Введение в нервную ткань 0:00 Нервная ткань часто считается сложной темой, но на самом деле она интересна для студентов. Обсуждение формирования памяти, восстановления нейронов и роли сна.
Строение нейрона 0:41 Нейрон — клетка, передающая нервные импульсы. Состоит из тела перикариона, дендритов и аксона. Дендриты разветвлённые, аксон — непарный отросток.
Субстанция Ниссля 1:40 Субстанция Ниссля — ярко выраженная эндоплазматическая сеть с гранулярными рибосомами. Синтез белка сосредоточен в перикарионе. Разрушение субстанции Ниссля указывает на дегенерацию нейрона.
Особенности аксона 2:55 Аксон может достигать длины более метра и играет важную роль в транспорте веществ. Транспорт осуществляется вдоль микротрубочек. В аксоне присутствуют нейрофиламенты — промежуточные филаменты нейронов.
Классификация нейронов 4:03 Нейроны делятся на чувствительные, двигательные и интернейроны. По количеству отростков: мультиполярные, псевдоуниполярные и биполярные. Униполярные нейроны практически не существуют.
Синапсы 5:13 Синапсы — специализированные контакты между двумя нейронами. Делятся на химические и электрические. Химический синапс передаёт импульс через медиатор нейротрансмиттер, который действует на рецепторы на постсинаптической мембране. Электрический синапс передаёт импульс напрямую через щелевые соединения.
Классификация синапсов 7:10 Синапсы делятся на возбуждающие и тормозные. Возбуждающие синапсы могут вызывать возбуждение клетки-мишени, а тормозные — тормозить её. По структуре синапсы делятся на аксосоматические, аксодендритные и аксоаксонные.
Дендритные шипики 8:09 Дендритные шипики — это выросты на поверхности дендритов, сформированные за счёт цитоскелета. Они являются субстратом для образования синапса и лежат в основе выработки памяти. Способность к образованию шипиков определяет способность к логическому мышлению.
Роль синапсов в памяти 9:02 Каждый синапс представляет собой ассоциацию между нейронами. Память формируется через многочисленные контакты между нейронами. Повторение информации закрепляет синапсы и продлевает их существование.
Структура синапса 10:52 Синапс состоит из пресинаптической мембраны, синоптической щели и постсинаптической мембраны. Передача импульса опосредована нейромедиатором, который спрятан в везикулах. Специальные белки, такие как синаптотагмины и синаптофизины, участвуют в экзоцитозе нейромедиатора.
Глиальные клетки и синапсы 13:45 Глиальные клетки участвуют в образовании синапса, окутывая его и влияя на прохождение нервного импульса. Одна глиальная клетка может контактировать с двумя миллионами синапсов.
Аксонный транспорт 14:35 Аксонный транспорт бывает антероградным и ретроградным. Антероградный транспорт опосредуется кинезином, ретроградный — динеином. В дендритах микротрубочки направлены в две разные стороны, что позволяет одному белку обеспечивать оба типа транспорта.
Роль микротрубочек и магния 16:27 Микротрубочки полимеризируются при помощи молекулы ГТФ и ионов магния. Дефицит магния нарушает деятельность аксонов и приводит к нарушениям нервной системы.
Белок тау и нейродегенеративные заболевания 17:22 Белок тау стабилизирует длинные микротрубочки в нейронах. Нарушение конформации тау-протеина приводит к нейродегенеративным заболеваниям. Скопление фосфорированного тау-протеина можно увидеть на гистологических препаратах.
Хроническая травматическая энцефалопатия 18:36 Хроническая травматическая энцефалопатия связана с дестабилизацией микротрубочек из-за механических сотрясений. У спортсменов, подвергающихся частым травмам головы, регулярно тестируют когнитивные способности. Повреждение головного мозга очевидно, что влияет на выплаты по страховкам.
Восстановление нейронов 19:36 Нейроны восстанавливаются медленно из-за сложности восстановления связей между ними. Интенсификация регенерации нервной ткани нецелесообразна, так как это приведёт к необходимости постоянного обучения новым навыкам.
Стволовые клетки и опухоли мозга 20:26 Некоторые участки головного мозга содержат стволовые клетки, способные образовывать новые нейроны. Опухоли головного мозга чаще возникают из вспомогательных клеток глии, а не из нейронов.
