Что такое нейроны? Двигательные нейроны: описание, строение и функции

Человеческий организм представляет собой довольно сложную и сбалансированную систему, функционирующую в соответствии с четкими правилами. Причем внешне кажется, что все довольно просто, но на самом деле наш организм — это удивительное взаимодействие каждой клеточки и органа. Дирижирует всем этим «оркестром» нервная система, состоящая из нейронов. Сегодня мы расскажем, что такое нейроны и насколько важную роль они играют в теле человека. Ведь именно они отвечают за наше психическое и физическое здоровье.

Что такое нейроны?

Каждый школьник знает, что руководит нами мозг и нервная система. Эти два блока нашего организма представлены клетками, каждая из которых называется нервный нейрон. Данные клетки отвечают за принятие и передачу импульсов от нейрона к нейрону и другим клетками человеческих органов.

Чтобы лучше понять, что такое нейроны, их можно представить в виде самого важного элемента нервной системы, который выполняет не только проводящую роль, но и функциональную. Удивительно, но до сих пор нейрофизиологи продолжают изучать нейроны и их работу по передаче информации. Конечно, они добились больших успехов в своих научных изысканиях и сумели раскрыть множество тайн нашего организма, но до сих пор не могут раз и навсегда ответить на вопрос, что такое нейроны.

Нервные клетки: особенности

Нейроны являются клетками и во многом похожи на других своих «собратьев», из которых состоит наше тело. Но они имеют ряд особенностей. Благодаря своей структуре такие клетки в организме человека, соединяясь, создают нервный центр.

Нейрон имеет ядро и окружен защитной оболочкой. Это роднит его со всеми остальными клетками, но на этом сходство и заканчивается. Остальные характеристики нервной клетки делают ее действительно уникальной:

• Нейроны не делятся

Нейроны мозга (головного и спинного) не делятся. Это удивительно, но они останавливаются в развитии практически сразу же после своего возникновения. Ученые считают, что некая клетка-предшественница заканчивает деление еще до полного развития нейрона. В дальнейшем он наращивает только связи, но не свое количество в организме. С этим фактом связывают множество болезней мозга и центральной нервной системы. С возрастом часть нейронов отмирает, а оставшиеся клетки, в связи с малой активностью самого человека, не могут наращивать связи и заменить своих «собратьев». Все это приводит к разбалансировке организма и в некоторых случаях — к смертельному исходу.

• Нервные клетки передают информацию

Нейроны могут передавать и получать информацию с помощью отростков — дендритов и аксонов. Они способны воспринимать определенные данные с помощью химических реакций и преобразовывать ее в электрический импульс, который, в свою очередь, по синапсам (связям) переходит до нужных клеток организма.

Уникальность нервных клеток учеными доказана, но на самом деле они сейчас знают о нейронах всего лишь 20% из того, что те на самом деле скрывают. Потенциал нейронов еще не раскрыт, в научном мире бытует мнение о том, что раскрытие одной тайны функционирования нервных клеток становится началом другой тайны. И этот процесс в настоящий момент представляется бесконечным.

Анатомия и физиология [ править ]

Тракты спинного мозга

Расположение нижних мотонейронов в спинном мозге

Верхние двигательные нейроны [ править ]

Верхние мотонейроны берут начало в моторной коре, расположенной в прецентральной извилине . Клетки, составляющие первичную моторную кору, — это клетки Беца , которые представляют собой тип пирамидных клеток . Аксоны этих клеток спускаются из коры, образуя кортикоспинальный тракт . [10] Кортикомоторнейроны проецируются из первичной коры прямо на мотонейроны вентрального рога спинного мозга. [11] [12] Их аксоны синапсы на спинномозговых мотонейронах множества мышц, а также на спинномозговых интернейронах . [11] [12]Они уникальны для приматов, и было высказано предположение, что их функцией является адаптивное управление руками, включая относительно независимое управление отдельными пальцами. [12] [13] Кортикомоторнейроны до сих пор были обнаружены только в первичной моторной коре, но не во вторичных моторных областях. [12]

Нервные пути [ править ]

