Дендрит нейрона (дендра — ветвь) — отросток тела нейрона, по которому к нему поступает сигнал от других клеток. Дендрит получает сигнал от аксона другого нейрона или белка-рецептора, реагирующего на среду.
Отвечая на вопрос, что такое дендриты, можно сказать, что традиционно дендриты рассматриваются как антенны нейрона. Обмен информацией происходит в одну сторону: от аксона к дендриту. Чем больше дендритов у нейрона, тем больше информационных каналов, тем более сложные решения принимает нейрон.
Синаптическая щель
Вам будет интересно:Семантические барьеры и пути их устранения
Сигнал от других клеток поступает к телу нейрона по одному из его дендритов. Дендрит в нервной системе человека получает обычно химический сигнал (нейромедиатор) от аксона. Место соединения дендрита и аксона называется синапсом.
Синапсы позволяют передавать точные сообщения от нейрона к нейрону. Благодаря синапсам существует нейропластичность и возможность тонкой настройки функций и поведения организма.
На дендрите находятся рецепторы, которые принимают нейромедиатор. Рецепторы — это специализированные белки, которые захватывают молекулу нейромедиатора и в зависимости от своего типа запускают дальнейшие реакции в клетке.
Функция дендритов
Функции дендритов состоят в том, чтобы принимать сигналы от других нейронов, обрабатывать эти сигналы и передавать информацию в сома нейрона.
Получать информацию
Дендриты напоминают ветви дерева в том смысле, что они простираются от сомы или тела нейрона и открываются в постепенно меньшие выступы. В конце этих проекций синапсы, где происходит передача информации. Более конкретно, синапсы – это место, где два нейрона обмениваются сигналами: восходящий или пресинаптический нейрон высвобождает нейротрансмиттеры (обычно в конце нейрона, также называемого аксональным терминалом), а нижний или постсинаптический нейрон обнаруживает их (обычно в дендриты). На этом рисунке показан синапс пресинаптического нейрона (A) и постсинаптического нейрона (B):
В синапсе пресинаптический нейрон высвобождает нейротрансмиттеры (номер 2 на рисунке), которые представляют собой молекулы, которые детектирует постсинаптический нейрон. Постсинаптический нейрон может обнаруживать нейротрансмиттеры, потому что он имеет рецепторы нейротрансмиттеров (номер 5 на рисунке), с которыми связываются нейротрансмиттеры. Если у постсинаптического нейрона нет специфического нейромедиатора рецептор тогда нейротрансмиттер не будет иметь никакого эффекта. Примерами нейротрансмиттеров являются дофамин, серотонин, норэпинефрин, ГАМК и глутамат. Если, например, пресинаптический нейрон высвобождает дофамин, постсинаптическому нейрону потребуются рецепторы допамина, чтобы обнаружить сигнал и, следовательно, получить информацию.
Некоторые типы нейронов имеют дендритные шипы на дендритах, которые представляют собой небольшие выступы, которые выступают из дендритов и имеют рецепторы нейротрансмиттеров, которые увеличивают обнаружение нейротрансмиттеров. Вы можете найти пример дендритного позвоночника на этой микрофотографии:
Обрабатывать информацию
Как только нейротрансмиттер связывается с рецептором нейротрансмиттера в постсинаптическом нейроне, начинается сигнальный каскад, который позволяет обрабатывать информацию в синапсе. Этот сигнальный каскад зависит от нейромедиатора и рецептора нейромедиатора: существуют возбуждающие нейромедиаторы, такие как глутамат, и ингибирующие нейромедиаторы, такие как ГАМК. Рецепторы нейротрансмиттеров начинают сигнальный каскад, который активирует определенные лиганд ионные каналы. Связанные лигандом ионные каналы позволяют ионам входить в нейрон (например, Na +, Ca2 +, Cl– или натрий, кальций, хлорид соответственно) или выходить из нейрона (например, K + или калий). Давайте посмотрим, что происходит в каждом случае.