Регенерация нейронов у взрослых 21:04 Интенсивная регенерация нейронов происходит в обонятельной луковице и гиппокампе. Пример регенерации обонятельных клеток после поражения коронавирусом. Гиппокамп отвечает за пространственное мышление, его увеличение стимулируется обучением.
Влияние питания на нейрогенез 22:04 Ограничение калорий и периодическое голодание способствуют нейрогенезу и снижают риск нейродегенеративных заболеваний. Избыточное потребление калорий приводит к накоплению «мусора» в нейронах.
Дополнительные факторы нейрогенеза 23:50 Путешествия, изучение новых мест, музыкальных инструментов и чтение романов способствуют нейрогенезу. Постоянное развитие когнитивных функций предотвращает их деградацию.
Пример с обезьянами 25:15 Сравнение рационов двух обезьян показывает разницу в развитии атеросклероза. Рацион с ограничением калорий и растительной пищей способствует лучшему состоянию здоровья.
Глия и её роль 26:09 Глия — важный компонент нервной ткани, выполняющий функцию «клея» между нейронами. Классификация глии: макроглия и микроглия, которые различаются по развитию.
Олигодендроциты и миелин 27:13 Олигодендроциты образуют миелиновую оболочку вокруг аксонов. Толщина миелиновой оболочки регулируется белком неурегулином. Олигодендроциты участвуют в регенерации нервных волокон после повреждения.
Образование миелина 28:58 Аксон погружается в цитоплазму клетки Шванна. Мембрана клетки Шванна образует мезксон — «брыжейку» аксона. Мезксон многократно оборачивается вокруг аксона, образуя миелин.
Роль нейролемы 29:58 Нейролема — это остатки цитоплазмы клетки Шванна, а не мембрана аксона. Миелин изолирует фрагменты аксона, ускоряя передачу нервного импульса.
Перехваты Ранвье 30:48 Перехваты Ранвье — это участки аксона без миелина, где расположены натриевые каналы. Деполяризация в перехватах Ранвье приводит к генерации электромагнитного поля, которое распространяется со скоростью света.
Сальтаторный механизм 31:45 Электромагнитное поле движется быстрее, чем открываются натриевые каналы. В миелиновых волокнах импульс «перепрыгивает» с одного перехвата на другой, в отличие от безмиелиновых волокон.
Насечки Шмидта-Лангерганса 32:37 При наматывании олигодендроцита цитоплазма выдавливается неравномерно, оставляя насечки Шмидта-Лангерганса. Миелин состоит только из мембраны, а насечки — из остатков цитоплазмы.
Безмиелиновые волокна 34:21 Безмиелиновые волокна также ассоциированы с клеткой Шванна, но в цитоплазме одной клетки Шванна погружено много аксонов. Каждый аксон покрыт одним слоем мембраны, но не изолирован от окружающей среды. Транспорт натрия идёт вдоль всего волокна, без узлов Ранвье.
Формирование безмиелиновых волокон 35:15 В эмбриональном периоде клетка Шванна берёт в охапку целый пучок аксонов и распределяет их по периметру своей цитоплазмы. Ядро клетки Шванна находится в центре волокна.
Астроциты и их функции 36:09 Астроциты напоминают звёзды и обслуживают каждый нейрон. Соотношение нейронов и глиальных клеток — один к десяти. Астроциты делятся на протоплазматические и волокнистые, первые находятся в сером веществе, вторые — в белом.
Гематоэнцефалический барьер 37:06 Астроциты формируют гематоэнцефалический барьер, защищая мозг от токсинов и инфекций. Сосуды мозга покрыты астроцитами, которые контролируют проницаемость капилляров. Эксперимент с чернилами показал, что барьер не пропускает крупные молекулы в мозг.
Контроль концентрации калия и синапсов 38:06 Астроциты контролируют концентрацию калия вокруг нейронов, что важно для прохождения нервного импульса. Они образуют изолирующую оболочку вокруг синапсов, предотвращая утечку нейромедиаторов. Астроциты влияют на образование и распад синапсов, регулируя когнитивные способности.
Обмен органеллами 39:07 Астроциты выступают донорами митохондрий для нейронов, забирая старые органеллы. Это поддерживает длительность жизни нейронов и предотвращает апоптоз. Астроциты также кормят нейроны молочным сахаром и контролируют очистку мозга.
