпофіз
нейрогіпофіз
тропні гормони
щитовидна
залоза
наднирники
статеві
залози

26.

27.

28. Нейроглія

Функції:
- опорна,
- трофічна,
- розмежувальна,
- підтримання
постійності
середовища
навколо нейронів,
- захисна,
- секреторна.

29.

Класифікація глії

30.

31. АСТРОЦИТИ

‐ назву отримали через наявність
численних тонких відростків.
Розміри клітин коливаються від 7 до
25 мкм, зустрічаються у всіх
відділах ЦНС та складають 40% усіх
гліоцитів (у корі півкуль – 61%).
- Характеризуються овальним
ядром,численими гранулами
глікогену та філаментами, що
містять гліальний фібрилярний
кислий білок.
Завдяки пластинчастим
розширенням на кінцях відростків,
взаємодіють з судинами, нейронами
та клітинами глії.
Протоплазматичні в сірій речовині
ЦНС і волокнисті астроцити в білій
речовині.

32.

33. Функції астроцитів

• Опорна – слугують каркасом для ЦНС.
• В ембріональному розвитку направляють міграцію
нейронів ростовими факторами.
• Розмежувальна – охоплюючи капіляри, утворюють
гематоенцефалічний бар’єр, беруть участь в утворенні
крайової глії мозку, що відмежовує нейрони від
ліквору.
• Ізолюють нейрони та їх синапси від вливу
інших нервових структур – створюють мікрооточення.
• Метаболічна – підтримка концентрації калію і
медіаторів у мікрооточенні нейронів.
• Захисна – фагоцитоз, представлення антигену,
продукція цитокінів, утворення гліального рубця.

34. Олігодендрогліоцити

Невеликі (7‐10 мкм) округлі
клітини з 3‐5 відростками.
Найбільш поширені в
стовбурі мозку – 62%.
• Характеризуються темним
ядром, високим
вмістом мітохондрій, лізосом,
мікротрубочок, ЕПС.
Відростки, в свою чергу,
бідні на фібрили,
мікротрубочки та глікоген.

35. Функції олігодендрогліоцитів

Утворення мієлінової оболонки в ЦНС. В місцях активної
мієлінізації зустрічаються світлі олігодендроцити, які по
завершенню цього процесу темніють та лише підтримують
цілісність оболочок.
Трофічна підримка нейронів полягає в продукуванні
гліального нейротрофічного, мозкового нейротрофічного
факторів та IGF‐1. Сателітні олігодендроцити регулюють
міжклітинну рідину.

36. Епендимоцит

Епендимоцити вистилають шлуночки
головного мозку і центральний канал
спинного мозку. Шар за типом епітелію.
Утворюють різні контакти –щілинні, проміжні.
Серед них є таніцити (у складі стінки III
шлуночку), майже без війок, довгий
відросток , який іде глибоко в нервову
тканину. Вважають, що ці клітини передають
інформацію про склад церебральної
речовини на первинну
капілярну сітку ворітної
системи гіпофіза.

37.

Епендимоцити

38. Мікроглія

• Мікрогліоцити – дрібні зірчасті клітини з короткими
нечисленими розгалуженими відростками, що
розповсюджені вздовж капілрів. Їхня кількість не
перевищує 10% від усіх гліоцитів.
• Мають мезенхімальне походження, безпосередньо з
моноцитів крові чи макрофагів мозку.

39. Функції мікроглії

Захисна – активуються та розмножуються при
запальних та нейродегенеративних процесах.
Здатні поглинати детрит та презентувати антигени.
Виділяють специфічні протеази та цитокіни.
Вважається, що через посилену секрецію
мікрогліоцитів при СНІДі спостерігається
посилений апоптоз нейронів.
Також їх надмірна активація може призвести до
таких хвороб як: Альцгеймера, Паркінсона,
розсіяного та бічного аміотрофічного склерозів.

40. Глія периферичної нервової системи

Сателітні клітини – охоплюють тіла нейронів та забезпечують
бар’єрну функцію,контролюють метаболізм нейронів, захоплюють
нейромедіатори.
Шваннівські клітини (нейролемоцити) виконують таку ж
функцію, що і олігодендроцити, але в периферичній нервовій
системі. Кожна шваннівська клітина формує мієлін навколо
одного аксона, тоді як олігодендроцити
здатні галузитись і
обслуговувати
більше одного нейрона
з його відростками.

41. Спиномозковий ганглій

Клітини-сателіти

42. Мієлінові волокна

43. Послідовні фази утворення мієліна

44. Мієлінове нервове волокно

45.

46.

47.

48. Сальтаторний тип передачі імпульсу

49. Безмієлінові волокна

50. Зміни в пошкодженому нервовому волокні

51. Гліальні взаємодії

• Глія-глія
• щілинні контакти
(gap-junctions)
• кожний астроцит має
власну функціональну
зону
• Глія-нейрон
• синапси оточені
астроцитами
• один астроцит контактує з
багатьма нейронами
• нейро-гліальні синапси не
знайдені

52. Нейро-гліальні взаємодії

53. СИНАПС

• Пресинаптична ділянка
представлена спеціалізованою
частиною терміналі відростка
нейрона, в якій накопичуються
синаптичні пухирці та є мітохондрії.
• Синаптична щілина (ділянка
шириною 20–30 нм),
• Постсинаптична ділянка
представлена постсинаптичною
мембраною клітин чи відростків.
Вона містить рецептори до
нейромедіаторів, іонні канали.