В случае возбуждающих нейротрансмиттеров пресинаптический нейрон высвобождает нейротрансмиттер, а постсинаптический нейрон обнаруживает его, когда он связывается со своими специфическими рецепторами. Поскольку это возбуждающий нейротрансмиттер, связывание с рецептором активирует лиганд-управляемые ионные каналы, которые позволяют положительно заряженным ионам проникать в клетку: Na + и Ca2 +. В то же время некоторое количество K + также покинет ячейку. Если в ячейку попадает достаточно положительных зарядов, клеточная мембрана Потенциал увеличивается, то есть происходит чистый приток положительных зарядов, тогда мы называем это постсинаптическим возбуждающим потенциалом (EPSP), и клетка деполяризуется. Если имеется достаточно положительных зарядов, так что потенциал клеточной мембраны достигает порогового значения, тогда существует потенциал действия (см. Ниже в разделе «Информация о переносе»).
В случае ингибирующих нейротрансмиттеров происходит нечто подобное, но вместо активации лиганд-управляемых каналов Na + и Ca2 + связывание с рецептором приведет к активации лиганд-управляемых каналов Cl–. Здесь Cl– будет течь в постсинаптический нейрон. Кроме того, K + будет вытекать из клетки. Следовательно, чистый приток отрицательных зарядов (Cl–) приводит к снижению потенциала клеточной мембраны и, следовательно, к тому, что мы называем постсинаптическим ингибирующим потенциалом (IPSP). Ячейка теперь гиперполяризована.
Передача информации
Сумма многих EPSP может превышать порог, необходимый для постсинаптического нейрона, чтобы начать потенциал действия. Чтобы понять это, нам нужно сначала понять некоторые внутренние свойства нейронов.
Нормальный или физиологический мембранный потенциал нейронов в покое составляет около -65 мВ. Это означает, что внутренняя часть нейрона заряжена отрицательно по отношению к внешней части клетки. Причиной этого является то, что внутри ячейки есть некоторые положительные заряды (K +), а также другие отрицательно заряженные ионы (A–), в то время как снаружи ячейки есть больше положительных ионов (Na + и Ca2 +) и некоторые отрицательно заряженные ( Cl-). Сумма всех зарядов делает внешнюю часть ячейки более положительной, а внутреннюю часть ячейки – более отрицательной.
Когда EPSP возникает в дендритах, мембранный потенциал постсинаптического нейрона увеличивается, например, от физиологического -65 мВ до -64 мВ, то есть он становится менее отрицательным. Когда сумма многих EPSP приводит к тому, что мембранный потенциал нейрона достигает порогового значения около -55 мВ, тогда нейрон запускает потенциал действия, который передает информацию в сому, а затем по аксону до конца постсинаптического нейрона. достигая в какой-то момент окончания аксона, где он высвобождает нейротрансмиттеры в следующий нейрон. Поэтому потенциалы действия обычно начинаются с дендритов и распространяются вдоль нейрона.
Если сумма многих EPSP не достигает порогового значения, необходимого для запуска потенциала действия, то мало что происходит, и сигнал не передается в сома или аксон. Этот график иллюстрирует, что происходит, когда сумма EPSP достигает и не достигает порогового значения (-55 мВ), чтобы вызвать потенциал действия:
Если существует много IPSP, то требуется больше EPSP, чтобы превзойти пороговый потенциал мембраны, чтобы создать потенциал действия.
Дендритные шипики
На дендритах образуются маленькие наросты — шипики. Последние могут принимать множество форм, но наиболее устойчивая — это форма грибка.
Количество дендритных шипиков колеблется от 20 до 50 на 10 мкм длины дендрита. Шипики очень изменчивы по форме и объему.
В мозге 86 миллиардов нейронов. Аксоны, дендриты и тела нейронов образуют огромные нейронные сети.
Дендриты отвечают за обучение и память, а также контролируют равновесие в системе. Когда происходит локальное усиление связей между определенными нейронами, именно в дендритах возрастает производство белка, регулирующего снижение активности других синапсов.
Что такое дендрит — функции и морфология
Дендриты (dendrite) — многочисленные тонкие трубчатые или округлые выпячивания клеточного тела (перикариона) нервной клетки. Сам термин говорит о чрезвычайной разветвленности этих участков нейронов (от греч. δένδρον (dendron) — дерево).
В поверхностной структуре нейроцитов могут насчитываться от нуля до множества дендритов. Аксон чаще всего единственный. Поверхность дендритов не имеет миелиновой оболочки в отличие от аксонных отростков.
