Двигательные нейроны: характеристика
Эфферентные нейроны (двигательные) имеют строение, идентичное другим нервным клеткам. Их сеть дендритов является наиболее разветвленной, а аксоны протягиваются к мышечным волокнам. Они заставляют мышцу сокращаться и распрямляться. Самым длинным в теле человека как раз является аксон двигательного нейрона, идущий до большого пальца ноги от поясничного отдела. В среднем его длина составляет около одного метра.
Практически все эфферентные нейроны располагаются в спинном мозге, ведь именно он отвечает за большинство наших бессознательных движений. Это касается не только безусловных рефлексов (к примеру, моргания), но и любых действий, о которых мы не задумываемся. Когда мы всматриваемся в какой-то предмет, то импульсы посылает к глазному нерву головной мозг. А вот передвижение глазного яблока влево и вправо осуществляется посредством команд спинного мозга, это бессознательные движения. Поэтому с течением возраста, когда увеличивается совокупность бессознательных привычных действий, важность двигательных нейронов представляется в новом свете.
— структурно функциональная единица нервной системы. Различают несколько типов нервных клеток — чувствительные, эффекторные и вставочные. Последнее время, нервные клетки принято называть
нейронами
, от греческого neuron — нервная клетка, состоящая из тела и отходящих от него отростков — относительно коротких дендритов и длинного аксона.
Чувствительные нервные клетки
, имеют разветвляющиеся окончания в виде рецепторов воспринимающих и преобразующих раздражение в нервные импульсы. Рецепторы, расположенные на покровных тканях и воспринимающие внешние раздражения называются
экстерорецепторы.
Рецепторы, расположенные на внутренних органах и воспринимающие раздражение при изменении химического состава (хеморецепторы) внутренней среды организма называются
интерорецепторы.
Ещё один тип рецепторов воспринимающих напряжение в мышечных тканях называется
проприорецепторы.
Рецепторы чувствительной нервной клетки располагаются в покровных тканях и тканях внутренних органов. Сигналы от раздражителей (нервные импульсы), полученные рецепторами, передаются в тело нервной клетки, где обрабатываются и передаются через аксоны другим нервным клеткам, например эффекторным.
Эффекторные нервные клетки
выполняют функцию обратную чувствительным нервным клеткам, они передают нервные импульсы от нервной системы к тканям и органам организма, например импульс сокращения мышцы.
Вставочные нейроны
, нервные клетки, выполняющие промежуточную роль, организуя как бы мост между различными типами нервных клеток.
Например, при термическом ожоге руки, сигнал полученный рецепторами кожи чувствительной нервной клетки передаётся вставочному нейрону. Тело вставочного нейрона обрабатывает сигнал и далее сигнал распространяется в сторону эффекторов, которые возбуждают мышечную ткань, которая, в свою очередь, отдёргивает руку от источника огня (так называемая рефлекторная дуга). Так же, ожоговый нервный импульс, от вставочного нйврона передаётся в центральную нервную систему. В ЦНС этот импульс анализируется на предмет степени ожога, положения руки в пространстве и тому подобное. Сформированный в ЦНС ответный импульс регулирует положение руки в пространстве, а так же включает механизмы внутренних органов нейтрализующих последствия ожога. Вставочный нейрон можно рассматривать как коммутатор нервных сигналов. Наибольшее количество вставочных нейронов находится в спинном и головном мозге. Нервные импульсы распространяются в виде электрохимического тока в виде движения ионов калия К или натрия Na. Скорость распространения нервных импульсов невелика и равна примерно 0,5 — 120 м/сек. Для ускорения передачи импульсов по проводящим путям нервных клеток, проводящие пути покрыты шванновскими клетками в миелиновой оболочке — леммоцитами.
Связь между отдельными нервными клетками осуществляется при помощи синапсов.
О синапсах будет подробно рассказано в разделе, описывающем структуру центральной нервной системы. Нервные клетки, будь то рецепторные или эффекторные обслуживают очень небольшой участок тканей. Для покрытия всех тканей организма нервные клетки объединяются в волокна (аналогично электрическому многожильному кабелю), которые называются нервами.
