Нервная клетка


Нервная система состоит из клеток. Эти клетки, в отличие от других, имеют длинные щупальца, или отростки. Одни из таких клеток похожи на звездочки с многочисленными ветвистыми лучами, а другие — на треугольники с тремя главными отростками. Отростки в свою очередь распадаются на мелкие веточки. Первые клетки ученые назвали звёздчатыми, вторые — пирамидными. Наряду со звёздчатыми и пирамидными клетками в нервной системе есть много клеток веретенообразной и совсем неправильной формы.

Если внимательно рассматривать их под микроскопом, то можно увидеть, что отходящие от тела нервных клеток отростки бывают двух родов. Одни сравнительно короткие, ветвистые и покрыты многочисленными придатками, или шипиками. За ветвистость их назвали дендритами (от греческого слова «дендрон» — дерево). Дендриты с их шипиками и являются воспринимающим аппаратом нервной клетки. Они воспринимают несущиеся к нервной клетке по многочисленным волокнам импульсы (возбуждения).

Другие отростки нервных клеток длинные, тонкие, гладкие и дают мало ветвей. Их назвали нейритами или аксонами. Некоторые клетки мозга дают такие длинные аксоны, что они могут тянуться на 70—80 см от тела клетки. Если такую клетку увеличить до размеров спичечной коробки, то ее отросток протянется на полкилометра. Каждая нервная клетка имеет только один аксон.

Эти чудесные отростки передают импульсы от нервной клетки к другим клеткам нервной системы или к каким-нибудь органам (мышцам, железам, кровеносным сосудам).

Таким образом, нервная клетка состоит из трех частей: тела, дендритов и аксона.

Клетка со всеми отростками называется нейроном.

Дендриты, аксоны, сами тела клеток очень разнообразны по величине и различны в разных отделах нервной системы. Есть клетки, величина которых всего 5—6 мк, а есть клетки-гиганты — до 100—150 мк. Различную величину имеют и волокна, отходящие от этих клеток.

Как же работают эти разнообразные по форме и величине клетки? Что такое нервный импульс?

 

О ЧЕМ РАССКАЗАЛА ЛАПКА ЛЯГУШКИ

Еще до конца XVIII в. большинство ученых считали нервы полыми трубочками, по которым течет легкая жидкость — «жизненный дух». Теперь мы знаем, что нервы — это пучки отростков нервных клеток и никакой полости внутри у них нет. Они состоят из студенистого вещества с очень сложным химическим составом.

Итальянский ученый XVIII в. Л. Гальвани очень интересовался влиянием электричества на ткани животных и произвел ряд опытов с лапкой лягушки. Сначала ученый показал, что лапка лягушки сокращается под действием грозовых разрядов электричества. Он подвешивал лапку к металлическому крючку и подводил к нему ток от молниеотвода. Всякий раз, когда поблизости была гроза или просто проходили грозовые облака, лапка сокращалась. Следующий опыт Гальвани был еще более интересным. На медных крючках он подвешивал лапки лягушек на железную ограду своего балкона. Лапки покачивались на ветру и время от времени касались железных прутьев балкона. При таких прикосновениях мышцы лапок тотчас же сокращались. Гальвани считал, что мышцы сокращаются под влиянием животного электричества, которое рождается в нервах, а медная и железная проволоки — это только замыкающие цепь проводники.

Вскоре не менее известный ученый А. Вольта повторил опыт Гальвани, но пришел к совершенно другому выводу. Он показал, что соприкосновение меди и железа дает электрический элемент, а лапка лягушки сокращается под влиянием тока, возникающего в этом элементе. Но Гальвани также оказался прав, так как дальнейшие исследования показали, что нервный импульс обязательно сопровождается электрическим разрядом.

 

МОЖНО ЛИ ИЗМЕРИТЬ СКОРОСТЬ НЕРВНОГО ИМПУЛЬСА

Крупнейший немецкий естествоиспытатель Г. Гельмгольц в середине XIX в. нашел очень простой способ измерения скорости нервных процессов. Оказалось, что она не очень велика. Так, по нерву лягушки импульс движется со скоростью 30 м/сек, а по нервам человека — до 120 м/сек. Уже одно это говорило, что нервный импульс не обычный электрический ток, а гораздо более сложный процесс. Нервы — это ведь не металлические провода, а полужидкие тяжи протоплазмы — живого вещества с очень сложным строением. Поэтому и ток должен быть особым — гальваническим. В металлах и других проводниках ток переносят электроны, а в жидкостях — ионы. Значит, и в нерве происходит передвижение ионов. Кроме физического процесса передвижения ионов, в нерве идут и сложные химические превращения веществ. Нерв не пассивный проводник тока, а живая ткань, в которой идет непрерывный обмен веществ.

Английскому ученому Гиллу удалось установить, что при прохождении импульса по нерву в нем на миллионные доли градуса повышается температура. А это значит, что в нерве начинают более интенсивно идти процессы обмена веществ.

Таким образом, электрические явления представляют собой только одно из проявлений нервного процесса.

Но дело не только в этом. Гальванический ток не распространяется на большие расстояния, а нервный импульс распространяется. Что же происходит? Оказывается, когда волна возбуждения проходит по нерву, то в нем образуется подвижный гальванический элемент. А в любом гальваническом элементе (в обычной батарейке карманного фонарика) есть два полюса: положительный и отрицательный. В нерве также есть два полюса: положительный (наружная часть нерва — одевающая его тонкая мембрана) и отрицательный (внутренняя часть нерва). Стоит только внешнему импульсу нарушить проницаемость мембраны, как ток начинает идти от внешней части нерва к внутренней. Этот местный ток нарушает проницаемость соседних участков мембраны, и волна возбуждения направляется дальше. В то же время в начальных участках пути мембрана уже восстановила свою целостность и готова к приему новой волны возбуждения. Значит, в нерве ток идет не сплошным потоком, а отдельными порциями.

Движение импульса по нерву напоминает действие запального шнура. Продвижение пламени по шнуру разогревает последующие его участки и заставляет их вспыхивать; так и в нерве: один участок за другим испытывает электрические и химические превращения.