АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Развитие нервной системы. Нервные клетки приобретают свои уникальные свойства и образуют четко организованные и удивительно точные синаптические связи во время развития под влиянием

Нервные клетки приобретают свои уникальные свойства и образуют четко организованные и удивительно точные синаптические связи во время развития под влиянием генетических факторов и факторов среды. Такими факторами являются: происхождение клеток; индукционные и трофические взаимодействия между клетками; метки, благодаря которым осуществляются миграция и рост аксонов; специфические маркеры, при помощи которых клетки узнают друг друга, а также постоянная реорганизация связей в зависимости от активности клетки.

Развитие нервной системы позвоночных начинается с формирования нервной пластинки из дорзальной эктодермы. Нервная пластинка затем сворачивается, формируя нервную трубку и нервный гребень. Нейроны и глиальные клетки в ЦНС образуются в результате деления клеток-предшественников вентрикулярной зоны нервной трубки. Постмитотические нейроны мигрируют от вентрикулярной поверхности нервной трубки и образуют серое вещество НС взрослых позвоночных. В пределах каждой из областей в развивающейся нервной системе судьба клеток в значительной степени зависит от их расположения. Недавно появилась возможность установить механизмы развития мозга на молекулярном уровне, что позволило объяснить такие механизмы, как рострокаудальный и дорзовентральный паттерны развития, которые до этого были описаны только феноменологически, без каких либо идей о механизмах. Например, экспрессия серии гомеобоксных генов вдоль рострокаудальной оси способствует дифференцировке сегментов заднего мозга; дорзовентральный паттерн определяется отчасти градиентом протеина, известного как Sonic hedgehog.

Клетки нервного гребня образуют периферическую нервную систему. Фенотип, в который дифференцируются клетки нервного гребня, определяется сигналами, поступающими от соседних клеток. Таким образом, если клетки нервного гребня были пересажены в раннем возрасте, они будут дифференцироваться в соответствии со своим новым расположением.

Для установления синаптических контактов со своими мишенями, нейроны образуют аксоны, имеющие на концах конусы роста, которыми они исследуют окружающее пространство. Было идентифицировано два класса молекул, играющих важную роль в продвижении конусов роста: молекулы клеточной адгезии надсемейства иммуноглобулинов и молекулы адгезии внеклеточного матрикса. Навигация конуса роста контролируется при помощи аттрактантов и репеллентов, действующих на коротких и длинных дистанциях. Хемоаттрактанты управляют ростом аксона либо до конечной, либо до промежуточной цели, например до клетки-ориентира (guidepost cell). Хеморепелленты не допускают вторжения аксонов в определенные «неблагоприятные» зоны. Проекции аксонов во время развития зачастую более сильно развиты, чем таковые у взрослых, у которых осуществляется усечение связей на основе механизмов, связанных с активностью и трофическими факторами.

Функциональные синаптические контакты формируются быстро, однако сначала они не имеют характерной специализации, свойственной синапсам взрослых. Только по прошествии нескольких недель синапсы созревают и приобретают свойства синапсов взрослых.

Характерной чертой развития центральной нервной системы всех позвоночных является первоначальное образование избыточного количества нейронов, часть из которых в дальнейшем погибает. Гибель нейронов регулируется при помощи конкуренции за трофические факторы. Фактор роста нерва является представителем семейства протеинов (нейротрофинов, neurotrophins), которые способны поддерживать активность определенных популяций нейронов

Упорядоченность связей, образованных нервными клетками между собой, а также между ними и другими тканями на периферии является одним из условий для нормального функционирования нервной системы. Для создания такой точной нервной архитектуры во время развития необходимо, чтобы сформировались нейроны определенных типов в необходимом количестве и в строго определенных местах нервной системы, которые затем должны образовать связи со своими уникальными клетками-мишенями. Например, чтобы работал рефлекс растяжения, необходимо, чтобы афферентный сенсорный нейрон типа Ia спинномозгового ганглия послал свой аксон к определенному месту в области мышечного веретена, а другой аксон, идущий в ЦНС, должен образовать синаптический контакт исключительно с тем мотонейроном, который иннервирует мышцу, где находится это мышечное веретено. Другие веточки этого центрального аксона заканчиваются на спинальных интернейронах или уходят в дорзальные столбы для иннервации клеток, расположенных в ядрах спинного мозга. Кроме того, количество сенсорных и моторных нейронов должно находиться в определенном соотношении в зависимости от размеров мышцы и количества мышечных веретен, которые эта мышца содержит.

