Клетки Пуркинье

Первые предположения об образовании клеток

Одной из основ клеточной теории было представление, высказанное Шлейденом и воспринятое Шванном, о свободном образовании клеток из бесструктурного вещества, находящегося внутри клеток (мнение Шлейдена) или вне их в виде специального клеткообразующего вещества, или цитобластемы (мнение Шванна). Эти представления о способе образования клеток мало отличались от взглядов на этот предмет П. Тюрпена (1827), считавшего, что зерна, возникающие на внутренней поверхности клеточной оболочки, превращаются в молодые клетки и что такой процесс клеткообразования может повторяться до бесконечности.

В 1833 т. Моль высказал столь же необоснованный взгляд, что новые клетки «возникают… без органической связи друг с другом и с материнским организмом… из взвешенной в клеточном соке мутной зернистой массы».

Открытие ядра

Клетки Пуркинье
Зародышевый пузырек Пуркине. Из работы Пуркине о развитии куриного яйца (1825)  
   

Клеточное ядро, которое в животных клетках впервые видел Фонтана, было вновь открыто в 1825 г. в ненасиженном курином яйце (Я. Пуркине), а в 1831—1832 гг.—в растительных клетках (Ф. Мирбель). Р. Броун (1833) показал, что ядро является обязательной составной частью всякой клетки. Термин «ядро» и «ядрышко» были введены в употребление учеником Пуркине Г. Валентином; впрочем, о значении этих образований Пуркине и его сотрудники не догадывались

Вскоре клеточное ядро привлекло к себе пристальное внимание Ф. Мейена (1828), М

Шлейдена (1838) и Т. Шванна (1839). Именно Шлейдену принадлежит ошибочная теория новообразования клеток, в которой решающее значение он придавал ядру, называя его поэтому цитобластом (клеткообразователем).

Активность клеток Пуркинье в коре мозжечка

Клетки Пуркинье обеспечивают выход из коры мозжечка. На их дендритах
находится множество возбуждающих синапсов от параллельных волокон
гранулярных клеток
(
рис. 40.10
и
рис. 40.11
). Помимо этого каждая клетка Пуркинье получает обширные возбуждающие
связи от
лиановидного волокна
, отростки которого оплетают их дендритное дерево, образуя многочисленные
синаптические контакты. Сигналы от
моховидных волокон
вызывают в клетках Пуркинье одиночные потенциалы действия (простые
спайки), тогда как ответы этих клеток на сигналы от индивидуального
лиановидного волокна представляют собой ритмические разряды (сложные
спайки) (
рис. 40.12
). Поскольку частота сложных спаек низка, они не увеличивают среднюю
частоту разряда клеток Пуркинье, однако, по-видимому, изменяют их
чувствительность ко входам от моховидных волокон. Такие изменения могут
быть долговременными и, следовательно, должны играть роль в
двигательном научении
.

Клетки Пуркинье получают тормозные сигналы от
корзинчатых клеток
и
звездчатых клеток
(
рис. 40.10
и
рис. 40.11
); в результате в них генерируются тормозные постсинаптические потенциалы
(
рис. 40.12
). Аксоны клеток Пуркинье спускаются через гранулярный слой в
белое вещество
мозжечка (
рис. 40.11
). Большинство этих аксонов оканчиваются в каком-либо из
глубинных ядер мозжечка
. Некоторые клетки Пуркинье в
вестибулоцеребеллуме
проецируются к
латеральному вестибулярному ядру
. Их разряд приводит к торможению активности нейронов
глубинных ядер мозжечка
и
латерального вестибулярного ядра
. В качестве тормозного нейромедиатора из клеток Пуркинье высвобождается

GABA
.

На
рис. 40.13
показаны некоторые нейросети мозжечка, образованные афферентными
волокнами, интернейронами и клетками Пуркинье.
Моховидные волокна
вызывают активацию
клеток-зерен
и клеток Пуркинье, а также, через посредство
корзинчатых
и
звездчатых клеток
, прямое (feedforward) торможение последних (
рис. 40.13
,а).
Лиановидные волокна
создают мощное возбуждение клеток Пуркинье (
рис. 40.13
,в). Входы от моховидных волокон регулируются тормозной обратной связью с

клетками Гольджи
(
рис. 40.13
,в). Сложные взаимодействия происходят между моховидными и лиановидными
волокнами (
рис. 40.13
,д). На первый взгляд может показаться парадоксальным тормозной характер
выхода из коры мозжечка. Однако нужно учесть, что все входящие в него пути
дают коллатерали в глубинные ядра мозжечка. Поэтому не удивительна высокая
активность нейронов этих ядер.
Кора мозжечка
должна модулировать эту активность. Таким образом, реальный выход от
мозжечка осуществляется через проекции от глубинных ядер.

