Функции глии
Клетки глии впервые были описаны в 1846 г. Р. Вирховым, который и дал им это название, подразумевая под ним вещество, склеивающее нервную ткань. Он отметил многие свойства глиальной ткани, которые позднее легли в основу ряда гипотез:
Основными функциями глиальных клеток являются: опорная, защитная, трофическая (питательная), регуляции ионного состава межклеточных пространств головного мозга и формирования мшлиновых оболочек аксонов [13.32]. Для выполнения определенных функций существует несколько групп глиальных клеток: микроглия, астроциты, олигодепдроциты.
Микроглия. Микроглиальные клетки являются фагоцитами и играют значительную роль в иммунитете ЦНС. Они могут фагоцитировать (пожирать) болезнетворные микроорганизмы, попавшие в нервную ткань, поврежденные или погибшие нейроны или ненужные клеточные структуры.
Астроциты. Эго клетки звездчатой формы. На поверхности астро- цитов имеются образования мембраны, которые увеличивают пло
щадь поверхности. Часто астроциты располагаются между нервными клетками и кровеносными сосудами мозга (рис. 5.10).
Рис, 5,10. Схема транспорта веществ из кровеносного русла к нейрону через астроцит
Функции астроцитов различны:
- соадание пространственной сети, опоры для нейронов. Своего рода «клеточного скелета»;
- изоляция нервных волокон и нервных окончаний как друг от друга, так и от других клеточных элементов. Скапливаясь на поверхности ЦНС и на границах серого и белого вещества, астроциты изолируют отделы друг от друга;
- участие в формировании гематоэнцефалического барьера (барьера между кровью и тканью мозга), обеспечивая поступление питательных веществ из крови к нейронам;
- участие в регенерационных процессах в ЦНС;
- участие в метаболизме нервной ткани, поддерживая активность нейронов и синапсов.
Олигодендроциты. Их основные функции:
- трофическая (участие в обмене веществ нейронов с окружающей тканью);
- изолируются (образование миелиновой оболочки вокруг нервов, что необходимо для лучшего проведения сигналов).
Вариантом олигодендроцитов в периферической нервной системе являются шванновские клетки. Но глиальные клетки мозга и периферических нервов имеют разное происхождение в эмбриогенезе. Первые образуются из клеток-предшественниц, выстилающих мозговые желудочки, тогда как шванновские клетки формируются из нервного гребня.
Существует два основных варианта шванновских клеток.
В первом случае одна глиальная клетка многократно обматывается вокруг осевого цилиндра аксона, формируя так называемое «мякотное» волокно. Такие волокна называются «миелинизирован- ными» из-за миелина — жироподобного вещества, образующего мембрану шванновской клетки. Так как миелин имеет белый цвет, то скопления аксонов, покрытых миелином, образуют «белое вещество» мозга. Между отдельными глиальными клетками, покрывающими аксон, имеются узкие промежутки — перехваты Ранвье, по имени ученого, их открывшего. Так как электрические импульсы движутся по миели- низированному волокну скачкообразно от одного перехвата к другому, такие волокна обладают очень высокой скоростью проведения нервных импульсов [13,14,32].
Во втором варианте в одну шванновскую клетку погружается сразу несколько осевых цилиндров, образуя нервное волокно кабельного типа. Такое нервное волокно будет иметь серый цвет, и оно характерно для вегетативной нервной системы, обслуживающей внутренние органы. Скорость, проведения сигналов в нем на 1-2 порядка ниже, чем в миелинизированном волокне.
Таким образом, нейроглия выполняет следующие функции:
- формирование «скелета» для нейронов;
- обеспечение защиты нейронов (механическая и фагоцитирующая);
- обеспечение питания нейронов;
- участие в образовании миелиновой оболочки;
- участие в регенерации (восстановлешш) элементов цервпой ткани.
Смежные глиальные клетки соединены между собой щелевидными
контактами. Возможно, щелевидные контакты глиальных клеток связаны с их метаболическим взаимодействием.
В глиальных клетках тоже иногда встречаются потенциал-зависи- мые ионные каналы, однако обычно они не способны к генерарации ПД Тем не менее, их роль в электорогенезе весьма велика: мембраны глиальных клеток высокопроницаемы для К*. Благодаря такому свойству глиальные клетки могут снижать локально высокую концентрацию иона К+, которая создается в узких межклеточных промежутках, когда этот1 ион выходит из нейронов при длительном и активном возбуждении. В дальнейшем ион К' выделяется из глии во внеклеточное
пространство и вновь захватывается нейронами. Если бы этот механизм не функционировал, то во внеклеточной среде возрастала бы концентрация ионов К*. Как следствие, его диффузия из клетки была бы затруднена, что приводило бы к деполяризации нейронов, а это нарушало бы такие функции, как генерация нервного импульса и выделение медиаторов в синапсах.
Другой важной функцией глиальных клеток является инактивация медиатора глиальными клетками. Глиальные клетки обладают способностью инактивировать медиаторы, используя ферментативные системы мембран и цитоплазмы. Для разных групп медиаторов используются разные механизмы. Так, например, ацетилхолин разрушается глией без предварительного его захвата. В настоящее время дискутируется еще одна функция глии. Речь идет о глиальных клетках как источнике АТФ для нейронов.
Задания и вопросы для проверки усвоения знаний
- Выберите правильный вариант ответа.
- По функциям выделяют нейроны:
а) чувствительные;
б) грушевидные;
в) монополярные;
г) пирамидные.
- В синапсе отсутствует:
а) пресинаптическая мембрана;
б) постсинаптическая мембрана;
в) везикулы с медиатором;
г) ядро.
- ВПСП характеризуется:
а) гиперполяризацией:
б) деполяризацией;
в) отсутствием изменения трансмембранного потенциала.
4 Квантом медиатора называется:
а) одна молекула медиатора;
б) количество медиатора, содержащегося в одной везикуле;
в) количество медиатора, вызывающего один ПД;
г) количество медиатора, вызывающего один ВПСП.
5. Наибольшей скоростью проведения мереного импульса обладают волокна:
а) Аб;
б) Ав;
в) В;
г) С
II. Выполните следующие задания и ответьте иа вопросы.
- Перечислите классификации нейронов.
- Опишите механизм синаптической передачи.
- Каков механизм пресинаптического торможения?
- Какова физиологическая роль аксонального транспорта?
- Какова физиологическая роль макроглии?
Список тем для подготовки реферативных докладов
- Физиология шипикового аппарата.
- Модуляторы синаптической передачи.
- Биофизические механизмы аксонального транспорта.
- Медиаторы нервной системы.
- Роль глии в метаболизме нервной ткани.
Источник: Щербатых Ю. В., Туровский Я. А., «Физиология центральной нервной системы для психологов» 2007