Цитоплазма и клеточные органеллы

Любая клетка, в том числе и нервная, является единой системой, состоящей из множества закономерно связанных друг с другом элементов, представляющих собой определенное целостное образование, состоящее из сопряженных функциональных единиц – органелл или органоидов (рис. 7). Все, что находится внутри плазматической мембраны (кроме ядра и органелл) называется цитоплазмой. Это внутренняя среда клетки, отличающаяся высоким содержанием воды, белков, липидов, углеводов и солей. Она обеспечивает основные метаболические процессы в клетке, и ее перемещение называется цитоплазматическим потоком. Поскольку нейроны обладают довольно длинными отростками, объем которых может в десятки и сотни раз превышать объем тела нейрона, типы и формы перемещения в цитоплазме должны соответствовать функциональным требованиям. В зависимости от специализации отростков выделяют дендритный транспорт, аксонный (медленный, обеспечивающий рост, поддерживающий существование аксона и быстрый, который транспортирует компоненты, необходимые для работы синапсов) и ретроградный - направленный от периферии отростков к телу клетки.

Ядро нейрона, как и ядра других клеток, является местом хранения и реализации генетической информации. Вместилищем этой генетической информации являются молекулы ДНК, которые представляет собой чрезвычайно длинные линейные структуры, состоящую из двух взаимозакрученных полимерных цепей. Различные участки молекулы ДНК ответственны за синтез разных белков, одна молекула ДНК может определить синтез большого числа функционально и химически различных белков клетки. Однако синтез белков происходит отнюдь не в ядре, а в цитоплазме, не мелких частицах – рибосомах. Посредником в этом процессе являются молекулы РНК, синтезируемые в ядре, структура которых подобна структуре ДНК. Молекулы РНК переходят сквозь ядерную мембрану в цитоплазму и принимают непосредственное участие в синтезе белков.

Вещество Ниссля. В световой микроскоп в нейронах, окрашенных по методу Ниссля (Франц Ниссль, немецкий невропатолог 19 в.) хорошо видны глыбки некоего клеточного вещества, расположенного в телах и крупных дендритах. Эти глыбки получили название телец Ниссля. В электронный микроскоп видно, что это вещество образовано гранулярной эндоплазматической сетью, содержащей многочисленные свободные и прикрепленные к мембранам сети рибосомы. Как уже было сказано – рибосомы являются местом синтеза белков, которые затем направляются в отростки (аксоны и дендриты) для замещения белков, использованных в метаболизме.

Участок тела нервной клетки, от которого отходит аксон, называемый аксонным холмиком (рис. 7, 1), относительно свободен от гранулярной эндоплазматической сети. Этот участок вместе с начальным безмиелиновым фрагментом аксона формируют инициальный сегмент (рис. 4а) – зону повышенной возбудимости в нервной клетке.

Другие клеточные органеллы в нейронах мало отличаются от органелл клеток ненервной природы. Имеется достаточно большое количество митохондрий, обеспечивающих клетку энергией, которая запасается в виде высокоэнергетических молекул (АТФ) и расходуемых клеткой по мере необходимости. Также развита сеть внутренних мембранных канальцев, свободных от рибосом, которые в зависимости от степени агрегации называются либо гладкой эндоплазматической сетью, либо аппаратом Гольджи (именно в телах нейронов в 1898 году Гольджи выявил аппарат, который назвал собственным именем). Здесь происходит синтез полисахаридов, липидов, идет дозревание белков или нейросекрета. Имеются в нейронах и типичные сетчатые клеточные образования – микротрубочки. Это тонкие опорные структуры белкового происхождения, помогающие нейрону сохранять свою форму и форму своих отростков. Здесь есть и толстые белковые нитчатые структуры - нейрофиламенты. Они принимают участие в транспорте веществ и органелл по отросткам нейронов.