Патологии и сопутствующие заболевания

Поскольку нейроны Пуркинье обнаруживаются как у животных, так и у людей, существует множество факторов, которые могут вызывать специфические и специфические аномалии для каждого вида.

В случае людей существует большое количество причин, которые могут вызвать ухудшение или повреждение нейронов Пуркинье. Генетические изменения, аутоиммунные или нейродегенеративные заболевания и токсичные элементы, присутствующие в определенных веществах, таких как литий, могут вызвать серьезное повреждение клеток этого типа.

Кроме того, при болезни Альцгеймера было описано уменьшение дендритных ветвей этих нейронов.

С другой стороны, в животном мире существует странное состояние, которое вызывает атрофию и сбой этих нейронов после рождения. Это заболевание, известное как абиотрофия мозжечка, отличается большим количеством симптомов, среди которых:

  • Гиперактивность.
  • Отсутствие рефлексов .
  • Отсутствие способности воспринимать пространство и расстояния.
  • Атаксия.
  • Shudder.

В случае гипоплазии мозжечка , Нейроны Пуркинье не закончили развиваться или умирать, когда маленький еще находится в материнской утробе.

История

Впервые, как несложно догадаться, клетки Пуркинье увидел человек по фамилии Пуркинье. Или Пуркине, как любят говорить пуристы. Чех Ян Эвангелиста Пуркинье был потрясающим человеком, учёным-энциклопедистом, переписывался с Гёте, состоял в ордене иллюминатов, открыл сумеречное зрение, стал одним из родоначальников дактилоскопии и создал прототип киноаппарата, несмотря на то, что был старшим современником Пушкина. Он прожил долгую жизнь, и анатомией занимался чуть более двух десятков лет. В 1837 году он описал «ганглиозные тельца» — клетки Пуркинье.

Важно  Алкоголь повышает риск инсульта — как спиртное влияет на мозг до и после приступа

Клетки Пуркинье

Ян Эвангелиста Пуркинье

Самое известное изображение этих ветвистых клеток получил другой великий учёный — нобелевский лауреат 1906 года, Сантьяго Рамон-и-Кахаль. На его знаменитом рисунке, растиражированном во всех учебниках, изображены клетки Пуркинье и более глубокие гранулярные клетки в мозжечке голубя.

Клетки Пуркинье

Клетки Пуркинье (А) и гранулярные клетки (В) мозжечка голубя. Рисунок Сантьяго Рамон-и-Кахаля

История открытия клеток

Шванн — автор клеточной теории

В литературе, посвященной истории клеточной теории, долгое время высказывалось утверждение, время от времени повторяющееся и в настоящее время, что учение о клетках как структурных образованиях, общих для растений и животных, принадлежит в равной мере ботанику М. Шлейдену и зоологу Т. Шванну. Впрочем, еще в конце прошлого века М. Гейденгайн, а позднее Ф. Студничка, и в особенности советский гистолог и историк клеточной теории 3. С. Кацнельсон со всей определенностью показали, что роль Шлейдена и Шванна в создании клеточной теории неравноценна. Истинным основоположником этой теории должен считаться Шванн, использовавший кроме результатов собственных исследований наблюдения Пуркине и его учеников, Шлейдена и ряда других ботаников и зоологов.

Клеточная теория Шванна содержит три главных обобщения — теорию образования клеток, доказательства клеточного строения всех органов и частей организма и распространение этих двух принципов па рост и развитие животных и растений.

Возможность сопоставления растительных и животных клеток и признания полного соответствия (гомологии) между клетками растений и животных была следствием двух положений, из которых исходил Шванл. Он вместе со Шлейденом принимал, во-первых, что клетки являются полыми, пузырьковидными образованиями и, во-вторых, что в обоих царствах природы клетки возникают из бесструктурного неклеточного вещества, находящегося внутри клеток или между ними; последнее Шванн называл цитобластемой. 3. С. Кацнельсон высказал звучащую парадоксально и вместе с тем правильную мысль, что именно эти ошибочные взгляды на природу клеток и способ их возникновения позволили Шванну увидеть их сходство у растений и животных, тогда как более правильный взгляд на животные клетки как образования, состоящие из зернистого вещества и в отличие от растительных клеток, как правило, лишенные оболочек, сложившийся у Пуркине, отвлек его от идеи гомологии клеток у растений и животных.