Нервные тракты представляют собой пучки аксонов в виде белого вещества , которые переносят потенциалы действия к своим эффекторам. В спинном мозге эти нисходящие пути переносят импульсы из разных регионов. Эти тракты также служат местом происхождения нижних мотонейронов. В спинном мозге можно найти семь основных нисходящих моторных трактов: [14]

• Боковой кортикоспинальный тракт
• Руброспинальный тракт
• Боковой ретикулоспинальный тракт
• Вестибулоспинальный тракт
• Медиальный ретикулоспинальный тракт
• Тектоспинальный тракт
• Передний кортикоспинальный тракт

Нижние двигательные нейроны [ править ]

Нижние мотонейроны — это те, которые берут начало в спинном мозге и прямо или косвенно иннервируют эффекторные мишени. Мишени этих нейронов различны, но в соматической нервной системе целью будет какое-то мышечное волокно. Существует три основных категории низших мотонейронов, которые можно разделить на подкатегории. [15]

В соответствии с их целями мотонейроны делятся на три широкие категории: [16]

• Соматические двигательные нейроны
• Специальные висцеральные двигательные нейроны
• Общие висцеральные двигательные нейроны

Соматические двигательные нейроны [ править ]

Соматические двигательные нейроны берут начало в центральной нервной системе , проецируют свои аксоны на скелетные мышцы [17] (такие как мышцы конечностей, брюшной полости и межреберные мышцы ), которые участвуют в передвижении . Три типа этих нейронов — это альфа-эфферентные нейроны

,
бета-эфферентные нейроны
и
гамма-эфферентные нейроны
. Их называют эфферентными, чтобы указать поток информации от центральной нервной системы (ЦНС) к периферии .

• Альфа-мотонейроны иннервируют экстрафузальные мышечные волокна , которые являются основным компонентом мышцы, генерирующим силу. Их клеточные тела находятся в вентральном роге спинного мозга, и их иногда называют клетками вентрального рога
  . Один мотонейрон может синапсировать в среднем со 150 мышечными волокнами. [18] Моторный нейрон и все мышечные волокна, с которыми он соединяется, являются двигательной единицей . Моторные агрегаты делятся на 3 категории: [19]
  Основная статья: Моторные агрегаты.
  Медленные (S) двигательные единицы стимулируют мелкие мышечные волокна, которые сокращаются очень медленно и вырабатывают небольшое количество энергии, но очень устойчивы к утомлению, поэтому они используются для поддержания мышечного сокращения, например, для поддержания тела в вертикальном положении. Они получают энергию с помощью окислительных средств и, следовательно, нуждаются в кислороде. Их еще называют красными волокнами. [19]
• Двигательные единицы с быстрым утомлением (FF) стимулируют большие группы мышц, которые прикладывают большое количество силы, но очень быстро утомляются. Они используются для задач, требующих больших коротких всплесков энергии, таких как прыжки или бег. Они получают энергию с помощью гликолитических средств и, следовательно, не нуждаются в кислороде. Их называют белыми волокнами. [19]
• Быстрые устойчивые к утомлению двигательные единицы стимулируют группы мышц среднего размера, которые не реагируют так быстро, как двигательные единицы FF, но могут удерживаться намного дольше (как следует из названия) и обеспечивают большую силу, чем двигательные единицы S. Они используют как окислительные, так и гликолитические средства для получения энергии. [19]

В дополнение к произвольному сокращению скелетных мышц, альфа-мотонейроны также вносят вклад в мышечный тонус — постоянную силу, создаваемую несокращающимися мышцами для противодействия растяжению. Когда мышца растягивается, сенсорные нейроны в мышечном веретене определяют степень растяжения и посылают сигнал в ЦНС. ЦНС активирует альфа-двигательные нейроны в спинном мозге, которые заставляют экстрафузионные мышечные волокна сокращаться и тем самым сопротивляться дальнейшему растяжению. Этот процесс также называют рефлексом растяжения .

