Нервная система - сложнейшая система организма и одна из самых уязвимых. Чтобы понять, каким образом разные заболевания влияют на нервные клетки, почему развиваются те или иные симптомы, необходимо начать с азов - изучить гистологию нервной системы.
Что же такое гистология?
Гистология - это наука о строении органов и тканей на микроскопическом, то есть на клеточном, уровне. Ведь любая система организма состоит из органов, орган - из тканей, а ткани - из миллионов клеток.
Процесс формирования тканей с момента оплодотворения и до рождения ребенка называется гистогенезом, а формирование органов (некоторые из них продолжают свое развитие и после рождения) - органогенезом.
Органы подразделяются на два вида:
- Трубчатые, получившие такое название благодаря своей форме. Ткани в таких органах располагаются слоями, их выделяют три - слизистую оболочку, мышечный слой и серозную оболочку. Это, к примеру, желудочно-кишечный тракт, кровеносные сосуды.
- паренхиматозные - состоят из двух основных частей: паренхимы (часть органа, имеющая специфическую функцию, характерную только для данного образования), стромы (участок, обеспечивающий питание и нормальное функционирование паренхимы).
Классификация нервной системы
Прежде чем перейти к краткой гистологии нервной системы, необходимо выяснить, как же ее классифицируют на макроскопическом (организменном) уровне. В анатомии выделяют два типа нервной системы:
- центральная (ЦНС), к которой относят большой мозг, ствол головного мозга, спинной мозг;
- периферическая (ПНС), включающая нервы, ганглии.
Органы, которые входят в состав нервной системы, относятся к паренхиматозным, где паренхима представлена нервной тканью, а строма - клетками соединительной ткани.
Существует еще одна, функциональная классификация. В зависимости от функций, выполняемых нервной системой в организме, различают такие ее части:
- вегетативная нервная система, которая регулирует работу органов без влияния сознания. Так, например, человек не может силой воли заставить моторику кишечника работать более активно или же регулировать синтез желчи печенью. ВНС делят еще на два подраздела: симпатический, который активируется гормонами стресса (адреналином, кортизоном, норадреналином) и парасимпатический, функцию которого обеспечивает блуждающий нерв, или n.vagus, наиболее активный в ночное время.
- соматическая нервная система, обеспечивающая работу скелетных мышц и регулируемая сознанием человека.
Функции нервной системы
Гистология нервной системы в первую очередь определяет ее функции. Основными из них являются:
- коррекция и поддерживание постоянства внутренней среды организма;
- взаимодействие организма с внешней средой;
- формирование сознательной, умственно деятельности;
- выживание организма за счет создания защитных реакций и механизмов.
Развитие нервной системы
Развитие всех органов и систем организма во внутриутробном периоде носит название эмбриогенеза, а образование и развитие тканей называется гистогенезом.
Гистология развития органов нервной системы берет свое начало из нейроэктодермы, которая в последствии разделяется на две части: нервная трубка, из которой в дальнейшем развивается головной и спинной мозг, и нервный гребень, из которого образуются клетки нервной (нейроциты) и эндокринной систем (кора надпочечников, диффузная эндокринная система), пигментные клетки - меланоциты.
При формировании спинного мозга из просвета посередине нервной трубки образуется канал спинного мозга, в то время как передняя часть нервной трубки образует мозговые пузыри, из которых в дальнейшем сформируются полушария переднего мозга. Таких мозговых пузыря образуется три: передний, средний и задний мозг. На латинском языке они носят названия prosencephalon, mesencephalon и rhombencephalon соответственно. Стоит отметить, что головной мозг формируется более продолжительное время, чем спинной.
На следующем этапе гистологии развития нервной системы prosencephalon (передний мозг) подразделяется на еще две части: конечный и промежуточный. На латыни - telencephalon и diencephalon соответственно. Из промежуточного мозга далее отделяются еще два небольших мозговых пузыря, которые в дальнейшем станут сетчатками двух глаз. То есть сетчатка глаза также является частью нервной системы!