Цитоплазма содержит те же клеточные компоненты, что и само тело нервной клетки:
- эндоплазматический гранулярный ретикулум;
- скопления рибосом — полисомы (белоксинтезирующие органеллы);
- митохондрии (энергетические “станции” клетки, которые, используя глюкозу и кислород, синтезируют необходимые высокоэнергетические молекулы);
- аппарат Гольджи (отвечает за доставку внутренних секретов к внешнему слою клетки);
- нейротубулы (микротрубочки) и нейрофиламенты — главные компоненты цитоплазмы, тонкие опорные структуры, которые обеспечивают сохранение определенной формы.
Строение дендритных окончаний напрямую связано с их физиологическими функциями — получением информации от аксонов, дендритов, перикариона соседних нервных клеток посредством многочисленных межнейронных контактов на основе избирательной чувствительности к определенным сигналам.
Обучение и шипики
Дендритные шипики отвечают за возможность обучения и формирования памяти. Благодаря шипикам и их пластичности, нейрон легко может подключаться к тем или другим соседям и быстро от них отсоединяться, контролируя возможность получения сигнала.
Логично было бы предположить, что если синаптические связи ответственны за воспоминания, то их пластичность — проблема для сохранения памяти о прошлом. В 2009 году в Nature вышла публикация, в которой авторы исследовали, как опыт обучения влияет на синаптические связи мышей.
В работе показано, что большое количество новых шипиков, образующихся от нового опыта, исчезало со временем, если опыт не повторялся периодически. Но те, что сохранялись, скорее всего, и отвечали за приобретенные навыки.
При этом если тренировка повторялась в течение длительного времени, происходило удаление шипиков, по-видимому, удаленные отвечали за неверные действия. Обучение и ежедневный сенсорный опыт оставляют постоянные пометы в виде немногочисленной группы шипиков, сформированных на разных этапах обучения.
Что такое дендриты, если не огромная библиотека воспоминаний? Но основная проблема дендритных шипиков в том, что они очень чувствительны к любым механическим и химическим воздействиям. Поэтому травмы мозга, даже если и локализованы в одном месте, обычно оказывают влияние на всю нейронную сеть.
Проведение нервного импульса
Рецепторная мембрана поверхности дендритов (как и тела нервной клетки) покрыта многочисленными синаптическими бляшками, которые передают возбуждение на восприимчивый участок поверхностной мембраны нейрона, где генерируется биоэлектрический потенциал.
Информация, закодированная в виде электрических импульсов, передается на электровозбудимую проводящую мембрану аксона. Таким образом формируются нейронные сети организма.
Сон и обучение
В исследовании (Z.G. Yang) 2014 года было показано, как после обучения и сна, спустя 24 часа, появляются новые дендритные шипики у мышей, а некоторые из существующих исчезают. Авторы отмечают, что скорость образования новых шипиков у мышей, прошедших обучение новому поведению, была значительно выше в течение 6 часов после обучения по сравнению с нетренированными мышами.
Кроме того, авторы показали, что шипики при лишении мышей сна формируются намного медленнее. И ситуацию не может исправить ни новая тренировка навыка, ни поздний сон.
На что влияет разветвленность нервных отростков
Тело нейрона является универсальным передающим и одновременно принимающим биологическим объектом. Объем (прежде всего поступающей информации) прямо пропорционален количеству входящих нервных импульсов. Они определяются по степени ветвления дендритного дерева. Поэтому дендриты – это структуры нейроцита, играющие интегративную функцию.
Более того, отростки расширяют площадь контакта нервных клеток между собой. Дополнительное же образование синапсов в разы повышает эффективность работы всех отделов, как головного и спинного мозга, так и нервной системы в целом.
Дендрит как самостоятельная единица
Что такое дендриты, выясняют до сих пор. Дело в том, что сложно изучать поведение и функции дендритов на живых объектах.
Если размер нейрона около десяти микрон, то длина дендрита может доходить до тысячи. Обычно под дендритами понимают не очень активных участников процесса.
В 2021 году в журнале Science было опубликовано исследование, которое позволяет пересмотреть классический взгляд на дендриты. Оказалось, дендриты генерируют сигналы в несколько раз чаще, чем это делает тело нейрона, что наводит на предположение о кодировании информации и на уровне дендритов.