• Бета — мотонейроны иннервируют интрафузальные мышечные волокна из мышечных веретен , с залогами до extrafusal волокон. Есть два типа бета-мотонейронов: Медленно сокращающиеся — они иннервируют экстрафузальные волокна. Быстрое сокращение — они иннервируют интрафузальные волокна. [20]
• Гамма-мотонейроны иннервируют интрафузальные мышечные волокна, находящиеся в мышечном веретене. Они регулируют чувствительность веретена к растяжению мышц. При активации гамма-нейронов интрафузальные мышечные волокна сокращаются, так что требуется лишь небольшое растяжение для активации сенсорных нейронов веретена и рефлекса растяжения. Существует два типа гамма-мотонейронов: динамические — они фокусируются на волокнах Bag1 и повышают динамическую чувствительность. Статические — фокусируются на волокнах Bag2 и повышают чувствительность к растяжению. [20]
• Регулирующие факторы нижних мотонейронов Принцип размера
  — это относится к соме моторного нейрона. Это ограничивает более крупные нейроны для получения большего возбуждающего сигнала для стимуляции мышечных волокон, которые они иннервируют. Уменьшая ненужное задействование мышечных волокон, организм может оптимизировать потребление энергии. [20]
• Постоянный внутренний ток (PIC)
  — недавнее исследование на животных показало, что постоянный поток ионов, таких как кальций и натрий, через каналы в соме и дендритах влияет на синаптический вход. Другой способ думать об этом заключается в том, что постсинаптический нейрон активируется перед получением импульса. [20]
• После гиперполяризации (AHP)
  — была выявлена ​​тенденция, согласно которой медленные двигательные нейроны имеют более интенсивные AHP в течение более длительного времени. Один из способов запомнить это — то, что медленные мышечные волокна могут сокращаться дольше, поэтому имеет смысл, что соответствующие им двигательные нейроны активизируются с меньшей скоростью. [20]

Специальные висцеральные двигательные нейроны [ править ]

Они также известны как жаберные двигательные нейроны

, которые участвуют в мимике, жевании, фонации и глотании. Связанные черепные нервы — это глазодвигательный , отводящий , блокированный и подъязычный нервы. [16]

Общие висцеральные двигательные нейроны [ править ]

Эти моторные нейроны косвенно иннервируют сердечная мышца и гладких мышц на внутренностях (мышцы артерий ): они синапс на нейроны , расположенные в ганглиях от вегетативной нервной системы ( симпатической и парасимпатической ), расположенной в периферической нервной системе (ПНС), который сами непосредственно иннервируют висцеральные мышцы (а также некоторые клетки железы).

Как следствие, моторная команда скелетных и жаберных мышц является моносинаптической и

включает только один мотонейрон,
соматический
или
жаберный
, который синапсирует с мышцами. Для
сравнения
, управление висцеральными мышцами является
дисинаптическим
с участием двух нейронов:
общий висцеральный мотонейрон
, расположенный в ЦНС, синапсирует с ганглиозным нейроном, расположенным в ПНС, который синапсирует с мышцей.

Все двигательные нейроны позвоночных являются холинэргическими , то есть они выделяют нейромедиатор ацетилхолин . Парасимпатические ганглиозные нейроны также являются холинергическими, тогда как большинство симпатических ганглиозных нейронов являются норадренергическими , то есть они выделяют нейромедиатор норадреналин . (см. таблицу)

Нервно-мышечные соединения [ править ]

Один мотонейрон может иннервировать множество мышечных волокон, а мышечное волокно может подвергаться множеству потенциалов действия за время, необходимое для одного мышечного подергивания . В результате, если потенциал действия достигает до того, как судорога была завершена, подергивания могут накладываться друг на друг, либо через суммирование или тетаническое сжатие . Подводя итог, можно сказать, что мышца стимулируется повторно, так что дополнительные потенциалы действия, исходящие от соматической нервной системыприбыть до окончания подергивания. Таким образом, подергивания накладываются друг на друга, приводя к большей силе, чем при одиночном подергивании. Тетаническое сокращение вызывается постоянной, очень высокочастотной стимуляцией — потенциалы действия возникают с такой высокой скоростью, что отдельные подергивания неразличимы, а напряжение плавно нарастает, в конечном итоге достигая плато. [4]