Из заднего мозгового пузыря также образуются еще два, один из которых даст начало мозжечку и мосту (он носит название metencephalon), а из второго образуется продолговатый мозг (этот мозговой пузырь называется myelencephalon).
Лишь средний мозговой пузырь не дает никаких дальнейших ответвлений, из него образуется средний мозг.
Таким образом, все части нервной системы сформированы, на следующих этапах происходит только рост различных частей, изменение их формы с образованием выпуклостей и борозд.
Нервная клетка: гистология
Основной структурной, а также функциональной единицей строения нервной системы является нервная клетка, также именуемая нейроном. Основные элементы нейрона: тело и отростки. Длинный отросток называется аксон, и короткие - дендриты.
Нервные клетки делят на афферентные, то есть те, что передают импульс от периферических структур (кожи, мышц) к центральной нервной системе, эфферентные, которые проводят возбуждение от нервной системы во внутренние органы и скелетные мышцы, а также вставочные, через которые импульс проходит от афферентных к эфферентным нейронам.
В зависимости от количества отростков нервные клетки подразделяют на:
- униполярные - имеют только один отросток;
- биполярные - с двумя отростками;
- псведоуниполярные - один отросток, который через определенный промежуток делится еще на два;
- мультиполярные - имеют более двух отростков.
Хоть нейроны и являются основным элементом гистологии периферической нервной системы (ПНС) и, в равной мере, центральной нервной системы (ЦНС), они не могут существовать без трофики и кровоснабжения. Поддерживает жизнедеятельность нейронов нейроглия, которая хаотично окружает нервные клетки.
Нервное волокно: строение
На данном изображении представлен препарат нерва, в гистологи их часто используют для более подробного изучения тканей.
Существует два вида нервных волокон: миелиновые и безмиелиновые. Миелин - оболочка, покрывающая нерв и обеспечивающая более быструю передачу импульса от органов к нервной системе и наоборот. Поэтому миелиновые волокна обеспечивают более быструю передачу нервного импульса, чем нервы, лишенные данной оболочки.
Для изучения гистологии строения нерва необходимо понимать, что миелин покрывает нерв не сплошным футляром, а существуют участки, где эта нервная оболочка отсутствует. Такие участки носят название перехватов Ранвье (препарат представлен на изображении ниже). Именно благодаря наличию этих участков, импульс проходит не медленно перемещаясь по волокну, а скачкообразно, от перехвата к перехвату.
Кроме того, сам нерв, который является паренхимой, покрывает строма - оболочки. К ним относятся:
- эндоневрий;
- периневрий, содержащий микроскопические промежутки - периневральные влагалища, которые играют роль в циркуляции ликвора;
- эпиневрий;
- параневрий.
Типы нервных центров
Нервный центр - это комплекс нервных клеток, находящихся приблизительно в одном участке нервной системы и выполняющие одну общую функцию. Выделяют следующие типы нервных центров органов нервной системы (по гистологии):
- ядерного типа - нервные клетки расположены хаотично, без определенного порядка (ядра головного и спинного мозга);
- экранного типа - нервные клетки расположены упорядоченно, послойно, напоминая экраны, от чего и произошло название (кора полушарий переднего мозга, мозжечка).
Гистология и типы нервных центров органов нервной системы определяют основные процессы, происходящие в данных центрах: конвергенция и дивергенция.
Конвергенция - сужение и уменьшения количества путей проведения от множества клеток на периферии до меньшего их количества.
Дивергенция - противоположность конвергенции, когда связи с одного нейрона распространяются на множество других нервных клеток.
Эти два процесса всегда находятся во взаимодействии и равновесии, обеспечивая связь нервной системы со всем организмом посредством нервных центров.
Дуги рефлексов: строение
Рассматривая гистологию нервной системы, необходимо также рассмотреть такое понятие, как рефлекторная дуга. Она представляет собой последовательность нервных клеток, обеспечивающих проведение импульса от чувствительного рецептора до окончания в рабочем органе. Рефлекторные дуги соматической и вегетативной нервной системы имеют некоторые отличия.
