НЕРВОВА ТКАНИНА Нейронауки Camillo Golgi 1844 -1926

НЕРВОВА ТКАНИНА

Нейронауки Camillo Golgi (1844 -1926) Santiago Ramon y Cajal (1852 -1934) 1906 - Нобелівська премія за внесок у вивчення структури та функцій нервових клітин

Схема будови нейронів декількох типів

Організація нейрона • Спілкуються за допомогою електрохімічних процесів • Полярність нейропередачі • Синаптичні контакти

Організація нейрона

Організація нейрона

Цитоскелет нейрона • Мікротрубочки, проміжні філаменти (нейрофіламенти), мікрофіламенти. • Мікротрубочки в дендритах і перикаріоні не мають направленої орієнтації. • В аксоні більшість мікротрубочок +кінцем направлена до терміналі, -кінцем до перикаріону. Це впливає на розміщення органел. • До +кінця переміщуються мітохондрії і секреторні пухирці, а до -кінця рибосоми, елементи АГ.

Тигроїд • Гранулярна ендоплазматична сітка – Франц Ніссль у 1889 р. речовина Ніссля • 1895 рік – Леношек - тигроїд

Тигроїд

Аксонний транспорт • Антероградний транспорт- макромолекули і органели відтіла нейрона до його терміналі. Повільний транспорт – декілька мм на добу -білки і актинові філаменти. З проміжною швидкістю – мітохондрії Швидкий транспорт (швидкість 100 -1000 мм на добу) транспортує медіатори. Ретроградний транспорт – до тіла клітини деякі молекули, включаючи і матеріал, захоплений ендоцитозом ( в тому числі віруси і токсини). Динеїн – білок, що має АТФ-активність, звязаний з ретроградним транспортом. Кінезин – з антероградним.

Мієлінові волокна

• Олігодендроцити – утворюють мієлінову оболонку. яка забезпечує електричну ізоляцію нейронів в центральній нервовій системі. У цих клітин є відростки, які нагортаються навколо аксонів, утворюючи мієлінову оболонку. • Шваннівські клітини (нейролемоцити) виконують таку ж функцію, що і олігодендроцити, але в периферичній нервовій системі. Кожна шваннівська клітина формує мієлін навколо одного аксона, тоді як олігодендроцити здатні галузитись і обслуговувати більше одного нейрона з його відростками

Послідовні фази утворення мієліна

Мієлінове нервове волокно

Безмієлінові волокна

Безмієлінові волокна

Зміни в пошкодженому нервовому волокні

Спиномозковий ганглій

Нейроглія • макроглія – астроцити – олігодендроглія – епендімоглія • мікроглія

Гліальні взаємодії • Глія-глія • щілинні контакти (gap-junctions) • кожний астроцит має власну функціональну зону • Глія-нейрон • синапси оточені астроцитами • один астроцит контактує з багатьма нейронами • нейро-гліальні синапси не знайдені

Нейро-гліальні взаємодії

Організація хімічного синапса

Ультраструктура хімічного синапса пресинаптичний аксон синаптичні везикули активна зона постсинаптичний шипік постсинаптична щільність астроцит

Постсинаптичні шипики (spines) Елементарні носії пам’яті • синаптична передача • різновиди форм, розмірів, щільності розміщення • динамічні структури • компартменталізація • збільшують кількість контактів між нейронами

Постсинаптичні шипики S. R. Cajal, 1834 M. Segal, 2002

Синаптична пластичність, пам’ять, навчання • Різноманіття та динамічність синаптичної організації є основою для функціональної пластичності • Синаптична пластичність – фундаментальна властивість синапсів реагувати змінами структури та функцій на різні подразники • Оскільки мозок побудований на основі синаптичних зв’язків між нейронами, то тривалі зміни ефективності синаптичної передачі мають бути основним механізмом, що лежить в основі навчання, пам’яті, поведінки тощо

Синаптичні зміни при пам’яті та навчанні • У мозку постійно утворюються і перебудовуються синаптичні контакти – Нові синапси анатомічно та фізіологічно зв’язуються, а при постійній стимуляції їхня синаптична сила зростає, і синапси інтегруються у мережу, що вже існує • Нові синапси можуть утворюватись для нових запам’ятовувань – Але звідки нейрон може знати, де саме утворити новий контакт, якщо щойно (при навчанні) синапсу не було? • Синапси, що вже існують, можуть модифікуватись для аналізу та збереження інформації – Але що відбувається із старою пам’ятю, коли нова інформація модифікує синапси?

Spillover D. Kullmann, Д. Русаков, 1990 -ті • Нейротрансмітери (глутамат, ГАМК) дифундують за межі ( синапса до сусідніх клітин (на відстань до 0, 5 мкм) і ( активують їхні рецептори • Багаторівневий принцип нейропередачі: специфічна синаптична та дифузна позасинаптична

Один астроцит контактує з багатьма нейронами

Гіпокамп • Пам’ять • Навчання • Орієнтація у просторі

Нейродегенеративні зміни у гіпокампі

Ішемія мозку • Порушення функцій мозку внаслідок припинення кровотоку • Церебральні інсульти – третє місце серед причин смертності та основна причина непрацездатності • Соціальні наслідки • Фактори ризику: ризику • • • серцево-судинні захворювання гіподинамія погані звички зайва вага похилий вік стреси, травми та нейропсихічні напруги • Провокує різні нейродегенеративні захворювання

Культивовані слайси киснево-глюкозна депривація (OGD) P 7 Wistar rats Культивирование слайсов (14 дней) Выделение мозга Нарезка слайсов гиппокампа Камера с проницаемой мембраной

Культивовані слайси ori pyr Культивований слайс гіпокампа щура Органотипові культури гіпокампа при культивуванні не утворюють моношар клітин, АЛЕ зберігають природні гістоархітектоніку, клітинні типи, синаптичні зв’язки, особливості функціонування, розвитку тощо. rad Пірамідні нейрони гіпокампа

Конфокальна мікроскопія • • Confocal Laser Scanning Microscopy Світлова мікроскопія, що дає зображення, вільні від шумів, які не знаходяться в фокусі • Висока глибина різкості • Оптичні зрізи товстих об’єктів • Об’ємна реконструкція об’єкта • Джерела світла – лазери • Комп’ютерне керування • Флюоресцентні маркери • Живі об’єкти

Дякуюза увагу !