Анатомия нейрона

Строение мышцы от уровня органа, до уровня саркомеров
Нейроны – это основа всей нервной системы.
Это специализированные клетки, способные принимать, обрабатывать, кодировать, передавать и хранить информацию, организовывать реакцию на раздражение, устанавливать контакты с другими нейронами и клетками органов.
И в основе этого лежит их уникальная способность – генерировать электрические разряды и передавать информацию.

Во многом, именно их работа отвечает за наши мысли и чувства, возможно всю нашу сущность – и всё это делает их одной из самых интересных и значимых клеток организма.

Существуют разные виды нейронов, но сейчас мы разберем некий классический тип, понимание устройства которого даст понимание работы нейронов вообще.

Нейрон состоит из тела, отходящих от него отростков – дендритов, через которые он получает информацию и хвоста – аксона, через который ее передает.

Тело, оно же Сома, содержит ядро и все основные органеллы.

Отростков-Дендритов много, они относительно короткие и ветвятся (дендра – означает дерево. Отсюда – дендрарий).
Преимущественно через дендриты нейрон получает афферентные (входящие) сигналы от нескольких, иногда от нескольких тысяч соседних нейронов. Эти сигналы суммируются вдоль тела нейрона на клеточной мембране, чтобы побудить нейрон к созданию своего сигнала, потенциала действия.
.
Аксон всегда один, но он также может ветвится, и за счет этого контактировать сразу со множеством клеток, передавая им свои сигналы. Крупные моторные нейроны одновременно контактируют с тысячами мышечных волокон.
Аксоны отправляют эфферентные (исходящие) сигналы.
Синапс — это место контакта и передачи сигнала между нейроном и другой клеткой. На рисунке — синапс между двумя нейронами
Контактные окончания аксонов называются терминали. Весь контактный механизм, включающий терминали, передающие сигнал нейрона, участок принимающий сигнал на клетке-получателе и контактное пространство между ними – синапсом. В случае контакта нерва с нервом – межнейронный синапс.
В случае моторного нерва, контактирующего с мышцей – это нейромышечный синапс.

Начальная часть аксона имеет небольшой бугорок и называется – аксональный холмик. Это своеобразная пусковая зона, в которой сходятся сигналы с дендритов и перенаправляются в аксон.

Аксон может быть, как коротким, до миллиметра, например в мозге, так и по клеточному огромным. Аксоны некоторых мотонейронов достигают десятков сантиметров.
Миелиновая оболочка
Аксоны моторных нейронов вообще одни из самых длинных, и для быстроты распространения нервных импульсов, они покрыты своеобразным ускорителем – миелиновой оболочкой. Такая оболочка встречается и у других нейронов, но не у всех.

Миелиновая оболочка – это электроизоляция, расположенная через определенные интервалы вокруг волокна аксона. Интервалы без оболочки называются перехваты Ранвье.

Такая особенность строения позволяет потенциалу действия не идти по аксону плавно, а перескакивать с одного перехвата на другой быстрее и практически без потерь. А в самих перехватах, за счет их особого строения, получать дополнительное ускорение. Такая скачкообразная передача сигнала называется сальтАторной

Она обеспечивает высокую на порядок большую скорость проведения сигнала, которая в крупных нейронах может достигать до 100-120 м/с, что достаточно для нормальной скоординированной работы между мозгом и мышцами.

Также, существует закономерность – чем шире диаметр аксона, тем, при прочих равных, быстрее проходит распространение потенциала действия. И по крупным немиелинизированным волокнам скорость проведения сигнала может быть выше, чем по мелким миелинизированным.
Гигантский аксона кальмара в чашке петри. Хорошо виден даже невооруженным глазом
Например, по гигантским аксонам кальмара, не обладающим миелиновой оболочкой, потенциал действия может распространяться со скоростью около 100 м/с, почти, как и по крупным миелинизированным волокнам позвоночных. Но, в равных условиях, волокна, покрытые миелином, всегда имеют на порядок большую скорость.

В периферической нервной системе (за пределами головного и спинного мозга), миелиновую оболочку образуют шванновские клетки (леммоциты). А в ЦНС – олигодендроциты.

При подходе аксона к поверхности мышечного волокна (или другой принимающей сигнал клетке) миелиновая оболочка заканчивается, аксон разветвляется и образует синапсы, через которые может передавать нервный сигнал.

Таким образом, на дендритах нейрон получает сигналы, и если в сумме эти сигналы достаточно сильны для преодоления некоторого порога, то в нейроне формируется собственный сигнал, который называется потенциал действия. Потенциал действия проходит по всему аксону и передается клеткам-получателя через синапсы.

Передача сигнала в нейроне однонаправлена, сигналы идут только от тела к синапсу.

При этом, через цитоскелет нейрона, его микротрубочки, различные вещества могут идти в обоих направлениях. Именно по этому “обратному” пути развивается, например, инфекция столбняка и разные другие вирусные заболевания.
Базовые типы нейронов. Слева-направо: псевдоуниполярный, униполярный, биполярный, мультиполярный
Существуют разные типы нейронов.

Рассмотренный здесь, с одним аксоном и множеством дендритов, называется мультиполярный. Это тип преобладает в ЦНС, а также именно к нему относятся моторные и вставочные нейроны нейромышечной системы.

А вот рецепторные нейроны, отвечающие за получение информации от рецепторов, относятся к типу псевдоуниполярных. У них только один отросток, который Т-образно делится одновременно и на аксон, и на дендриты, практически сразу после отхода от тела нейрона.

У рецепторных (псевдоуниполярных) нейронов дендриты могут достигать большой длины, сопоставимой с длиной аксонов мотонейронов. Поэтому, они также могут быть покрыты миелином.

Есть и другие типы нейронов, но напрямую в работе скелетных мышц они не участвуют.