Макроглия
В ЦНС содержится два основных типа макроглии: астроциты и олигодендроциты. Астроциты похожи на звезды; они протягивают свои стопообразные отростки в капилляры и участвуют в формировании гематоэнцефалического барьера. Эти клетки выполняют и другие полезные функции, что лишь подчеркивает их необычайную важность. Они восстанавливают поврежденные нейроны и подкармливают «голодающих» нейронов, превращая глюкозу в нечто более съедобное. Либо фиксируют нейроны так, чтобы они могли получать питательные вещества из крови. Астроциты сохраняют положение нейронов в секретируемой ими матрице и следят за тем, чтобы внеклеточная среда по содержанию ионов идеально подходила для поддержания нейронных связей.
Олигодендроциты ускоряют процесс нейронной коммуникации в ЦНС, оборачивая аксоны нейронов в белое жировое вещество – миелин. Миелин создает электроизоляционную оболочку, которая увеличивает скорость передачи электрохимического импульса. На самом деле миелин является продолжением клеточной мембраны олигодендроцитов, плотно обмотанной вокруг волокон. Один олигодендроцит может дотянуться своими отростками до 50 разных аксонов. Кстати говоря, головной и спинной мозг получили свое белое вещество именно за счет миелинизации.
Макроглия в ПНС представлена клетками-сателлитами, или сателлитными клетками. По своему функционалу они схожи с астроцитами в ЦНС и также помогают регулировать внеклеточную среду. За миелинизацию в ПНС отвечают шванновские клетки, которые оборачивают свое клеточное тело вокруг аксонов. Нервное волокно длиной в 1 м может быть обернуто несколькими тысячами шванновских клеток.
Микроглия
Эти маленькие клетки непостоянной формы являются местными макрофагами ЦНС. Они поглощают патогены и нейроны, поврежденные в результате инсульта или травмы. Микроглию можно назвать хранительницей ЦНС, восстанавливающей баланс, когда что-то идет не так. В ПНС эта роль отведена клеткам-сателлитам, которые выделяют особые вещества, привлекающие макрофагов.
Эпендима
Эпендимные клетки выстилают спинной мозг и желудочки головного мозга. Они образуют сосудистое сплетение, которое вырабатывает спинномозговую жидкость (СМЖ). Мерцательные реснички эпендимных клеток переносят СМЖ в ЦНС.
Нейроны
В нашем теле около 100 миллиардов нейронов, которые принимают сигналы и передают их дальше, в другие нейроны, мышцы или железы. Нейроны бывают разных форм и размеров – от одной миллионной части сантиметра у вставочных нейронов до 1 м у чувствительных нейронов, которые проходят от пальцев ног до окончания спинного мозга.
Виды нейронов
Чувствительные, или афферентные, нейроны передают информацию от рецепторов органов чувств к ЦНС. Вставочные нейроны выполняют роль посредников, либо передавая сообщения в соседние клетки для анализа и обработки информации, либо перенаправляя их в другие нейроны нейронной цепи. Двигательные, или эфферентные, нейроны передают сигналы от ЦНС к тканям для выполнения произвольных или непроизвольных команд.
Передача импульсов
Передача нервного импульса начинается с возбуждения нейронного дендрита. Сначала генерируется электрический сигнал, или потенциал действия (ПД), затем он передается в тело клетки, а после переходит в аксон. Далее электрохимический сигнал проходит по всей длине аксона нервного волокна. Если аксон содержит миелиновую оболочку, то ПД передается еще быстрее. Это обусловлено особой проводимостью, позволяющей импульсу перепрыгивать через немиелиновые участки, или перехваты Ранвье, разгоняясь до скорости в 120 м в секунду. Перехваты Ранвье следят за тем, чтобы ПД не рассеивался при попадании в нервное окончание, в синапсе которого импульс преобразуется в химический сигнал. Затем различные типы нейромедиаторов передают сообщение через синаптическую щель между двумя нейронами.
Нервный импульс передается от дендритов к телу клетки, а затем идет по аксону и достигает нервных окончаний. Там он переходит в другой нейрон или орган синаптическим путем.
Нейрон может повторять этот процесс до 1000 раз в секунду. Умножьте это на примерное количество синаптических связей, которые один нейрон может образовать с другими (2000–11 000), и вы поймете, почему нейроны являются самыми энергоемкими составляющими мозга. Мозг ребенка постоянно растет и образует новые синаптические связи, поэтому он требует не менее 40 % от суточного количества калорий. Для того чтобы снизить энергетические затраты и сэкономить ресурсы, клетки микроглии отсекают все лишние синапсы. Этот процесс называется синаптическим прунингом.
Защита мозга
Мозг – это самый защищенный орган в нашем теле. Чтобы попасть внутрь головы, необходимо преодолеть несколько преград: сначала кожу, а затем – череп. Но и здесь вас ждет еще один защитный слой – мозговая оболочка.
Мозговые оболочки
Мозговые оболочки состоят из тройного слоя защитных фиброзных мембран: твердой, мягкой (сосудистой) и паутинной (арахноидальной) оболочек. От мягкой оболочки паутинную отделяет субарахноидальное пространство. Эти же оболочки покрывают и спинной мозг. Он, как и головной мозг, развился из общей нервной трубки, которая произошла из эктодермального эмбрионального слоя.
Спинномозговая жидкость
Спинномозговая жидкость (СМЖ) – это специальный тип жидкости, в норме прозрачная и водянистая по консистенции. Мы производим около 500 мл спинномозговой жидкости ежедневно. Какую-то часть секретируют клетки мягкой оболочки, но большую часть поставляет сеть капилляров и специализированных эпендимных клеток из сосудистых сплетений, выстилающих желудочки. Желудочки – это полости в мозге. Субарахноидальное пространство заполнено СМЖ.
Мозговая оболочка состоит из твердой (надкостный и менингеальный слои), паутинной и мягкой оболочек.
СМЖ не только защищает мозг от травм, но и поставляет питательные вещества в кору головного мозга и глубокие структуры. ЦНС физически отделена от крови гематоэнцефалическим барьером, поскольку нейронам важен постоянный уровень глюкозы, а в крови ее содержание колеблется. СМЖ следит, чтобы количество компонентов во внеклеточной среде было оптимальным для поддержания мозга.