Клеточную теорию как широкое биологическое обобщение Шванн выразил в следующих словах: «Развитию положения, что для всех органических производных существует общий принцип образования и что таковым является клеткообразование… можно дать название клеточной теории».

Зачем они нужны

Роль клеток Пуркинье в том, как мы двигаемся, очень сложно переоценить. Они получают возбуждающие импульсы от лиановидного волокна и моховидных (мшистых) волокон мозжечка и отправляют тормозные импульсы (мы же помним, что ГАМК – основной «тормоз» головного мозга) в глубокие слои мозжечка – его ядра. Если перевести эту активность на простой язык, то клетки Пуркинье играют важнейшую роль в двигательном обучении, в равновесии и коодинации движений. Убедиться в этом просто, зная два факта: во-первых, у человека клетки Пуркинье вызревают сравнительно поздно, к восьми годам жизни человека, а во-вторых, они очень чувствительны к воздействию алкоголя. И именно поэтому дети и пьяные движутся так неуклюже. Кстати, самые развитые клетки Пуркинье — именно у людей, с детства занимающихся сложнокоординированным движением: акробатикой, гимнастикой, фигурным катанием или танцами.

Клетки Пуркинье

Одиночная клетка Пуркинье

Текст: Алексей Паевский

История открытия и изучения клетки. Клеточная теория

Рекомендуем Вамдистанционный курс «Варианты билетов для подготовки к ЕГЭ по биологии».

О существовании клеток люди узнали после изобретения микроскопа. Самый первый примитивный микроскоп изобрел голландский шлифовальщик стекол З. Янсен (1590 г.), соединив вместе две линзы.

Английский физик и ботаник Р. Гук, рассмотрев срез пробки пробкового дуба обнаружил, что она состоит из ячеек, похожих на соты, которые он назвал клетками (1665 г.). Да, да… это тот самый Гук, именем которого назван известный физический закон.

Рис. «Срез пробкового дерева из книги Роберта Гука, 1635—1703»

Клетки Пуркинье

В 1683 г. нидерландский исследователь А. Ван Левенгук, усовершенствовав микроскоп, наблюдал живые клетки и впервые описал бактерии.

Российский ученый Карл Бэр в 1827 г. обнаружил яйцеклетку млекопитающих. Этим открытием он подтвердил ранее высказанную идею английского врача У. Гарвея о том, что все живые организмы развиваются из яйца.

Ядро было сначала обнаружено в растительных клетках английским биологом Р. Брауном (1833 г.).

Большое значение для понимания роли клетки в живой природе имели труды немецких ученых: ботаника М. Шлейдена и зоолога Т. Шванна. Они первыми сформулировали клеточную теорию, основной пункт которой утверждал, что все организмы, в том числе растительные и животные, состоят из простейших частиц — клеток, а каждая клетка — самостоятельное целое. Однако в организме клетки действуют совместно, формируя гармоничное единство.

Позднее в клеточную теорию добавлялись новые открытия. В 1858 г. немецкий ученый Р. Вирхов обосновал, что все клетки образуются из других клеток путем клеточного деления: «всякая клетка из клетки».

Клеточная теория послужила основой возникновения в XIX в.

Клетки третьего типа

Клетки Пуркинье

Гистологи выделили несколько видов клеток в терминальных отделах проводящей системы сердца. По рассматриваемой здесь классификации, клетки третьего типа буду иметь похожее строение с теми, которые составляют волокна Пуркинье в сердце. Они более объемные, по сравнению с другими водителями ритма, длинные и широкие. Толщина миофибрилл неодинакова на всех участках волокна, но сумма всех сократительных элементов получается больше, чем в обычном кардиомиоците.

Важно  Биоакустическая коррекция головного мозга — действенное лечение без боли и переживаний

Теперь можно сравнить клетки третьего типа с теми, которые составляют волокна Пуркинье. Гистология (препарат, полученный из тканей на верхушке сердца) этих элементов значительно отличается. Ядро имеет практически прямоугольную форму, а сократительные волокна развиты достаточно слабо, имеют много ответвлений и соединяются между собой. Кроме того, они не ориентированы четко по длине клетки и расположены с большими промежутками. Скудное количество органелл, которые расположены вокруг миофибрилл.

