Воронежский институт экономики и социального управления
Контрольная работа.
Тема: Функции ГЛИИ
Дисциплина: Физиология ЦНС.
Выполнила: Захарова Дарья
Заочного отделения
II курс
Специальность: Психология.
Проверил: Даниленко В. И.
ВОРОНЕЖ 2004 г.
Содержание работы.
Введение.
1.Физиология глии.
2.О передаче метаболических сигналов в системе нейрон – нейроглия.
3.Возможная роль глиальных клеток в обеспечении нейронов АТФ.
Заключение.
Литература.
Введение.
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. Вирхов писал: "Очень важно знать, что во всех частях нервной системы наряду с истинно нервными элементами существует один вид ткани, которая родственна обширным, распространенным по всему организму тканевым образованиям, известным под названием соединительной ткани. При рассмотрении патологии и физиологии головного и спинного мозга следует в первую очередь разобраться, какая ткань подвергалась воздействию или раздражению: является ли она нервной тканью или это просто интерстициальная ткань. Опыт показывает, что именно в этой ткани головного и спинного мозга чаще всего локализуются патологические изменения, например, жировая дегенерация. Через нейроглию проходят сосуды, которые, таким образом, почти всюду отделены от нервного вещества тонким промежуточным слоем и не находятся в непосредственном контакте с ним" (Вирхов,1859). В течение последующих лет интенсивное изучение нейроглии велось преимущественно нейроанатомами и патоморфологами, которым эта ткань была известна как наиболее распространенный источник опухолей мозга. По-видимому, последнее связано с тем, что клетки нейроглии, в отличие от нейронов, сохраняют способность к делению во взрослом состоянии. Наиболее характерный признак глиальной клетки по сравнению с нейроном — отсутствие аксона.
Нейроглию изучают и исследуют и сейчас, экспериментально находя ее новые свойства. В этой работе дано описание исследования о передаче метаболических сигналов в системе нейрон-нейроглия и освещение вопроса о возможной роли глии в обеспечении нейронов АТФ.
1. Физиология глии.
По морфологическим признакам клетки нейроглии обычно подразделяют на две главные группы: астроциты и олигодендроциты. В группе астроцитов выделяют две подгруппы. Фиброзные астроциты характеризуются тем, что в цитоплазме содержатся филаменты; этот тип астроцитов преобладает среди пучков миелинизированных нервных волокон. Другую группу составляют протоплазматические астроциты, содержащие в цитоплазме меньше фиброзного материала; они распространены в сером веществе вблизи тел нейронов, дендритов и синапсов. Оба типа астроцитов образуют контакты с капиллярами и нейронами. Олигодендроциты находятся преимущественно в белом веществе, где они образуют миелин вокруг крупных аксонов. Шванновские клетки периферических нервов аналогичны олиголендроцитам; они образуют миелин вокруг крупных, быстро проводящих аксонов. Однако 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. Клетки эпендимы, которые выстилают внутреннюю поверхность мозга в желудочках, также относятся к глиальным клеткам. Трудности изучения функции глии обусловлены прежде всего отсутствием метода, который позволяет отделить нейроны от глии, поскольку эти две ткани чрезвычайно сильно переплетены. В течение последних двух десятилетий глиальным клеткам пытались приписать целый ряд функций, например функции обучения и памяти. Основная трудность проверки всех гипотез состоит в отсутствии адекватных физиологических методик. Все гипотезы преимущественно возникли на базе гистологических наблюдений, а гистологические методы, как правило, не могут выявить физиологическое взаимодействие между клетками.
Перечислим основные установленные функции нейроглии. 1.Опорная роль (это главная мысль Р. Вирхова). 2. Изоляция, обособление нейронов. Глиальные клетки могут выполнять роль электрических изоляторов, а также служить пространственным барьером для распространения медиаторов или ионов. Например, установлено, что клетки нейроглии способны поглощать некоторые виды медиаторов. 3. Участие в восстановлении и регенерации нервной ткани. Как уже указывалось, клетки нейроглии способны к делению в течение всей жизни организма. Благодаря этой способности они участвуют в образовании рубцовой ткани. При регенерации нервов последние прорастают по ложу из оставшихся шванновских клеток. При этом регенерация идет не беспорядочно, а только в направлении иннервируемого органа. Это дает основание предполагать существование химического сродства, которое направляет регенерирующий аксон к месту его назначения. 4. Роль глиальных клеток в онтогенетическом развитии нервной системы.
