Нейротон. Занимательные истории о нервном импульсе

Мозг имеет сложную систему анастомозов между различными артериями, между венозными сосудами и между артериями и венами. Эта система уменьшает пульсацию внутричерепного кровотока, вызванную ритмичными сокращениями сердца и дыхательными движениями грудной клетки. Уменьшение пульсовых колебаний способствует улучшению тканевого кровотока. Из-за наличия артериовенозных анастомозов пульсовые колебания кровотока передаются от артерий головного мозга к венам в обход капилляров. Кроме того, это обеспечивает постоянство кровотока головного мозга при любом положении головы по отношению к туловищу и положению тела в пространстве.

Энергопотребление нервной систем

Основной особенностью обмена веществ в нейроне является высокая скорость обмена и преобладание аэробных процессов. Потребность мозга в кислороде очень велика (в состоянии покоя поглощается около 46 мл/мин кислорода). Хотя вес мозга по отношению к весу тела составляет всего 2%, потребление кислорода мозгом достигает в состоянии покоя у взрослых людей 25% от общего его потребления организмом, а у маленьких детей – 50%.

Мозг устроен намного эффективнее компьютера: для полного моделирования работы мозга необходим суперкомпьютер, потребляющий приблизительно 12 ГВт, в то время как потребляемая мощность самого мозга составляет всего около 20 Вт.

Даже кратковременное нарушение доставки кислорода кровью может вызвать необратимые изменения в деятельности нервных клеток: в спинном мозгу – через 20 – 30 мин., в стволе головного мозга – через 15 – 20 мин., а в коре больших полушарий – уже через 5 – 6 мин.

Энергозатраты мозга составляют 1/6 – 1/8 суточных затрат организма человека. Основным источником энергии для мозговой ткани является глюкоза. Мозг человека требует для обмена около 115 грамм глюкозы в сутки. Содержание её в клетках мозга очень мало, и она постоянно черпается из крови.

Деятельное состояние нейронов сопровождается трофическими процессами – усилением в них синтеза белков. При различных воздействиях, вызывающих возбуждение нервных клеток, в том числе при мышечной тренировке, в их ткани значительно возрастает количество белка и РНК, при тормозных же состояниях и утомлении нейронов содержание этих веществ уменьшается. В процессе восстановления оно возвращается к исходному уровню или превышает его. Часть синтезированного в нейроне белка компенсирует его расходы в теле клетки во время деятельности, а другая часть перемещается вдоль по аксону (со скоростью около 1– 3 мм в сутки) и, вероятно, участвует в биохимических процессах в синапсах.

В отличие, например, от клеток печени, мозг работает только «на кислороде», и аэробный гликолиз – это единственный возможный вариант существования всех без исключения нейронов. В том случае, если в течение 10—12 секунд питание нейронов прекращается, то человек теряет сознание, а после остановки кровообращения, находясь в состоянии клинической смерти, шансы на полное восстановление функции мозга существуют только на протяжении 5—6 минут.

Это время увеличивается при сильном охлаждении организма, но при нормальной температуре тела окончательная гибель мозга происходит через 8—10 минут, поэтому только интенсивная деятельность ГЭБ позволяет нам быть «в форме».

Выделение тепла

Процесс нервного возбуждения сопровождается выделением небольшого количества тепла, доказано: один импульс повышает температуру нервного волокна на четыре миллионных градуса. Сколько нервных импульсов проноситься по нашей нервной системе ежесекундно? У думающего человека голова должна быть горячее чем у не думающего. Ура! Мы изобрели «Дуромер». На самом деле не всё так просто. Дело в том, что все тепло выделенное нейроном при прохождении нервного импульса по прошествии импульса тут же потребляется.

Генетическая память

Имеется много данных о генетически запрограммированных формах поведения. Например, давно известно, что все животные демонстрируют такие локомоторные и поведенческие реакции, которым они не могли обучиться на собственном опыте. Такое поведение, называемое инстинктивным, позволяет предположить, что анатомическая и физиологическая организация, лежащая в основе сложных многих нервных функций, может быть запрограммирована генетически. Такое поведение может видоизменяться под влиянием опыта лишь в незначительной мере.

Вес мозга составляет около 2% массы тела человека, но на нервную систему приходится 50% информации закодированной в ДНК.

О необходимости холестерина

22% сухого веса миелина составляет белок, 78% – липиды, из которых 42% фосфолипидов, 28% цереброзидов, 25% холестерина, остальное сульфатиды.

Так что, за исключением мозга другого о́ргана или ткани с подобным содержанием этой вредной пищевой субстанции просто не существует.

История нейронауки

Мы так часто употребляем слово «нейронауки», что, пожалуй, следует определиться с этим понятием.