Различия в частоте генерируемых импульсов и скорости их проведения, требуют филогенетически разработанного механизма синхронизации процесса сокращения во всех отделах сердца.

Что такое нейроны Пуркинье?

Клетки Пуркинье или нейроны названы в честь анатома, физиолога и ботаника чешского происхождения Яна Евангелиста Пуркине, открывшего эти элементы. Эти крупные клетки обнаружены у всех беспозвоночных животных. , являются типом ГАМКергического нейрона и составляют функциональные единицы мозжечка.

После его открытия было много исследователей, которые пытались расшифровать загадки этого нейрона. Известные ученые Камилло Гольджи и Сантьяго Рамон-и-Кахаль провели годы своей жизни, изучая эти камеры , Благодаря этим исследованиям, мы в настоящее время имеем практически абсолютные знания об анатомии и структуре нейронов Пуркинье, а также о деталях и специфических функциях этих.

Хотя они в основном обнаруживаются в коре мозжечка, образуя слой Пуркинье между молекулярным слоем и зернистым слоем, Их также можно найти в миокарде, то есть в мышечной части сердца .

Общая анатомия проводящей системы

Клетки Пуркинье

Проводящая система сердца условно поделена анатомами на четыре части. К первой части относится синусо-предсердный (синоатриальный) узел. Он представляет собой соединение трех пучков клеток, которые генерируют импульсы с частотой восемьдесят – сто двадцать раз в минуту. Такая скорость сокращений сердца позволяет поддерживать достаточную циркуляцию крови в организме, насыщение ее кислородом и скорость обмена веществ.

Если по каким-то причинам первый водитель ритма не может выполнять свои функции, в дело вступает атриовентрикулярный (предсердно-желудочковый) узел. Он располагается на границе камер сердца в срединной перегородке. Это скопление клеток задает частоту сокращений в интервале от шестидесяти до восьмидесяти ударов и считается водителем ритма второго порядка.

Следующий уровень проводящей системы — это пучок Гиса и волокна Пуркинье. Они располагаются в межжелудочковой перегородке и оплетают верхушку сердца. Это дает возможность быстро распространять электрические импульсы по миокарду желудочков. Скорость генерирования варьируется от сорока до шестидесяти раз в минуту.

§ 10. История открытия клетки. Создание клеточной теории

В цитоплазме протекают почти все процессы клеточного метаболизма. Также цитоплазма содержит запасные питательные вещества и нерастворимые отходы обменных процессов.

Функции цитоплазмы или роль цитоплазмы: 1. Связывают все части клетки в единое целое; 2. В ней протекают химические процессы; 3. Осуществляет транспортировку веществ; 4. Выполняет опорную функцию.

Клетки Пуркинье

К особенностям строения цитоплазмы можно отнести следующее: 1. Бесцветное вязкое вещество; 2. Находится в постоянном движении; 3. Содержит органойды (постоянные структурные компоненты и клеточные включения, и непостоянные структурные клетки); 4. Включения могут находиться в виде капель(жиры) и зёрен(белки и углеводы).

Посмотреть как выглядит цитоплазма можно на примере строения растительной клетки или животной клетки.

Движение цитоплазмы в клетке осуществляется фактически непрерывно. Само движение цитоплазмы осуществляется за счёт цитоскелета, а точнее за счёт изменения формы цитоскелета.

К органойдам цитоплазмы клетки можно отнести все органойды находяциеся в клетке, так как все они расположены внутри цитоплазмы. Все органойды в цитоплазме находятся в подвижном состоянии и могут перемещаться за счёт цитоскелета.

Состав цитоплазмы включает в себя: 1. Вода примерно 80%; 2. Белок около 10%; 3. Липиды около 2%; 4. Органические соли около 1%; 5. Неорганические соли 1%; 6. РНК примерно 0,7%; 7. ДНК примерно 0,4%. Названный состав цитоплазмы справедлив для эукариотических клеток.

Открытию клетки предшествовало изобретение микроскопа в конце XVI века (З. Янсен).

Первым, кто увидел клетки был Р. Гук (1665 г.). С помощью увеличительного прибора он рассматривал срезы тканей живых организмов. На срезе растительной пробки он увидел ячеистую структуру и назвал отдельные ячейки клетками. Гук считал, что сами ячейки — это пустота, а содержимое живого организма заключено в каркасе (клеточной стенке).

Чуть позже А. Левенгук, используя более совершенный микроскоп, увидел именно содержимое клеток, в том числе увидел бактерии.