Большой спектр вопросов возникает при рассмотрении данного примера. Каким образом клетки дифференцируются в нейроны или клетки глии? По каким меткам следует нейрон, мигрируя к своему месторасположению? Какие клеточные механизмы позволяют нейрону направлять свой аксон строго к определенной цели, одной из мириада возможных, чтобы образовать на ней синапс? В поиске ответов на эти вопросы мы вспоминаем, что в нервной системе имеется 1010-1012 нервных клеток, причудливо связанных друг с другом, при этом количество генов, которые могут определять эту структуру, составляет всего 105 или около того. Более того, ЦНС демонстрирует большую гибкость во время критических периодов развития и даже у взрослых, у которых образуются новые синапсы, а старые либо изменяют свои свойства, либо просто исчезают, — и все это как результат изменения активности клеток.

Спектр проблем, относящихся к развитию, образованию синапсов, нервной специфичности и изменению свойств связей, настолько широк, что дать их полный обзор не представляется возможным. Многие аспекты этого уже подробно освещены в других руководствах. В этой главе мы осуществим короткий экскурс в нейроэмбриологию и опишем отдельные экспериментальные подходы к вопросам развития нервной системы. Темы будут освещаться нами в том порядке, как происходит процесс развития НС: начиная с нейроэктодермы и раннего морфогенеза нервной системы, затем мы рассмотрим региональную спецификацию нервной ткани и факторы, которые определяют идентификацию отдельных нейронов и клеток глии, и в конце мы поговорим о механизмах роста аксонов, иннервации ими определенной цели, образовании синапсов, а также о роли факторов роста и конкуренции в окончательном формировании нервной системы.

СПИННОЙ МОЗГ

Спинной мозг (medulla spinalis)_ взрослого человека — это длинный тяж почти цилиндрической формы, несколько уплощен­ный в переднезаднем направлении, который на уровне верхнего края первого шейного позвонка (атланта) переходит в продолго­ватый мозг, а внизу на уровне II поясничного позвонка оканчи­вается мозговым конусом. От последнего отходит терминальная нить (остаток эмбриональной нервной трубки с мозговыми обо­лочками), прикрепляющаяся ко II копчиковому позвонку. Спин­ной мозг расположен в позвоночном канале, повторяя изгибы поз­воночного столба. По ходу спинного мозга имеются два утолщения: шейное (на уровне от III шейного до III грудного позвонка) и пояснично-крестцовое (от X грудного до II поясничного позвонка), пере­ходящее в мозговой конус. В этих зонах число нервных клеток и волокон увеличено в связи с тем, что именно здесь берут начало нервы, иннервирующие конечности. Спинной мозг разделен на две симметричные половины благо­даря наличию передней срединной щели и задней срединной бо­розды. На боковых поверхностях спинного мозга сим­метрично входят задние (афферентные) и выходят передние (эф­ферентные) корешки спинно-мозговых нервов. Линии входа и вы­хода корешков делят каждую половину на три канатика спинного мозга (передний, боковой, задний). Участок спинного мозга, соответствующий каждой паре ко­решков, называется сегментом. Сегменты обозначаются латински­ми буквами С, Th, L, S и Со, указывающими область (шейную — cervicalis — шейный (8), грудную — thoracalis — грудной (12), пояснич­ную — lumbalis — поясничный (5), крестцовую — sacralis — крестцо­вый (5), копчиковую — coccygeus — копчиковый (1)), рядом с буквой ста­вят цифру, обозначающую номер сегмента данной области. В спинном мозге выделяют части: шейную (I — VIII сегменты), нижней границей ее у взрослого человека является седьмой шей­ный позвонок, грудную (I — XII сегменты), нижняя граница у взрос­лого — X или XI грудной позвонок, поясничную (I—V сегменты), нижняя граница на уровне нижнего края XI или верхнего края тела XII грудного позвонка, крестцовую (I—V сегменты), ниж­няя граница на уровне I поясничного позвонка, копчиковую (I—III сегменты) заканчивается на уровне нижнего края I пояс­ничного позвонка. Функции спин мозга – проводниковая и рефлекторная