Интерфейс между двигательным нейроном и мышечным волокном — это специализированный синапс, называемый нервно-мышечным соединением . При адекватной стимуляции мотонейрон высвобождает поток нейротрансмиттеров ацетилхолина (Ach) из окончаний аксона из синаптических везикул, связывающихся с плазматической мембраной. Молекулы ацетилхолина связываются с постсинаптическими рецепторами.находится в концевой пластине двигателя. После связывания двух рецепторов ацетилхолина открывается ионный канал, и ионы натрия могут проникать в клетку. Приток натрия в клетку вызывает деполяризацию и запускает мышечный потенциал действия. Затем стимулируются Т-канальцы сарколеммы, чтобы вызвать высвобождение ионов кальция из саркоплазматического ретикулума. Именно это химическое высвобождение вызывает сокращение целевого мышечного волокна. [18]

У беспозвоночных , в зависимости от высвобождаемого нейромедиатора и типа рецептора, который он связывает, реакция мышечного волокна может быть либо возбуждающей, либо тормозящей. Однако у позвоночных ответ мышечного волокна на нейромедиатор может быть только возбуждающим, другими словами, сократительным. Расслабление мышц и подавление мышечных сокращений у позвоночных достигается только путем подавления самого двигательного нейрона. Именно так действуют миорелаксанты , воздействуя на двигательные нейроны, которые иннервируют мышцы (снижая их электрофизиологическую активность) или на холинергические нервно-мышечные соединения, а не на сами мышцы.

Строение нейронов

Каждая нервная клетка состоит из трех частей:

• тело нейрона (сома);
• дендриты;
• аксоны.

До сих пор неизвестно, какие из отростков развиваются в теле клетки первыми, но распределение обязанностей между ними вполне очевидно. Отросток нейрона аксон обычно формируется в единственном экземпляре, а вот дендритов может быть очень много. Их количество иногда доходит до нескольких сотен, чем больше дендритов у нервной клетки, тем с большим количеством клеток она может быть связана. К тому же, разветвленная сеть отростков позволяет передавать массу информации в кратчайшие сроки.

Ученые считают, что до формирования отростков нейрон расселяется по телу, и с момента их появления находится уже на одном месте без изменения.

Передача информации нервными клетками

Чтобы понять, насколько важны нейроны, необходимо понять, каким образом они выполняют свою функцию по передаче информации. Импульсы нейронов способны передвигаться в химическом и электрическом виде. Отросток нейрона дендрит получает информацию в качестве раздражителя и передает ее в тело нейрона, аксон передает ее в качестве электронного импульса к другим клеткам. Дендриты другого нейрона воспринимают электронный импульс сразу же или с помощью нейромедиаторов (химических передатчиков). Нейромедиаторы захватываются нейронами и в дальнейшем используются как свои собственные.

Как работает двигательный нейрон?

Для того чтобы возник биоэлектрический импульс, необходима разница потенциалов на оболочке нервной клетки. Это происходит в результате изменения концентрации ионов калия и натрия с наружной и внутренней поверхности мембраны.

В дальнейшем импульс проходит до конца длинного отростка ‒ аксона и достигает места соединения с другой клеткой. Место такого контакта называют синапс.

С другой стороны синапса к месту контакта прилежит короткий ветвящийся отросток ‒ дендрит. Передача сигнала через синапс обусловлена активными химическими веществами, так называемыми медиаторами.

Возникнув на дендрите, сигнал распространяется по его оболочке и переходит далее на аксон. Для сокращения скелетной мышцы сигнал зарождается в мотонейроне коры, проходит по пирамидному пути, переходит на вставочный нейрон и далее в область передних рогов спинного мозга. Заканчивается эта цепь в мышечной ткани.

Результатом возбуждения двигательного центра коры будет сокращение группы мышечных волокон.

Виды нейронов по количеству отростков

Ученые, наблюдая за работой нервных клеток, разработали несколько видов их классификации. Одна из них делит нейроны по количеству отростков:

• униполярные;
• псевдоуниполярные;
• биполярные;
• мультиполярные;
• безаксонные.

Классическим считается нейрон мультиполярный, он имеет один короткий аксон и сеть дендритов. Самыми малоизученными являются безаксонные нервные клетки, ученые знают только их местоположение — спинной мозг.

