Φυσιολογία Ζώων και Ανθρώπου,Διάλεξη 3/25-2-15Σπύρος Ευθυμιόπουλος
Κύτταρα του νευρικού συστήματος
Το Νευρικό Σύστημα
Tο νευρικό σύστημα είναι ένα δίκτυοεπικοινωνίας που επιτρέπει σε ένανοργανισμό να αλληλεπιδρά κατάλληλα μετο περιβάλλον.
Tο σύστημα αυτό περιλαμβάνει:
•αισθητηριακά μέρη που ανιχνεύουνδρώμενα στο περιβάλλον,
•μέρη απαρτίωσης/ολοκλήρωσης πουεπεξεργάζονται τα αισθητηριακάδεδομένα και πληροφορίεςαποθηκευμένες στη μνήμη και, τέλος,
•κινητικά μέρη που παράγουν κινήσειςκαι άλλες δραστηριότητες
Νευρικό Σύστημα
Κεντρικό Νευρικό Σύστημα
(επεξεργάζεται και αποθηκεύει πλη-
ροφορίες. Στέλνει εντολές στα όργανα
Περιφερικό Νευρικό Σύστημα
(μεταφέρει πληροφορίες από και προς
το ΚΝΣ)
Εγκέφαλος
Νωτιαίος
Μυελός
Σωματικό
(αισθητηριακό,
Κινητικό)
Αυτόνομο Νευρικό
Σύστημα
Αδένες, αγγεία, όργανα
Συμπαθητικό
Παρασυμπαθητικό
Κύρια μέρη του ΚΝΣ
•Τελικός εγκέφαλος (Λοβούςκαι τα Βασικά γάγγλια)
•Διάμεσος εγκέφαλος ήδιεγκέφαλος (Θάλαμος καιυποθάλαμος)
•Μέσος εγκέφαλος(Τετράδυμο πέταλο,Εγκεφαλικά Σκέλη)
•Οπίσθιος εγκέφαλος (Γέφυρακαι Παρεγκεφαλίδα)
•Έσχατος εγκέφαλος(προμήκης μυελός)
•Νωτιαίος μυελός
Τα κύτταρα του νευρικούσυστήματος
•Νευρώνες ή νευρικά κύτταρα (10 στην10ηέως 10 στην 11η)
•Γλοία κύτταρα ή νευρογλοία
–Αστροκύτταρα (ΚΝΣ)
–Μικρογλοιακά κύτταρα (ΚΝΣ)
–Ολιγοδενδροκύτταρα (ΚΝΣ)
–Επενδυματικά κύτταρα (ΚΝΣ)
–Κύτταρα Schwann (ΠΝΣ)
–Δορυφόρα κύτταρα (ΠΝΣ, γάγγλια)
Τύποι νευρώνων με βάση το σχήματους
Α, Β και C: Νευρώνες Golgi τύπου I, με άξονες.
D: Νευρώνες Golgi τύπου II, χωρίς άξονες . Συμμετέχουν σε τοπικά κυκλώματα
Διάφοροι τύποι νευρώνων
Α. Πυραμιδοειδές κύτταρο(φλοιό)
Β. Κύτταρο Purkinje(Παρεγκεφαλίδα)
Γ. Συμπαθητικός μεταγγαγλιακόςνευρώνας
Δ. Κινητικός νευρώνας ανωτιαίου μυελού
Ε. Αισθητήριος νευρώναςνωτιαίου γαγγλίου (δενυπάρχουν δενδρίτες)
Λειτουργικές κατηγορίες νευρώνων
•Προσαγωγοί ή αισθητήριοι
•Διανευρώνες
•Απαγωγοί ή κινητικοί
Ομοιότητες και διαφορές νευρώνωνμε άλλα κύτταρα
•Πυρήνας
•Σωμάτια Nissl (Στοίβεςκοκκώδους ΕΔ)
•Ριβοσώματα
•Σύστημα Golgi
•Νευρικά νημάτια καιμικροσωληνίσκους
•Εκκριτικά κυστίδια
•Πλασματική μεμβράνη
Η ιδιαίτερη ιδιότητα των νευρώνων
•Παρόλο που οι νευρώνες έχουν πολλά κοινάχαρακτηριστικά με τα άλλα κύτταρα, υπάρχειμια ιδιότητά τους που δεν συναντάται αλλού.