Нервы
(латинское nervus), серые волокна нервной ткани. Нервы связывают мозг и нервные узлы с другими органами и тканями тела.
Совокупность нервов формирует периферическую нервную систему.
Виды и характеристики нейронов
Нервные клетки, именуемые нейронами, принимают, отправляют и проводят биоэлектрические сигналы. Различают эфферентные (двигательные) нейроны – это компоненты ЦНС, которые перенаправляют сигналы исполнительным органам, к примеру, скелетным мышцам. Афферентные (чувствительные) нейроны – это такие клетки, которые воспринимают внешние и внутренние стимулы, что обеспечивает связь организма с внешней средой и реакции на изменение функциональной активности внутренних органов.
Вставочные клетки обеспечивают взаимосвязи в рамках общей нейрональной сети. Нейроны всех типов (чувствительные, эфферентные, ассоциативные) являются функциональными единицами, поддерживающими деятельность нервной системы, они находятся во всех тканях организма, где играют роль связующих звеньев между рецепторными (воспринимающими раздражающие стимулы) и эффекторными органами, которые отвечают на раздражающие стимулы.
К эффекторным органам относят мышцы и железы, к рецепторным – органы чувств. Значение проводимых сигналов существенно различается в зависимости от вида клетки и ее роли в функционировании ЦНС. К примеру, чувствительные, воспринимающие импульсы внешней среды, передают сигналы от кожных рецепторов и органов чувств в направлении головного мозга, двигательные нейроны перенаправляют команды, сформированные в мозге, вызывающие сокращение скелетных мышц и инициирующие движение.
Несмотря на разное значение биоэлектрических импульсов, их природа одинакова и заключается в изменении показателей электрического потенциала в области плазматической мембраны нервной клетки. Механизм распространения нервных импульсов основан на способности электрического возмущения, появившегося в одном месте клетки, передаваться на другие участки. При отсутствии факторов, усиливающих сигнал, импульсы затухают по мере удаления от источника возбуждения.
Сенсорный, известный так же как чувствительный – это афферентный нейрон, который проводит импульсы от дистальных участков организма к центральным отделам ЦНС. К примеру, сенсорные образуют волокна, отходящие от светочувствительных клеток органов зрения. Сигналы отходят от сетчатки глаза, направляясь по миллионам аксонов, принадлежащих структурам базальных ганглий, в направлении участка зрительной коры.
Чувствительный нейрон в совокупности с исполнительными (двигательными) нейронами образует простую рефлекторную дугу.
К примеру, коленный рефлекс – безусловная рефлекторная реакция растяжения, возникает в результате активности подобной рефлекторной дуги. Реакция в виде неконтролируемого разгибания голени происходит при механическом воздействии на сухожилие мышцы бедра, пролегающее под надколенником. Механизм реакции:
- Механическое воздействие на нервно-мышечные веретена, пролегающие в мышце-разгибателе бедра.
- Повышение интенсивности нервных сигналов в окончаниях, оплетающих нервно-мышечные веретена, вследствие их растяжения.
- Передача импульсов чувствительным нейронам, находящимся в спинальных ганглиях, посредством дендритов, отходящих от бедренного нерва.
- Передача импульсов от чувствительных клеток альфа-мотонейронам, пролегающим в передних рогах в границах спинного мозга.
- Передача сигнала от альфа-мотонейронов способным к сокращению мышечным волокнам бедренной мышцы.
В механизме коленного рефлекса принимают участие интернейроны, которые передают тормозящие импульсы мотонейронам мышц-сгибателей, и другие вставочные нейроны, к примеру, клетки Реншоу. В механизме коленного рефлекса также задействованы гамма-мотонейроны, которые регулируют интенсивность растяжения веретен.
В спинном мозге, образованном серым веществом, расположены нейроны трех типов – моторные, вставочные, вегетативные. Причем вегетативные находятся в висцеральных (относящихся к внутренним органам) ядрах. Эти клетки взаимодействуют с афферентными (восходящие проводящие пути, которые передают импульсы от периферических рецепторов в центральные зоны ЦНС) волокнами, отвечающими за общую висцеральную чувствительность.
