Перехвати Ранв’є

Від | 23.02.2025
0 Коментарів

Перехвати Ранв’є (або вузли Ранв’є, фр. nœuds de Ranvier) — це спеціалізовані проміжки на мієлінізованих аксонах нервових волокон, де мієлінова оболонка переривається, залишаючи оголеною невелику ділянку аксональної мембрани. Вони названі на честь французького анатома Луї-Антуана Ранв’є, який описав їх у 1878 році. Ці структури відіграють ключову роль у швидкій передачі нервових імпульсів завдяки сальтаторній (стрибкоподібній) провідності. Розглянемо їх докладно.

Анатомія

  • Розташування: Перехвати Ранв’є присутні вздовж мієлінізованих аксонів як у центральній нервовій системі (ЦНС), так і в периферичній нервовій системі (ПНС).
  • Розмір: Довжина перехвату становить приблизно 1–2 мкм.
  • Відстань між перехватами: Зазвичай 0,2–2 мм, залежно від товщини аксона (чим товщий аксон, тим більша відстань).
  • Межі: У ПНС перехвати формуються між сусідніми клітинами Шванна, у ЦНС — між сегментами мієліну, утвореними олігодендроцитами.

Структура

1. Оголена мембрана аксона:

  • У перехваті відсутній мієлін, що робить цю ділянку доступною для іонного обміну.
  • Мембрана збагачена іонними каналами.

2. Іонні канали:

  • Натрієві канали (Na⁺): Висока концентрація потенціал-залежних Na⁺-каналів (до 1000–2000 на мкм² проти 10–100 у мієлінізованих ділянках).
  • Калієві канали (K⁺): Присутні в меншій кількості, допомагають реполяризації.
  • Ці канали відповідають за генерацію та поширення потенціалу дії.

3. Паранормальна зона:

  • Ділянки біля перехватів, де мієлін закінчується, укріплені контактами між гліальними клітинами й аксоном (у ПНС — відростками клітин Шванна).

4. Цитоскелет:

  • У перехваті аксон підтримується актиновими та мікротрубочковими структурами, а також білками (наприклад, анкірин G), які фіксують іонні канали.

Механізм дії (сальтаторна провідність)

Перехвати Ранв’є забезпечують швидке поширення нервового імпульсу:

1. Потенціал дії:

  • У перехваті Na⁺-канали відкриваються при деполяризації, дозволяючи натрію входити в аксон.
  • Це викликає локальний потенціал дії.

2. Стрибок імпульсу:

  • Між перехватами (інтернодальні ділянки) мієлін ізолює аксон, запобігаючи розсіюванню струму.
  • Електричний сигнал “стрибає” від одного перехвату до наступного через пасивне поширення (електротонічне).

3. Реполяризація:

  • K⁺-канали відкриваються, випускаючи калій, що повертає мембрану до спокійного стану.

4. Переваги:

  • Швидкість: До 100 м/с (проти 1 м/с у немієлінізованих аксонах).
  • Енергоефективність: Менше іонів переміщується, зменшуючи роботу Na⁺/K⁺-насоса.

Функції

  1. Прискорення сигналу: Основна роль — забезпечення швидкої передачі імпульсів у товстих аксонах (наприклад, моторних нейронах).
  2. Синхронізація: Допомагають координувати сигнали в складних нейронних мережах.
  3. Підтримка аксона: У ПНС клітини Шванна в перехватах беруть участь у трофічній підтримці.

Особливості

  • Щільність каналів: Перехвати — єдині місця на мієлінізованому аксоні, де потенціал дії активно генерується.
  • Розмір і частота: У більших аксонах перехвати рідші, але ширші, що оптимізує провідність.
  • Різниця між ЦНС і ПНС:
  • У ПНС перехвати чітко окреслені клітинами Шванна.
  • У ЦНС вони менш структуровані через олігодендроцити.

Патології

Порушення перехватів Ранв’є впливають на нервову провідність:

  • Демієлінізуючі захворювання:
  • Розсіяний склероз (ЦНС): Руйнування мієліну оголює перехвати, сповільнюючи або блокуючи сигнали.
  • Синдром Гієна-Барре (ПНС): Аутоімунна атака на мієлін і перехвати.
  • Нейропатії: Пошкодження перехватів (наприклад, токсинами) може спричинити оніміння, слабкість.
  • Генетичні порушення: Мутації в білках перехватів (наприклад, Na⁺-каналах) пов’язані з епілепсією чи нейропатичним болем.

Цікаві факти

  • Перехвати Ранв’є вперше побачили під мікроскопом завдяки їхній чіткій структурі в ПНС.
  • У головоногих молюсків (наприклад, кальмарів) швидка провідність досягається без мієліну за рахунок товстих аксонів, але ссавці обрали перехвати як еволюційну перевагу.
  • Товщина мієліну й відстань між перехватами адаптовані до конкретних функцій нерва (наприклад, швидші в моторних волокнах).

Перехвати Ранв’є — це “станції” на нервових “магістралях”, які дозволяють сигналам рухатися швидко й ефективно.

Переглядів: 24