Дендрит — це один із двох основних типів відростків нейрона (поряд з аксоном), який відіграє ключову роль у сприйнятті та обробці сигналів у нервовій системі. Дендрити є основними “вхідними” структурами нейрона, що приймають імпульси від інших нейронів або рецепторів і передають їх до тільця нейрона (соми). Давайте розглянемо їхню будову, функції, типи, особливості та значення детально.
Будова дендрита
1. Загальні характеристики
- Форма: Короткі, сильно розгалужені відростки, що відходять від тільця нейрона. Їхня структура нагадує дерево (звідси назва: від грецького dendron — “дерево”).
- Довжина: Зазвичай від кількох мікрометрів до кількох сотень мікрометрів, значно коротші за аксон.
- Кількість: Залежить від типу нейрона — від одного (біполярні нейрони) до сотень чи тисяч (мультиполярні нейрони, наприклад, пірамідні клітини кори мозку).
- Поверхня: Часто вкрита дендритними шипиками — маленькими виступами, що збільшують площу для синаптичних контактів.
2. Структурні компоненти
- Плазматична мембрана:
- Містить численні рецептори для нейротрансмітерів (іонні канали, G-білок-залежні рецептори), які реагують на хімічні сигнали.
- Має іонні канали (Na⁺, K⁺, Ca²⁺) для генерації локальних потенціалів.
- Цитоплазма:
- Мітохондрії: Забезпечують енергію для синаптичної активності.
- Мікротрубочки і мікрофіламенти: Формують цитоскелет, підтримують форму і беруть участь у транспорті речовин.
- Рибосоми: Присутні в проксимальних частинах дендритів, дозволяють локальний синтез білків (наприклад, для синаптичних рецепторів).
- Гладка ендоплазматична сітка: Регулює кальцієвий обмін.
- Дендритні шипики:
- Маленькі вирости (0,5–2 мкм), що слугують основними точками синаптичних контактів.
- Містять актин (для зміни форми), рецептори і постсинаптичну щільність (зону з білками для передачі сигналу).
3. Мієлінізація
- Дендрити зазвичай не вкриті мієліном, на відміну від багатьох аксонів, що робить їх провідність повільнішою і локальною.
Типи дендритів
Дендрити розрізняють за структурою і функцією залежно від типу нейрона:
1. Число дендритів:
- Один дендрит: У біполярних нейронів (сітківка ока, слухова система).
- Багато дендритів: У мультиполярних нейронів (кора мозку, спинний мозок).
2. Розгалуженість:
- Прості: Мало розгалужень (у вставних нейронах).
- Складні: Дуже розгалужені, з дендритними деревами (у пірамідних нейронах кори чи клітинах Пуркіньє мозочка).
3. Функціональні особливості:
- Чутливі: Сприймають сигнали від рецепторів (у аферентних нейронах).
- Інтегративні: Обробляють численні сигнали (у проміжних нейронах).
Функції дендритів
Дендрити є основним “приймачем” сигналів у нейроні і виконують такі функції:
1. Сприйняття сигналів:
- Приймають хімічні сигнали (нейротрансмітери) через синапси від аксонів інших нейронів або рецепторів.
- Генерують локальні постсинаптичні потенціали (збуджувальні чи гальмівні).
2. Інтеграція інформації:
- Об’єднують численні вхідні сигнали (сумують збуджувальні та гальмівні потенціали).
- Якщо сумарний потенціал досягає порогу в аксонному горбику, нейрон генерує потенціал дії.
3. Пластичність:
- Змінюють форму і кількість шипиків у відповідь на активність (основа навчання і пам’яті).
- Локально синтезують білки для адаптації синапсів.
4. Транспорт:
- Переносять речовини (білки, везикули) від тільця нейрона до периферії дендритів і назад.
Механізм роботи дендритів
1. Синаптична передача:
- Нейротрансмітери (наприклад, глутамат) зв’язуються з рецепторами на дендритних шипиках.
- Відкриваються іонні канали, змінюючи мембранний потенціал (деполяризація чи гіперполяризація).
2. Локальні потенціали:
- Поширюються пасивно вздовж дендрита до тільця нейрона, затухаючи з відстанню.
- У деяких випадках (наприклад, у дендритах із кальцієвими каналами) можуть виникати активні потенціали.
3. Інтеграція:
- Просторова сумація: Об’єднання сигналів від різних синапсів.
- Часова сумація: Об’єднання сигналів, що надходять із невеликим інтервалом.
Особливості дендритів
- Пластичність: Дендритні шипики можуть з’являтися, зникати чи змінювати форму залежно від активності (синаптична пластичність).
- Чутливість: Мають високу концентрацію рецепторів, що робить їх головною мішенню для нейротрансмітерів.
- Відсутність мієліну: Провідність повільна, але це компенсується короткою довжиною і розгалуженістю.
- Залежність від тільця: Дендрити не функціонують без синтетичної підтримки соми.
Розташування дендритів
- Дендрити відходять від тільця нейрона і розташовані:
- У сірій речовині головного і спинного мозку (кора, ядра).
- У гангліях периферичної нервової системи.
- Поблизу рецепторів у чутливих нейронах (наприклад, шкіра, сітківка).
Значення дендритів
1. Сприйняття і обробка:
- Без дендритів нейрон не міг би отримувати інформацію від інших клітин чи середовища.
2. Навчання і пам’ять:
- Зміни в дендритних шипиках (збільшення чи зменшення синапсів) є основою синаптичної пластичності.
3. Патологія:
- Дегенерація: Втрата шипиків при хворобі Альцгеймера чи травмах.
- Гіперактивність: Надмірна збудливість при епілепсії.
- Токсичність: Пошкодження дендритів нейротоксинами (алкоголь, важкі метали).
Цікаві факти
- Один нейрон кори мозку може мати до 10 000 дендритних шипиків, отримуючи сигнали від тисяч інших нейронів.
- Дендрити клітин Пуркіньє мозочка утворюють найскладніші “деревоподібні” структури в нервовій системі (до 200 000 синапсів на нейрон).
- У новонароджених дендритна мережа активно розвивається, досягаючи піку в перші роки життя.
- Зміна одного шипика може впливати на силу синаптичного зв’язку, що лежить в основі пам’яті.
Дендрити — це “антени” нейрона, які дозволяють нервовій системі сприймати і обробляти величезний потік інформації. Їхня розгалуженість і пластичність роблять їх критичними для функціонування мозку.