Висцеральные афференты проводят нервные сигналы (чаще болезненные или рефлекторные ощущения) от внутренних органов, элементов кровеносной системы, желез к соответствующим зонам ЦНС. Висцеральные афференты находятся в составе вегетативного отдела нервной системы. Рефлекторные дуги в рамках вегетативного отдела ЦНС отличаются строением от дуг соматического отдела.
Эфферентные компоненты (нисходящие проводящие пути, которые передают импульсы от корковых и подкорковых зон головного мозга к периферическим участкам) образованы нейронами двух видов – вставочными и эффекторными (двигательными). Вставочные находятся в ядрах, принадлежащих вегетативному отделу ЦНС. Название «вставочный» обусловлено расположением между чувствительным и двигательным нейроном.
Чувствительные
Чувствительный нейрон – это такой компонент нервной системы, который передает в мозг информацию о раздражителях, воздействующих на определенный участок тела. Примером раздражителей могут служить факторы: солнечный свет, механическое воздействие (удар, касание), действие химического вещества. Чувствительные нейроны расположены в ганглиях мозга – спинного и головного.
Связь, образованная с чувствительным нейроном, может провоцировать возбуждение или торможение, которое направляется по нервным волокнам к корковым отделам мозга. По мере возрастания уровня сенсорных путей, передаваемая информация перерабатывается с идентификацией важных признаков. Чувствительные относятся к псевдоуниполярным нейронам – их аксон и дендриты отходят от тела вместе, впоследствии разделяются и находятся в спинном, головном мозге (аксон) и в периферических отделах тела (дендриты).
Вставочные
Вставочные нейроны передают преобразованные нервные импульсы, полученные в результате обработки сенсорной информации, поступившей из разных источников, к примеру, от органов зрения и кожных рецепторов. В результате переработанная информация становится исходными данными для формирования адекватных двигательных команд.
Двигательные
Двигательные нервные клетки бывают двух видов – крупные и мелкие. В первом случае речь идет об α-мотонейронах, во втором – о γ-мотонейронах. Альфа-мотонейроны присутствуют в базальных ядрах латеральной (ближе к боковой плоскости) и медиальной (ближе к срединной плоскости) локализации. Это самые крупные клетки, присутствующие нервной ткани.
Их аксоны взаимодействуют с поперечнополосатыми волокнами, содержащимися в составе скелетных мышц. В результате образуются синапсы (места передачи нервных сигналов). Аксоны альфа-мотонейронов взаимосвязаны со вставочными аналогами, известными так же как клетки Реншоу, что приводит к формированию коллатеральных путей и тормозных синапсов в спинном мозге.
Гамма-мотонейроны находятся в составе нервно-мышечного веретена, которое представляет собой сложный рецептор, состоящий из нервных окончаний (афферентных, эфферентных). Главная функция нервно-мышечных веретен заключается в регуляции силы и скорости сокращения или растяжения мускулатуры скелета.
К каким мышцам присоединяются двигательные нейроны?
Аксоны нейронов связаны с несколькими видами мышц (они являются рабочими), которые классифицируются как:
- анимальные;
- вегетативные.
Первая группа мышц представлена скелетными, а вторая относится к категории гладких мышц. Разными являются и способы прикрепления к мышечному волокну. Скелетные мышцы в месте соприкосновения с нейронами образуют своеобразные бляшки. Вегетативные нейроны связываются с гладкими мышцами посредством небольших вздутий или пузырьков.
Виды двигательных нейронов
В свою очередь, эфферентные клетки имеют определенную классификацию. Они делятся на два следующих вида:
- а-мотонейроны;
- у-мотонейроны.
Первый вид нейронов имеет более плотную структуру волокна и присоединяется к различным мышечным волокнам. Один такой нейрон может задействовать различное количество мышц.
У-мотонейроны немного слабее своих «собратьев», они не могут задействовать несколько мышечных волокон одновременно и отвечают за натяжение мышцы. Можно сказать, что оба вида нейронов являются контролирующим органом двигательной активности.