Соматическая дуга состоит из следующих отделов:
- I нейрон - чувствительный, его короткий отросток (дендрит) заканчивается на периферии рецептором, а длинный вырост - аксон проходит через задние рога спинного мозга в передние рога, где связывается со следующим нейроном;
- II нейрон - двигательный, он своим длинным отростком проходит до скелетных мышц, образуя нервно-мышечный синапс.
Такая рефлекторная дуга носит название двухнейронной. А вегетативная дуга состоит как минимум из трех нервных клеток, то есть является трехнейронной. она включает в себя следующие элементы:
- I нейрон - также чувствительный, его дендрит отходит на периферию, заканчиваясь рецептором, а аксон, проходя через задние рога, образует соединение (синапс) в боковых рогах со вторым нейроном.
- II нейрон - преганглионарный, его тело и дендриты расположены в боковых рогах, а аксоны идут через передние рога к нервным ганглиям (симпатическим или парасимпатическим), там они переключаются на третий нейрон;
- III нейрон - постганглионарный, тело и дендриты которого лежат в нервном ганглии, а аксон тянется к органу, который иннервируется данным нервом.
Нервные сплетения
Выше уже описывалась часть гистологии вегетативной нервной системы, а именно, рефлекторные дуги. Однако, основная часть нейронов ВНС находится не в дугах, а в нервных сплетениях. Нервные сплетения разделяются на интрамуральные (расположенные в стенках внутренних органов) и межмышечные, которые находятся между волокнами скелетных мышц. Кровоснабжение нервные сплетения получают за счет собственной сети мелких сосудов - капилляров, однако они лишь окружают капсулу сплетения, не проникая в саму нервную клетку. Капсула сплетения представляет собой несколько слоев соединительнотканных волокон, разграниченных между собой плоскими клетками.
Центральная нервная система: головной мозг
Прежде чем разобрать гистологию периферической нервной системы, стоит изучить строение ЦНС. Ведь нервы и ганглии, которые входят в состав ПНС, непрерывно получают импульсы от органов ЦНС.
Макроскопически головной мозг складывается из:
- ствола, включающего продолговатый мозг (medulla), средний мозг, мост (pons), который также называют варолиевым мостом. Иногда в состав ствола включают мозжечок (cerebellum) и промежуточный мозг.
- передний, или большой, мозг, в состав которого входят два полушария.
Сейчас мы рассмотрим микроскопическое строение, то есть гистологию центральной нервной системы. Как и в любом паренхиматозном органе, в головном мозге есть две основные части: паренхима, характеризующаяся наличием серого и белого вещества, и строма, включающая оболочки.
Серое вещество состоит из тел нервных клеток - нейронов. Из него образуется кора головного мозга, как больших полушарий, так и мозжечка. Но серое вещество есть не только в коре, но и внутри головного мозга, образуя там подкорковые ядра.
Белое вещество состоит из отростков нейронов - аксонов и дендритов. Они образуют проводящие пути, которые как соединяют разные отдела головного мозга между собой, так и проходят от головного мозга к нижележащим отделам: спинному мозгу и периферической нервной системе.
Но головной мозг не полностью состоит из нервной ткани, существуют также свободные от нервных клеток полости - желудочки. Два боковых расположены в полушариях головного мозга, третий находится в промежуточном мозге и, наконец, четвертый - на задней стенке продолговатого мозга, между ним и мозжечком. Выстланы эти полости клетками - эпендимоглиоцитами. Все желудочки связаны между собой, ведь в них происходит перемещение спинномозговой жидкости - ликвора.
Различают три оболочки головного мозга, которые выполняют защитную функцию, а именно, предотвращают его травмирование о твердые костные структуры черепа:
- твердая, которая находится ближе всего к черепу;
- паутинная, расположенная посередине;
- мягкая, плотно прилегающая к веществу головного мозга.
Как уже было отмечено выше, нервная система - очень уязвима, а головной мозг - наиболее проблемная часть. Именно поэтому существует гематоэнефалический барьер - образование, защищающее высшие нервные центры от действия токсинов и других вредных веществ, циркулирующих в крови.