Рефлекторная дуга: определение и краткая характеристика

В нейрофизике существует такой термин, как «нейроны рефлекторной дуги». Без него довольно сложно получить полное представление о работе и значении нервных клеток. Раздражители, влияющие на нервную систему, называются рефлексами. Это основная деятельность нашей ЦНС, осуществляется она с помощью рефлекторной дуги. Ее можно представить своеобразной дорогой, по которой проходит импульс от нейрона до осуществления действия (рефлекса).

Этот путь можно разделить на несколько этапов:

• восприятие раздражения дендритами;
• передача импульса в тело клетки;
• трансформация информации в электрический импульс;
• передача импульса в орган;
• изменение деятельности органа (физическая реакция на раздражитель).

Рефлекторные дуги могут быть разными и состоять из нескольких нейронов. К примеру, простая рефлекторная дуга образуется из двух нервных клеток. Одна из них получает информацию, а другая заставляет органы человека совершать определенные действия. Обычно такие действия называют безусловным рефлексом. Он возникает, когда человека ударяют, например, по коленной чашечке, и в случае прикосновения к горячей поверхности.

В основном, простая рефлекторная дуга проводит импульсы через отростки спинного мозга, сложносоставная рефлекторная дуга проводит импульс непосредственно в головной мозг, который, в свою очередь, обрабатывает ее и может откладывать на хранение. В дальнейшем при получении схожего импульса мозг отправляет нужную команду к органам для совершения определенной совокупности действий.

Ссылки [ править ]