•Οι νευρώνες μπορούν να δέχονται«μηνύματα», να τα τροποποιούν και να ταμεταδίδουν στο εσωτερικό τους αλλά και σεάλλους νευρώνες
Οι νευρώνες έχουν εξειδικευμένημορφολογία
Είναι ασσύμετρα κύτταρακαι έχουν:
•Δενδρίτες (δεκτικήπεριοχή)
•Κυτταρικό σώμα(ολοκλήρωση τηςπληροφορίας)
•Άξονα (μεταφορά τηςπληροφορίας)
•Τελικά κομβία ήπροσυναπτικές απολήξεις(σύναψη με άλλουςνευρώνες)
Η λειτουργία των δενδριτών
•6-2
•Οι δενδρίτες είναιαποφυάδες πουεκφύονται από το σώμακαι δέχονται μεγάλοαριθμό συνάψεων απόάλλα νευρικά κύτταρα
•Το κυτταρικό σώμαδέχεται επίσης συνάψεις.Είναι το μέρος τουνευρώνα όπουολοκληρώνονται οιπληροφορίες
Ο άξονας των νευρώνων
•6-2
•Οι άξονες είναι σωληνοειδείςδομές που ξεκινούν από τοκυτταρικό σώμα (εκφυτικό κώνο).Παρουσιάζουν μεγάληποικιλομορφία στο μέγεθος, τοσχήμα και άλλα χαρακτηριστικά.
•Π.χ. οι άξονες μέσα στο ΚΝΣέχουν μήκος μερικά μικρά.Αντίθετα, οι άξονες από το ΚΝΣπρος άλλα τμήματα του σώματοςμπορούν να έχουν μήκος 1 μέτρο(άνθρωπος) ή ακόμη μεγαλύτεροστα μεγαλύτερα ζώα
Ο άξονας των νευρώνων
•6-2
•Στις δύο πλευρές τηςμεμβράνης του άξονα υπάρχειμια διαφορά δυναμικού και οιπληροφορίες μεταφέρονταιμέσω του άξονα με τη μορφήγρήγορων αλλαγών αυτής τηςδιαφοράς δυναμικού.
•Αυτές οι γρήγορες αλλαγέςδυναμικού ονομάζονταινευρικές ώσεις ή δυναμικάδράσης (ΔΔ) και ταξιδεύουνγρήγορα κατά μήκος τουάξονα από το κυτταρικό σώμαστο άκρο του άξονα.
Το σύστημα μικροσωληνίσκων τωντων νευραξόνων
•Στο εσωτερικό των αξόνωντων νευρώνων υπάρχει ένασύστημα μικροσωληνίσκωνπου τους διατρέχει καθ’όλο το μήκος τους.
•Το σύστημα αυτόσυμβάλλει στην διατήρησητου σχήματος τωννευρώνων αλλά και στηνορθόδρομη ή ανάδρομημεταφορά κυστιδίων απόκαι προς το σώμα τουνευρώνα
Ορθόδρομη αξονική μεταφοράκυστιδίων
Κατά την ορθόδρομη μεταφορά,κυστίδια με «βηματικό» τρόπο«περπατούν» πάνω στους μικρο-σωληνίσκους από το σώμα προς τιςνευρικές απολήξεις-τελικά κομβία καιμεταφέρουν πρωτεΐνες και μεμβράνεςστην προσυναπτική μεμβράνη.
H διεργασία αυτή επιτρέπει τηναναπλήρωση των συναπτικών κυστιδίων,των ενζύμων που είναι επιφορτισμέναμε τη σύνθεση των νευροδιαβιβαστώνστις συναπτικές απολήξεις, και τωνάλλων πρωτεϊνών της προσυναπτικήςαπόληξης.
Ανάδρομη αξονική μεταφοράκυστιδίων
H μεταφορά στην αντίθετηκατεύθυνση ονομάζεταιανάδρομη νευραξονικήμεταφορά. Mε τη διεργασίααυτή επιστρέφει ημεμβράνη των συναπτικώνκυστιδίων, ένζυμα καιπρωτεΐνες της απόληξης στοσώμα για ανακύκλωση ήλυσοσωματικήαποικοδόμηση.
Νευρικές απολήξεις-τελικά κομβία
Οι νευρικές απολήξεις ή τελικάκομβία είναι μεμβρανικέςδιευρύνσεις-διογκώσεις πουπεριέχουν πολλά μιτοχόδρια καισυναπτικά κυστίδια που περιέχουντον νευροδιαβιβαστή πουχρησιμοποιείται. Η μεμβράνη τουςορίζεται ως προσυναπτικήμεμβράνη. Συνάπτονται με τηνμεμβράνη άλλου νευρώνα(μετασυναπτική μεμβράνη) στουςδενδρίτες, το σώμα αλλά και τιςνευρωνικές απολήξεις
Συνάψεις
Ανάλογα με την Μορφολογίατους:
•Σύναψη κομβίου
•Σύναψη σε άκανθα
•Σύναψη διερχόμενης ίνας
Ανάλογα με τα μέρη τωννευρώνων που εμπλέκονται:
•Αξονοσωματική
•Αξονοδενδριτική
•Αξονοαξονική
•Δενδροδεντριτική
Το περίβλημα των νευραξόνων
•Οι νευράξονες στο ΚΝΣπεριβάλλονται από πολλάστρώματα μεμβράνης τωνολιγοδενδροκυττάρων (Ο) κατάένα ασυνεχές τρόπο.