Кора мозга является центром высшей нервной деятельности. Именно благодаря наличию коры мы можем говорить, читать, писать, даже мыслить! Осуществляя такие сложные функции, кора имеет довольно непростое строение. Она состоит из шести основных слоев:
- молекулярный;
- наружный зернистый;
- пирамидный;
- внутренний зернистый;
- ганглиозный;
- полиморфный.
Все эти слои находятся не изолированно друг о друга, а постоянно взаимодействуют между собой и нижележащими нервными центрами. Они принимают участие в проведении нервного импульса, как в пределах коры, так и вне ее. При этом каждый слой выполняет свою определенную функцию. Так, первый слой участвует в распространении импульса по самой коре, а нервные клетки, которые отводят импульс в другие структуры нервной системы, расположены в третьем и пятом слоях коры.
Центральная нервная система: спинной мозг
На данном изображении представлен препарат нервной системы по гистологии, а именно, спинного мозга.
По аналогии с головным мозгом, паренхима спинного также представлена серым веществом, а строма - белым. Однако, есть и отличия. Глядя на поперечный срез головного мозга, серое вещество будет расположено по периферии, а белое - по центру. Если же рассмотреть препарат спинного мозга, мы увидим серое вещество в центре, напоминающее по форме бабочку, и белое вещество, окружающее серое по периферии. Тела нервных клеток, группируясь, собираются в сером веществе в ядра спинного мозга.
При изучении гистологии нервной системы, а конкретно строения спинного мозга, необходимо запомнить, что серое вещество образовывает специфические выступы - рога. Всего их три:
- передние, которые содержат двигательные (моторные) ядра;
- боковые, со своими вегетативными ядрами;
- задние, включающие в себя чувствительные (сенсорные) ядра.
Аналогом желудочков в головном мозге является спинномозговой канал, который проходит посередине спинного мозга. Он также выстлан эпендимоглиоцитами, и его основной функцией также является циркуляция ликвора.
В белом веществе проходят канатики спинного мозга, которые обеспечивают связь периферических структур (органов, мышц) с высшими нервными центрами.
Аналогично гематоэнцефалическому барьеру, защищающему головной мозг, в спинном имеется наружная пограничная глиальная мембрана, которая состоит из отростков нервных клеток - эпендимоглиоцитов и астроцитов.
Строма спинного мозга, точно, как и головного, состоит из оболочек: твердой, паутинной и мягкой.
Периферическая нервная система
Какова же гистология и гистопатология периферической нервной системы? ПНС состоит из нескольких частей:
- Нервы, или нервные стволы. Главная функция - трансформация и передача нервного импульса от периферии к центру и в обратном направлении. Кроме того, нервы принимают участие в циркуляции спинномозговой жидкости. Выделяют 12 пар черепномозговых нервов, и 31 - спинномозговых. Строение данных нервов принципиально ничем не отличается от общего их устройства, описанного в соответствующем разделе, как и гистология третичного нерва - одного из черепномозговых нервов, благодаря которому мы можем пережевывать пищу, плакать, испытывать болезненные ощущения на лице. Таким образом, данный нерв является смешанным (чувствительным и двигательным) и подразделяется на три ветки, расположенных на лице: nervus ophtalmicus, nervus maxillaris и nervus mandibularis. На латыни третичный нерв носит название nervus trigeminus.
- Ганглии, или нервные узлы. Представляют собой группу тел нейронов за пределами ЦНС. Строма нервных ганглиев образована капсулой из соединительной ткани с проходящими в ней сосудами. Паренхима имеет в своем составе нервные клетки (нейроны) и окружающие их олигодендроциты. Выделяют ганглии чувствительные и вегетативные, или смешанные (симпатические и парасимпатические). Также они могут быть афферентные, принимающие импульс с периферии, ассоциативные, выполняющие функцию передачи импульсов между участками одного отдела нервной системы, и эфферентные, передающие возбуждение к клеткам мышц и внутренних органов.
Да, нервная система действительно является самой сложной и многогранной в организме. И частная гистология нервной системы может показаться непонятной вначале. В статье изложены лишь основные моменты строения данного отдела, однако, после тщательного их разбора дальнейшее изучение хоть и самой сложной, но самой интересной системы организма будет даваться вам намного проще!