54. Типи синапсів

55. Смнаптичні пухирці

56. Схема будови синаптичних пухирців

а
б
а - холінергічні,
в - пуринергічні,
в
б - адренергічні,
г - пептидергічні
г

57.

Типи синапсів
• Хімічні – переважають у НС
• Електричні - поширені в нервовій системі безхребетних
тварин,
нижчих хребетних;
• Змішані - мембрани нещільно прилягають одна до
одної

58. Організація хімічного синапса

59. Ультраструктура хімічного синапса

пресинаптичний аксон
синаптичні везикули
активна зона
постсинаптичний шипік
постсинаптична щільність
астроцит

60. Постсинаптичні шипики (spines)

Елементарні носії пам’яті
синаптична передача
різновиди форм, розмірів,
щільності розміщення
динамічні структури
компартменталізація
збільшують кількість
контактів між нейронами

61. Постсинаптичні шипики

S.R.Cajal, 1834
M.Segal, 2002

62.

63.

64. Синаптична пластичність, пам’ять, навчання

• Різноманіття та динамічність синаптичної
організації є основою для функціональної
пластичності
• Синаптична пластичність – фундаментальна
властивість синапсів реагувати змінами
структури та функцій на різні подразники
• Оскільки мозок побудований на основі
синаптичних зв’язків між нейронами, то тривалі
зміни ефективності синаптичної передачі
мають бути основним механізмом, що лежить в
основі навчання, пам’яті, поведінки тощо

65. Синаптичні зміни при пам’яті та навчанні

• У мозку постійно утворюються і перебудовуються синаптичні
контакти
– Нові синапси анатомічно та фізіологічно зв’язуються, а при
постійній стимуляції їхня синаптична сила зростає, і
синапси інтегруються у мережу, що вже існує
• Нові синапси можуть утворюватись для нових
запам’ятовувань
– Але звідки нейрон може знати, де саме утворити
новий контакт, якщо щойно (при навчанні)
синапсу не було?
• Синапси, що вже існують, можуть модифікуватись
для аналізу та збереження інформації
– Але що відбувається із старою пам’яттю, коли
нова інформація модифікує синапси?

66. Spillover

• Нейротрансмітери (глутамат, ГАМК) дифундують за
межі синапса до сусідніх клітин (на відстань до 0,5
мкм) і активують їхні рецептори
• Багаторівневий принцип нейропередачі:
специфічна синаптична та дифузна позасинаптична

67. Один астроцит контактує з багатьма нейронами

68. Гіпокамп

• Пам’ять
• Навчання
• Орієнтація у просторі

69. Нейродегенеративні зміни у гіпокампі

70. Ішемія мозку

• Порушення функцій мозку внаслідок припинення
кровотоку
• Церебральні інсульти – третє місце серед причин
смертності та основна причина непрацездатності
• Соціальні наслідки
• Фактори ризику:
• серцево-судинні захворювання
• гіподинамія
• погані звички
• зайва вага
• похилий вік
• стреси, травми та нейропсихічні напруги
• Провокує різні нейродегенеративні захворювання

71. Культивовані слайси

киснево-глюкозна
депривація (OGD)
P7 Wistar rats
Культивування
слайсів (14 днів)
Виділення мозку
Нарізка слайсів
гіпокампа
Камера з проникною
мембраною

72. Культивовані слайси

ori
pyr
Культивований слайс
гіпокампа щура
Органотипові культури гіпокампа
при культивуванні не утворюють
моношар клітин, АЛЕ зберігають
природні гістоархітектоніку, клітинні
типи, синаптичні зв’язки,
особливості функціонування,
розвитку тощо.
rad
Пірамідні нейрони гіпокампа

73. Конфокальна мікроскопія

Confocal Laser Scanning
Microscopy
Світлова мікроскопія, що
дає зображення, вільні
від шумів, які не
знаходяться в фокусі
Висока глибина різкості
Оптичні зрізи товстих
об’єктів
Об’ємна реконструкція
об’єкта
Джерела світла – лазери
Комп’ютерне керування
Флюоресцентні маркери
Живі об’єкти

74. Ліпофусцин в нейронах

75.

Головною ознакою
хвороби Альцгеймера
є дифузні скупчення
амілоїдних тілець
в межклітинному
просторі
головного мозку і
нейрофібрилярні
трубочки (-tau).

76.

Викликана прогресивним руйнуванням і
загибеллю нейронів, які виробляють нейромедіатор
дофамін — перш за все в чорній субстанції, а також і в
інших відділах центральної нервової системи.
Недостатня кількість дофаміну веде до активуючого
впливу базальних гангліїв на кору головного мозку..

77.

Дякую за увагу !