•Οι κόμβοι (Κ) μεταξύ αυτών τωνπεριτυλίξεων ονομάζονται κόμβοιή περισφίξεις του Ranvier. Ηπληροφορία (τα δυναμικά δράσης)μεταδίδονται με άλματα απόκόμβο σε κόμβο
•Οι νευράξονες στο ΠΝΣπεριβάλλονται από πολλάστρώματα μεμβράνης τωνκυττάρων Schwann επίσης κατάένα ασυνεχές τρόπο.
Εκφυλισμός και αναγέννηση τωννευραξόνων στο ΚΝΣ
•Αν ο άξονας τραυματιστεί μπορεί ναξεκινήσει η διαδικασία εκφυλισμούτόσο του άξονα όσο και τουπροσυναπτικού και τουμετασυναπτικού νευρικού κυττάρου.
•Στο ΚΝΣ η αναγέννηση των αξόνωνείναι πολύ περιορισμένη. Στηναναγέννηση των αξόνων σημαντικόρόλο παίζουν τόσο τα μικρογλοιακάκύτταρα όσο και τα αστροκύτταρα
•Σε κάποιες περιπτώσεις όμως μπορεί τοεκφυλισμένο νευρικό κύτταρο νααντικατασταθεί από άλλο πουπροέρχεται από την πολλαπλασιασμόκαι την διαφοροποίηση ενήλικωννευρικών βλαστικών κυττάρων
Εκφυλισμός και αναγέννηση τωννευραξόνων στο ΠΝΣ
•Το κοκκώδες ΕΔ αποδιοργανώνεται(χρωματόλυση)
•Το κυτταρικό σώμα στρογγυλεύει καιο πυρήνας παίρνει έκκεντρη θέση
•Οι συναπτικές απολήξειςαποσυντίθενται
•Το έλυτρο της μυελίνης κομματιάζεταικαι απομακρύνεται με φαγοκύττωσηαλλά το νευρογλοιακό κύτταροεπιβιώνει
•Το μετασυναπτικό κύτταρο ατροφείκαι μπορεί να εκφυλιστεί
•Ο νευράξονας αναγεννάται καιταξιδεύει κατα μήκος της πορείας τουπροηγούμενου
•Η πορεία διαγράφεται και καθορίζεταιαπό τα κύτταρα Schwann τα οποίαεπιβιώνουν
Νευρογλοιακά κύτταρα στο ΚΝΣ
Α & Β. Αστροκύτταρα
Γ. Ολιγοδενδροκύτταρο
Δ. Μικρογλοιακό κύτταρο
Ε. Επενδυματικά κύτταρα
Οι λειτουργίες των αστροκυττάρων
•Θρέφουν και στηρίζουν μεταβολικά τους νευρώνες
•Συμβάλλουν στην δημιουργία του αιματοεγκεφαλικούφραγμού
•Συμβάλλουν στον σχηματισμό και την διατήρηση τωνσυνάψεων
•Συμβάλλουν στην απομάκρυνση του νευροδιαβιβαστή καιστην αποκατάσταση της εξωκυτταρικής συγκέντρωσης τωνιόντων
Οι λειτουργίες των μικρογλοιακώνκυττάρων
•Μεταναστεύουν και συσσωρεύονται σε περιοχές όπουυπάρχει νευρωνική βλάβη
•Συμβάλλουν στην αποκατάσταση νευρωνικών βλαβών
•Αποτελούν το ανοσοποιητικό σύστημα του εγκεφάλου.Είναι τα μακροφάγα του εγκεφάλου.
•Επιτηρούν συνεχώς το περιβάλλον των νευρώνων
Οι λειτουργίες των ολιγοδενδροκυττάρωνκαι των κυττάρων schwann
Μονώνουν τουςνευρώνες του ΚΝΣ(ολιγοδενδρο-κύτταρα)
και του ΠΝΣ(κύτταρα schwann).
Οι λειτουργίες των επενδυματικώνκυττάρων
Τα επενδυματικά κύτταρα σχηματίζουν το επιθήλιο πουεπενδύει εσωτερικά τις κοιλίες του εγκεφάλου.Τροποποιημένα επενδυματικά κύτταρα σε συνδυασμό μεμικρά αγγεία σχηματίζουν τα χοριοειδή πλέγματα πουπαράγουν εγκεφαλονωτιαίο υγρό. Συμβάλουν στηνκυκλοφορία του εγκεφαλονωτιαίου υγρού.
Τα δορυφόρα κύτταρα
Είναι γλοία κύτταραπου απαντώνται σταγάγγλια τουπεριφερικού νευρικούσυστήματος όπουπεριβάλλουν τακυτταρικά σώματατων νευρώνων.
