Нервные волокна являются структурными единицами нервной системы, по которым передаются нервные импульсы. Они бывают двух основных типов: миелиновые и безмиелиновые, различающиеся по строению и скорости проведения импульса.
I. Миелиновое нервное волокно:
Строение:
- Аксон: Центральная часть нервного волокна, представляющая собой длинный отросток нервной клетки (нейрона), по которому передается нервный импульс.
- Миелиновая оболочка: Многослойная липидная оболочка, окружающая аксон. Она образована шванновскими клетками (в периферической нервной системе) или олигодендроцитами (в центральной нервной системе). Эти клетки многократно оборачиваются вокруг аксона, формируя плотный изолирующий слой.
- Шванновские клетки (или олигодендроциты): Клетки, образующие миелиновую оболочку. Каждая шванновская клетка формирует один сегмент миелиновой оболочки, а каждый олигодендроцит может формировать несколько сегментов на разных аксонах.
- Перехваты Ранвье: Участки аксона, лишенные миелиновой оболочки. Они расположены между соседними шванновскими клетками (или олигодендроцитами) на расстоянии около 1-2 мм друг от друга.
- Нейролемма (шванновская оболочка): Тонкий слой цитоплазмы шванновских клеток, расположенный поверх миелиновой оболочки.
Функция:
Основная функция миелиновой оболочки – обеспечение быстрой и эффективной передачи нервного импульса. Миелиновая оболочка действует как изолятор, предотвращая утечку ионов через мембрану аксона. Благодаря этому, нервный импульс (потенциал действия) “перескакивает” от одного перехвата Ранвье к другому, что значительно увеличивает скорость проведения импульса. Этот способ проведения импульса называется сальтаторным (прыгающим) проведением.
Преимущества миелиновых волокон:
- Высокая скорость проведения импульса: Сальтаторное проведение импульса значительно ускоряет передачу информации по нервным волокнам (до 120 м/с).
- Экономия энергии: Меньшее количество ионов перемещается через мембрану аксона, что снижает затраты энергии на поддержание потенциала покоя.
- Надежность передачи импульса: Миелиновая оболочка защищает аксон от повреждений и обеспечивает стабильность передачи импульса.
II. Безмиелиновое нервное волокно:
Строение:
- Аксон: Центральная часть нервного волокна, аналогичная аксону в миелиновом волокне.
- Шванновские клетки (или глиальные клетки): Аксон окружен шванновскими клетками (в периферической нервной системе) или глиальными клетками (в центральной нервной системе), но они не формируют плотную миелиновую оболочку. Вместо этого, шванновские клетки просто окружают аксон, образуя тонкий слой цитоплазмы.
- Отсутствие перехватов Ранвье: В безмиелиновых волокнах отсутствуют участки, лишенные оболочки (аналоги перехватов Ранвье в миелиновых волокнах).
Функция:
В безмиелиновых волокнах нервный импульс распространяется непрерывно по всей поверхности аксона. Деполяризация и реполяризация мембраны аксона происходят последовательно на каждом участке мембраны.
Недостатки безмиелиновых волокон:
- Низкая скорость проведения импульса: Непрерывное проведение импульса значительно медленнее, чем сальтаторное проведение в миелиновых волокнах (обычно от 0,5 до 10 м/с).
- Большие затраты энергии: Для поддержания непрерывного проведения импульса требуется больше энергии.
- Меньшая надежность передачи импульса: Аксон более уязвим к повреждениям.
Сравнение миелиновых и безмиелиновых нервных волокон:
Функциональное значение:
- Миелиновые волокна: Обеспечивают быструю передачу информации, необходимую для координации движений, сенсорного восприятия и других процессов, требующих быстрой реакции. Они преобладают в соматической нервной системе и некоторых отделах вегетативной нервной системы.
- Безмиелиновые волокна: Обеспечивают передачу информации, не требующую высокой скорости, например, передачу болевых сигналов, регуляцию работы внутренних органов и желез. Они преобладают в вегетативной нервной системе.
Понимание строения и функционирования миелиновых и безмиелиновых нервных волокон является важным для понимания работы нервной системы и механизмов возникновения различных неврологических заболеваний.