Например, было установлено, что в процессе развития мозга нейроны перемещаются вдоль отростков глиальных клеток.
Тесная связь между нейроглией и нейронами позволяет предполагать, что клетки нейроглии обеспечивают первоначальный каркас для последующего формирования нейрональных структур. 5.Обеспечение нейронов питательными и другими веществами. Эта идея восходит к К. Гольджи (1883). Он писал: "...должен сказать, что термин «нейроглия» лучше подходит для ткани, которая, хотя и является соединительной, поскольку соединяет различные элементы и со своей стороны обеспечивает распределение питательных веществ, в то же время отличается от обычной соединительной ткани по морфологическим и химическим признакам и имеет иное эмбриональное происхождение". Предположение о необходимости присутствия нейроглиальных клеток для синтеза медиаторов, было подтверждено, например, на культуре диссоциированных клеток симпатических ганглиев. В отсутствие клеток - сателлитов нейроны обратимо утрачивали способность к синтезу ацетилхолина.
Физиологические критерии для идентификации глиальиых клеток в мозге млекопитающих. При внутриклеточной регистрации активности нейронов в центральной системе позвоночных и беспозвоночных животных были обнаружены клетки, которые не имели импульсных ответов. Потенциал покоя этих клеток был очень высоким, иногда до —90 мВ, без флуктуации, которые характерны для нейронов как результат фонового возбуждения отдельных синапсов. Попытки возбудить эти клетки внутриклеточными толчками тока также были безрезультатными. Инъекция в них красителей (например, роrcionyellow) и последующий гистологический контроль подтвердили, что это клетки глин. Исследования показали, что смежные глиальные клетки соединены между собой щелевидными контактами. Они напоминают в этом отношении другие ткани, например эпителиальную, железистую и т.д. Можно предположить, что такие плотные связи между отдельными глиальными клетками связаны с взаимодействием этих клеток, например метаболическим взаимодействием. О системах сигнализации отнейронов к глиальным клеткам известно очень мало. Например, при регистрации от глиальных клеток в зрительном нерве Necturus была показана их деполяризация при возбуждении зрительного нерва, однако амплитуда ответа обычно не превышала 4 мВ. Гипотеза, которая объясняет такие ответы, сводится к предположению, что во время возбуждения нейрона (или аксона) в экстраклеточную среду выделяется калий, который и деполяризует глиальную клетку. Роль локального повышения концентрации экстраклеточного калия может быть очень велика. Например, есть данные, что локальное повышение концентрации калия может запустить аномальную активность нейронов. В этих условиях глия может выполнять роль буфера, защищающего нейроны от влияния калия.
2. О передаче метаболических сигналов в системе нейрон – нейроглия.
(Н. Г. Алексидзе Тбилисский гос. Университет, Тбилиси, СССР)
Гипотеза А. И. Ройтбака об участии глиальных клеток в замыкании временных межнейрональных контактов стимулировала исследования по биохимии нейронно – нейроглиальных взаимоотношений В настоящее время всеми признается что нейрон-нейроглия является функциональной единой системой, однако материальная сущность передатчиков сигнала от нейрона на клетки глии и многие вопросы, связанные с его реализацией в метаболические процессы, остаются открытыми.
Было высказано предположение, что биохимический цикл глиального обеспечения функции нейронов осуществляется путем обратной метаболической связи при непосредственном участии в качестве передатчиков сигнала нейромедиаторов, К+, аммиака и др. соединений. Предпосылки для такого заключения имелись как в нейрохимической, так и в физиологической литературе, но требовалось коррелятивное сопоставление физико-химического состоя мембран глии с биохимическими процессами в них в условиях моделирования возбуждающего и тормозного состояния нейрон – нейроглиального комплекса.
Исходя из вышесказанного мы предприняли исследование участия К+, нейромедиаторов и аммиака в передаче метаболических сигналов от нейрона на клетки нейроглии в условиях их целостного состояния, на уровне изолированных единичных нейронов и глиального скопления или же обогащенных нейронами и глиальными клетками фракций.
МЕТОДИКА.
Объектом исследования служили беспородные белые крысы и кролики. Нейроны и глиальные клетки выделяли из срезов головного мозга кроликов методом Хидена, обогащенные нейронами и глиальными клетками фракции — из коры больших полушарий крыс и кроликов по прописи Роуза в модификации. Скорость поглощения кислорода изолированными нейронами в глиальными клетками измеряли методом поплавка в модификации Хидена и Пигона, в опытах с обогащенными фракциями был использован полярографический метод определения дыхания.