Ранее уже было обнаружено, что если во время переживания опыта тела нейронов активировались, а дендриты молчали, то долговременная память не формировалась относительно этого опыта. Было высказано предположение, что активность нейронов связана в большей степени с реальным временем, с актуальными переживаниями, а дендритов — с тем, что от этого останется в памяти.
Что такое дендриты, учитывая новые данные? Это удивительные конструкции, которые составляя 90% нервной ткани и, возможно, берут на себя большую часть работы по сохранению и преобразованию опыта.
Неисправность дендритов
Дендриты играют очень важную роль в передаче информации между нейронами. Таким образом, неудивительно, что неисправности дендритов связаны с различными нарушениями нервная система, Неисправности различаются по типу и степени тяжести и варьируются от аномальной морфологии до нарушений ветвления дендритов, аномалий в развитии дендритов и неправильной потери ветвления дендритов и генезиса дендритов. Все это связано с такими расстройствами, как шизофрения, аутизм, депрессия, тревожность, болезнь Альцгеймера и синдром Дауна и другие.
Длинный отросток аксон
Как было сказано выше, аксон, тело и дендриты — это основные части нейрона. Аксон у взрослой нервной клетки всегда один. Как правило, он начинается от сомы, однако в некоторых случаях он может расти от одного из дендритов. Аксон имеет конусообразную форму, то есть постепенно сужается к своему концу. Вдоль всего отростка имеются перетяжки, которые называются узлами Ранвьера. Внутри отростка находится цитоплазма, которая имеет набор органоидов, отличный от сомы.
Говоря о длине аксона, следует отметить, что большинство нейронов обладают отростками всего в несколько миллиметров длиной, однако, аксоны спинного мозга могут достигать метровой длины. Главная его функция — передача нервного импульса, которую он выполняет со скоростью более 27 м/с.
Как информация поступает в нервную клетку
В процессе передачи электрических зарядов, лежащей в основе возбуждения и торможения, наряду с аксоном участвуют и дендриты. Это отростки нейрона, которые образуют синапсы с ветвями дендритного дерева других нейроцитов. Опытным путем установлено, что дендриты представляют собой выросты цитоплазмы клетки, покрытые мембраной. В ней возникают слабые электрические импульсы – потенциалы действия.
Благодаря системе коротких отростков одна нервная клетка воспринимает и передает несколько тысяч таких импульсов, генерируемых синапсами. Это не единственная функция дендритов. Они также обрабатывают и объединяют информацию, поступающую в нейроны, что обеспечивает регуляцию и контроль, осуществляемый нервной системой над всеми органами и тканями человеческого организма.
Что такое нейрон? Определение
Прежде, чем перейти к ответу на вопрос: «Дендрит — это что такое?», необходимо познакомиться поближе с нервной клеткой, в состав которой он входит.
Нейрон является клеткой, совокупность которых образует нервную систему. Его основные функции заключаются в принятии, обработке и передаче информации через химические и электрические сигналы, благодаря специфической чувствительности его плазматической мембраны. Нейроны принимают и передают электрические импульсы между собой благодаря специальному соединению, которое называется синапс. Кроме того, они передают сигнал и другим клеткам, например, мышечным, что приводит последние в действие, заставляя сокращаться. Особенностью нейронных клеток является то, что большинство из них, достигнув зрелого состояния, не делится.
Что входит в состав нейрона? Аксон и дендрит являются его главными составными частями. Нейрон представляет собой типичное центральное клеточное тело, которое называется сома. Несколько коротких отростков сомы представляют собой дендриты, ответственные за прием электрических возбуждений, а один длинный отросток сомы называется аксоном, на него возлагается функция передачи принятого импульса другим клеткам.
Нервная система
Каждый нейрон соединяется с помощью аксона с порядка 1000 других нейронов, а информацию может принимать с помощью своих дендритов от 10 000 нейронов. Такие свойства нервных клеток организуют их в огромную нервную сеть или систему. По общим оценкам мозг взрослого человека содержит около 1014 синаптических соединений, причем у ребенка это число в несколько (5-10) раз больше. С возрастом число синаптических соединений уменьшается и становится постоянным, когда человек достигает зрелого возраста.
Благодаря организации нейронов в сеть, появляется способность воспринимать внешние сигналы, думать и контролировать поведение всех частей тела и систем организма.