1. Тортора, Джерард; Дерриксон, Брайан (2014). Принципы анатомии и физиологии (14-е изд.). Нью-Джерси: John Wiley & Sons, Inc., стр. 406, 502, 541 . ISBN 978-1-118-34500-9.
2. Покок, Джиллиан; Ричардс, Кристофер Д. (2006). Физиология человека: основы медицины
   (3-е изд.). Оксфорд: Издательство Оксфордского университета. С. 151–153. ISBN 978-0-19-856878-0.
3. Шактер Д.Л., Гилберт Д.Т. и Вегнер Д.М. (2011) Второе издание психологии. Нью-Йорк, Нью-Йорк: стоит
4. ^ a b Рассел, Питер (2013). Биология — изучение разнообразия жизни
   . Торонто: образование Нельсона. п. 946. ISBN 978-0-17-665133-6.
5. Тортора, Джерард; Дерриксон, Брайан (2011). Принципы анатомической физиологии (14-е изд.). Нью-Джерси: John Wiley & Sons, Inc., стр. 1090–1099 . ISBN 978-1-118-34500-9.
6. Перейти
   ↑ Sadler, T. (2010).
   Медицинская эмбриология Лангмана
   (11-е изд.). Филадельфия: Липпинкотт Уильям и Уилкинс. С. 299–301. ISBN 978-0-7817-9069-7.
7. ^ а б Дэвис-Дузенбери, Б.Н. Уильямс, Луизиана; Клим, младший; Эгган, К. (февраль 2014 г.). «Как сделать спинномозговые мотонейроны» . Развитие
   .
   141
   (3): 491–501. DOI : 10.1242 / dev.097410 . PMID 24449832 .
8. Эдгар R, Мазор Y, Ринон A, Блюменталь J, Голан Y, Бужор E, Ливнат I, Бен-Ари S, Лидер I, Шитрит A, Гильбоа Y, Бен-Иегуда A, Эдри O, Шрага N, Богоч Y, Лешанский Л., Ахарони С., Западный доктор медицины, Варшавский Д., Штрихман Р. (2013). «LifeMap Discovery ™: портал исследований эмбрионального развития, стволовых клеток и регенеративной медицины» . PLoS ONE
   .
   8
   (7): e66629. Bibcode : 2013PLoSO … 866629E . DOI : 10.1371 / journal.pone.0066629 . ISSN 1932-6203 . PMC 3714290 . PMID 23874394 .
9. Филиппиду, Поликсени; Уолш, Кэролайн; Обен, Жозе; Жаннотта, Люси; Дасен, Джереми С. (2012). «Устойчивая активность гена Hox5 необходима для развития дыхательных моторных нейронов» . Природа Неврологии
   .
   15
   (12): 1636–1644. DOI : 10.1038 / nn.3242 . ISSN 1097-6256 . PMC 3676175 . PMID 23103965 .
10. Фитцпатрик, Д. (2001) Первичная моторная кора: Верхние моторные нейроны, которые инициируют сложные произвольные движения. В D. Purves, GJ Augustine, D. Fitzpatrick, et al. (Ред.), Неврология. Получено из «Архивной копии» . Архивировано 5 июня 2021 года . Проверено 30 ноября 2021 .CS1 maint: archived copy as title (link)
11. ^ a b Мак, Сара; Кандел, Эрик Р .; Джесселл, Томас М .; Шварц, Джеймс Х .; Siegelbaum, Steven A .; Хадспет, AJ (2013). Принципы нейронауки
    . Кандел, Эрик Р. (5-е изд.). Нью-Йорк. ISBN 9780071390118. OCLC 795553723 .
12. ^ a b c d Лимон, Роджер Н. (4 апреля 2008 г.). «Нисходящие пути в управлении моторикой» . Ежегодный обзор неврологии
    .
    31
    (1): 195–218. DOI : 10.1146 / annurev.neuro.31.060407.125547 . ISSN 0147-006X . PMID 18558853 .
13. Перейти
    ↑ Isa, T (апрель 2007 г.). «Прямые и непрямые кортико-мотонейрональные пути и контроль движений кисти / руки».
    Физиология
    .
    22
    (2): 145–152. DOI : 10.1152 / physiol.00045.2006 . PMID 17420305 .
14. Tortora, GJ, Дерриксон, B. (2011). Спинной мозг и спинномозговые нервы. В B. Roesch, L. Elfers, K. Trost, et al. (Ред.), Принципы анатомии и физиологии
    (стр. 443-468). Нью-Джерси: John Wiley & Sons, Inc.
15. Фитцпатрик, Д. (2001) Нижние нейронные цепи двигателя и управление двигателем: Обзор. В D. Purves, GJ Augustine, D. Fitzpatrick, et al. (Ред.), Неврология. Получено из «Архивной копии» . Архивировано 5 июня 2021 года . Проверено 30 ноября 2017 .CS1 maint: archived copy as title (link)
16. ^ а б «ГЛАВА ДЕВЯТАЯ» . www.unc.edu
    . Архивировано 5 ноября 2021 года . Проверено 8 декабря 2017 .
17. Silverthorn Ди Unglaub (2010). Физиология человека: комплексный подход
    . Пирсон. п. 398. ISBN 978-0-321-55980-7.
18. ^ a b Tortora, GJ, Дерриксон, Б. (2011). Мышечная ткань. В B. Roesch, L. Elfers, K. Trost, et al. (Ред.), Принципы анатомии и физиологии
    (стр. 305-307, 311). Нью-Джерси: John Wiley & Sons, Inc.
19. ^ a b c d Purves D, Augustine GJ, Fitzpatrick D, et al., редакторы: Neuroscience. 2-е издание, 2001 г. «Архивная копия» . Архивировано 5 июня 2021 года . Проверено 5 сентября 2021 .CS1 maint: archived copy as title (link)
20. ^ a b c d e Мануэль, Марин; Житницкий, Даниэль (2011). «Альфа, бета и гамма мотонейроны: функциональное разнообразие в окончательном пути двигательной системы» . Журнал интегративной неврологии
    .
    10
    (3): 243–276. DOI : 10.1142 / S0219635211002786 . ISSN 0219-6352 . PMID 21960303 .

Классификация нейронов по функционалу

Классифицировать нейроны можно по их непосредственному назначению, ведь каждая группа нервных клеток предназначена для определенных действий. Виды нейронов представлены следующим образом:

1. Чувствительные

Данные нервные клетки предназначены для восприятия раздражения и трансформации его в импульс, перенаправляющийся в мозг.

2. Двигательные нейроны

Воспринимают информацию и передают импульс к мышцам, приводящим в движение части тела и органы человека.