Оболочки: 1) Твёрдая облекает в форме мешка снаружи спинной мозг. Не прилегает вплотную к стенкам позвоночного канала. Между надкостницей и тв об нах эпибуральное пространств. В нём залегает венозное сплетение и жировая клетчатка. 2) Паутинная оболочка в виде тонкого безсосудистого листка прилегает изнутри к тв мозговой оболочке, отделяясь от неё щелевидным субдуральным пространством, кот заполнено лимфоидной тканью. Между паутинно и сосудистой оболочкой нах подпаутинное пространство, в кот нах спинномозговая жидкость и зубчатая связка. 3) Сосудистая покрыта эндотелием, облекает спин мозг и сод между 2 своими листками сосуды, вместе с кот заходит в его борозды и мозг в-во. Оболочки и пространства между ними сост защитный аппарат спин мозга.

Спинной мозг состоит из серого вещества, расположенного внутри и окружающего его со всех сторон белого вещества. На поперечном разрезе спинного мозга серое вещество выглядит в виде фигуры летящей бабочки, в центре расположен центральный канал, заполненный спинно-мозговой жидкостью и выстланной од­ним слоем глиальных клеток — эпендимоцитов. Обе половины спинного мозга соединены между собой промежуточным централь­ным веществом и белой спайкой. Центральный канал вверху сооб­щается с IV желудочком голов­ного мозга, внизу слепо закан­чивается терминальным (конеч­ным) желудочком. В сером веществе различают передние и задние столбы. На протяжении от I грудного до II— III поясничного сегментов имеют­ся еще боковые столбы. На попе­речном сечении спинного мозга столбы представлены соответству­ющими рогами — передними, зад­ними и в грудном отделе и на уровне двух верхних поясничных сегментов — боковыми рогами. Серое вещество образовано мульти-полярными нейронами, безмиелиновыми и тонкими миелиновыми волокнами и глиоцитами. Клетки, имеющие одинаковое строение и выполняющие сходные функции, образуют ядра серого вещества. Строение различных отделов спин­ного мозга отличается по структу­ре нейронов, нервных волокон и нейроглии. В задних столбах рас­положены чувствительные ядра. В передних столбах залегают очень большие (100—140 мкм в диаметре) корешковые нейроны, образующие двигательные сомати­ческие центры. В боковых столбах залегают группы мелких нейро­нов, образующие центры симпатической части вегетативной нервной системы. Их аксоны проходят через передний рог и совместно с аксонами корешковых нейронов передних столбов формируют передние корешки спинно-мозговых нервов. В спинном мозге по положению отростков различают несколько разновидностей ней­ронов: корешковые, внутренние и канатиковые. Аксоны корешко­вых нейронов входят в состав передних корешков. Отростки внутренних нейронов не выходят за пределы серого вещества спинного мозга и являются в основном вставочными первичными клетками. Аксоны канатиковых нейронов располагаются в белом веществе в виде отдельных пучков волокон, соединяющих между собой различные сегменты спинного мозга или спинной мозг с соответствующими отделами головного мозга, образуя проводя­щие пути. Белое вещество спинного мозга образовано главным образом миелиновыми волокнами, идущими продольно. Пучки нервных во­локон, связывающие различные отделы нервной системы, назы­ваются проводящими путями спинного мозга. В белом веществе, располагающемся в непосредственной близости к серому, в шей­ном отделе между передним и задним рогами, в верхнегрудном — между задним и боковым, залегает серое вещество, образующее ретикулярную формацию.

Дата добавления: 2015-12-16 | Просмотры: 524 | Нарушение авторских прав