Гипотеза лактатного челночного механизма 41:57 Мозг потребляет 20% кислорода, а астроциты — 15% энергии, но потребляют больше глюкозы. Во время прохождения импульса через синапс астроцит подбрасывает нейрону порцию лактата, обеспечивая правильное питание. Этот механизм поддерживает уровень энергии нейронов в зависимости от их активности.
Практическое значение астроцитов 44:02 Промежуточный филамент астроцитов — кислый глиальный фибриолярный белок — важен для диагностики опухолей головного мозга. Опухоли головного мозга чаще развиваются из астроцитов или олигодендроцитов, а не из нейронов.
Гематоэнцефалический барьер 44:32 Состоит из эндотелия, базальной мембраны и перваскулярных ступней. Защищает нейроны от токсинов, предотвращая проникновение большинства лекарственных препаратов в мозг. В инструкции к препаратам указывается, проникает ли он через гематоэнцефалический барьер.
Исключения из гематоэнцефалического барьера 45:32 В некоторых местах мозга, где вырабатываются гормоны, гематоэнцефалический барьер отсутствует. Эти места будут рассмотрены в следующем семестре в контексте эндокринной системы.
Эпендимные клетки и цереброспинальная жидкость 46:24 Эпендимные клетки выстилают полости мозга, заполненные цереброспинальной жидкостью. Цереброспинальная жидкость образуется путём фильтрации крови через эпиндимные клетки. Циркулирует в системе желудочков и омывает мозг снаружи.
Механизм циркуляции цереброспинальной жидкости 48:20 Ночью цереброспинальная жидкость проникает в мозг через астроциты, открывая аквапорины четвёртого типа. Обмывает нейроны и удаляет избыточные нейромедиаторы. Возвращается в подпаутинное пространство через околососудистое пространство вен.
Роль лимфатических сосудов 50:17 Лимфатические сосуды в паутинной оболочке играют важную роль в очищении мозга. Жидкость может выводиться через венозный синус или лимфатические сосуды. Неправильное положение головы во время сна может нарушить этот механизм.
Значение сна для мозга 52:08 Во время сна нейроны «купаются», синапсы промываются, что повышает их эффективность. Нарушение сна приводит к засорению мозга продуктами обмена, что негативно сказывается на когнитивных функциях.
Тонициты и их функции 53:49 Тонициты — особая группа эпиндимных клеток с радиальными отростками, которые проникают в гипоталамус. Могут делиться и давать начало нейронам. Действуют как каналы для транспортировки элементов в паренхиму мозга. Имеют вкусовые рецепторы, регулирующие аппетит и расход энергии.
Микроглия 55:31 Развивается из желточного мешка, является резидентной популяцией самообновляющихся макрофагов. Работает как фагоциты и антигенпрезентирующие клетки. Помогает поддерживать гематоэнцефалический барьер во время воспаления. При хроническом воспалении может нарушать барьер, позволяя моноцитам проникать в ткань ЦНС.
Регенерация нервных волокон 57:11 Нейроны могут восстанавливаться из стволовых клеток. Аксоны могут восстановиться после перерезания, несмотря на нарушение их целостности. После травмы нейрон перестаёт контролировать целевой орган, например, мышцы перестают сокращаться.
Факторы регенерации аксона 58:06 Важно резорбировать отмирающую часть аксона с помощью клеток микроглии. Резорбция необходима для создания нового аксона и его подведения к органу. Процесс разрушения аксона после перерезания называется антероградной деградацией.
Признаки травмы нейрона 59:06 Разрушение субстанции Нисля или тигроида в теле нейрона свидетельствует о травме. Это помогает исследовать нервную систему и определять, из какого ганглия идут нервные волокна.
Роль олигодендроцитов в регенерации 59:39 Олигодендроциты направляют и поддерживают рост нового аксона. Они выстраиваются по направлению к целевому органу и поддерживают рост только тех ветвей аксона, которые идут в нужную сторону. Восстановление аксона позволяет мышечным волокнам снова работать.
Изменения в мышцах при нарушении иннервации 1:00:37 Мышечные волокна без иннервации уменьшаются в диаметре и становятся угловатыми. Изменения происходят не только в нейроне, но и в мышцах, которые иннервируются.
Вопросы для обсуждения 1:01:33 Вопрос о белке, наиболее вероятно обнаруженном в цитоплазматических включениях нейрона при снижении когнитивных функций у 45-летнего мужчины. Вопрос о белках цитоскелета нейрона, участвующих в реактивации герпес-вирусной инфекции и доставке вируса на периферию.