3. Вставочные

Данные нейроны осуществляют сложную работу, они находятся в центре цепочки между чувствительными и двигательными нервными клетками. Подобные нейроны принимают информацию, проводят предварительную обработку и передают импульс-команду.

4. Секреторные

Секреторные нервные клетки синтезируют нейрогормоны и имеют особенное строение с большим количеством мембранных мешочков.

Симптомы поражения центрального двигательного нейрона

Поражения центральных моторных нервных клеток возникают чаще всего при инсульте. При ишемии или кровоизлиянии в вещество больших полушарий участок ткани отмирает. Такие поражения почти всегда односторонние.

Вследствие этого при поражении центральных двигательных нейронов наблюдаются нарушения функции мускулатуры с одной стороны. Самый заметный признак ‒ это односторонний паралич, приводящий к невозможности активных движений в руке и ноге.

С этой же стороны снижается мышечный тонус в туловище и мимической мускулатуре лица. Поражение центральных моторных областей сопровождается рядом изменений рефлекторной деятельности.

Клинически это выражается в появлении разнообразных патологических рефлексов. Их совокупность, снижение тонуса мышц и нарушения чувствительности позволяют врачу установить диагноз.

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.

Функции мотонейрона

Центральные и периферические двигательные нервные клетки работают согласовано. Совместно они обеспечивают сокращение определенных групп мышц и позволяют человеку выполнять какие-либо действия.

Для координированных движений конечностей необходимо одновременное сокращение сгибателей и разгибателей. При работе сгибателей первоначальный сигнал возбуждения возникает в области прецентральной извилины соответствующего полушария.

За это действие отвечают клетки, называемые пирамидными. Собранные вместе их отростки образуют так называемый пирамидный двигательный путь. Далее сигнал идет к передним рогам спинного мозга, откуда передается уже непосредственно в миофибриллы.

Активирующее влияние на мотонейроны мышц разгибателей оказывают специальные центры задних отделов больших полушарий. Они формируют дорсальный и вентральный пути. Таким образом, в формировании координированного движения участвуют две области головного мозга.

По характеру функции нервные клетки, задействованные в процессе мышечного сокращения, подразделяются на двигательные и вставочные нейроны. Первые ответственны за исполнительную функцию, в то время как для координации нервных импульсов служат вставочные. Эта особая разновидность имеет меньшие размеры и более многочисленна.

Для сравнения — в области передних рогов их в 30 раз больше чем двигательных. Когда возбуждение проводится по аксону двигательного нерва, оно переходит первоначально на вставочный нейрон. В зависимости от характера сигнала он может быть усилен либо ослаблен, после чего передается дальше.

Клетки вставочного типа имеют больше отростков и более чувствительны. Они обладают большим числом отростков и их еще называют мультиполярными.

Для оптимизации сигналов исходящих по аксонам и идущим к мышечным волокнам, служат специальные клетки Реншоу, которые передают возбуждение с одного отростка на другой. Такой механизм служит выравниванию интенсивности нервного сигнала.

По отростку мотонейрона импульс достигает мышечного волокна, которое сокращается. Каждая группа мотонейронов и иннервируемые ими мышечные волокна отвечают за определенные движения.

Нервные клетки, обеспечивающие двигательную функцию:

Большие альфа-нейроны, проводящие сильный импульс, вызывают сокращение миофибрилл. Малые проводят слабые сигналы и служат для поддержания тонуса мускулатуры.

Помимо волокон, отвечающих за сокращение, в мышечной ткани есть и специальные спиральные фибриллы, регулирующие силу напряжения мускулатуры.

Эти экстрафузальные мышечные волокна иннервируются гамма-нейронами.

Возбуждение гамма-мотонейрона приводит к увеличению растяжения миофибрилл и облегчает прохождение импульса сухожильных рефлексов. Примером может быть прохождение нервного сигнала по дуге коленного рефлекса.

Слаженной работой периферических мотонейронов достигается тонкая настройка мышечного тонуса, что позволяет выполнять точные координированные движения. При поражении периферических двигательных нейронов мышечный тонус исчезает и движения невозможны.

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.

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.