В 1827 г К. Бэром была обнаружена яйцеклетка, тем самым было доказано предположение, что все живые организмы развиваются из клетки.

Через несколько лет было отрыто содержащееся в клетке ядро (Р. Броун).

Обобщив ранее сделанные открытия, Т. Шванн разработал первый вариант клеточной теории, в которой доказывалось единство клеточного строения растений и животных. Однако в клеточной теории Шванна было одно ошибочное предположение, которое было заимствовано у другого исследователя клеток — М. Шлейдена. Оба ученых считали, что клетки могут образовываться из неклеточных структур и веществ.

В середине XIX века Р.

Определение

Клетки Пуркинье (Purkinje cells) названы в честь чешского ученого, впервые обнаружившего и описавшего их – Яна Пуркинье (Jan Purkyně). Форма клетки напоминает грушу. От нее отходит несколько дендритов, которые в свою очередь выпускают многочисленные ветви с образованием тысяч синапсов. Клетки Пуркинье – это корковый слой мозжечка – отдела, который находится ниже затылочного участка мозга головы.

: управление двигательной координацией, поддержание равновесия. Благодаря этому небольшому участку (10% общего объема) головного мозга человек совершает все движения: играет в футбол, удерживает и подносит ко рту столовые приборы, выводит рукой письменные знаки, печатает на клавиатуре, перемещает глаза, следя за объектами внешнего мира.

Важно  Высокофункциональный аутизм — что мы знаем о гениях аутичного спектра?

Оценить значимость этой мозговой структуры можно, представив с какой тщательностью должны быть синхронизированы движения, чтобы они были точными, слаженными и плавными. Мозжечок корректирует активность скелетных мышц, чтобы в результате добиться целенаправленной точности движения – до миллиметра (в пространственной плоскости), до доли секунды (во временных рамках).

Мозжечок управляет движениями головы, конечностей, тела, глаз, параллельно получая обратные сведения, отправляемые нервными окончаниями периферической . Сопоставляя желаемый и действительный результат, он корректирует моторную деятельность. Все процессы происходят мгновенно и незаметно для человека.

Первые описания клеток

Представление о дискретности организмов животных и растений, т. е. об их построении из отдельностей, называвшихся то «клетками» (Р. Гук), то «мешочками» или «пузырьками» (М. Мальпиги, Н. Грю), то «зернышками» (К. Вольф), долгое время оставалось лишенным конкретного содержания, так как о природе этих образований ничего не было известно. Прошли незамеченными описания Ф. Фонтаны (1781), видевшего и изобразившего в клетках кожи угря ядра и даже ядрышки; Фонтана, разумеется, был далек от понимания смысла и значения своих наблюдений. Даже в начале XIX в. на микроскопическое строение организованных тел были распространены совершение абстрактные воззрения. Например, в «Учебнике натурфилософии» (1809) Л. Окена живые тела описывались как скопления частиц, которые он называл «органическими кристаллами», «слизистыми пузырьками», «органическими точками», «гальваническими пузырьками» и даже «инфузориями».

Изобретение ахроматического микроскопа и постоянное усовершенствование его оптических возможностей позволили подойти к изучению подлинного строения клеток, прежде всего растительных; сначала в них удалось увидеть самое заметное структурное образование — оболочку. О подлинной дискретности тела высших растений стало возможным говорить лишь после того, как в 1812 г. немецкому ботанику Мольденгауэру методом мацерации удалось отделить друг от друга составляющие их клетки.

Открытие клеточного ядра. Шлейден и его теория цитогенеза

В состав жилок листа входят волокна, придающие механическую прочность, и проводящие ткани, элементы которых обеспечивают транспорт растворов. Следовательно, лист (орган растения) образован разными тканями, клетки которых выполняют определённые функции.

5. До 1830-х гг. было распространено мнение о том, что клетки — это «мешочки» с питательным соком, при этом главной частью клетки считалась её оболочка. Чем могло быть обусловлено такое представление о клетках? Какие открытия способствовали изменению представлений о строении и функционировании клеток?

Увеличительная способность микроскопов того времени не позволяла детально изучить внутреннее содержимое клеток, однако их оболочки были хорошо различимы

Поэтому учёные обращали внимание прежде всего на форму клеток и строение их оболочек, а внутреннее содержимое считали «питательным соком»

Изменению сложившихся представлений о строении и функционировании клеток в первую очередь способствовали работы Я. Пуркине (обнаружил ядро в яйцеклетке птиц, ввёл понятие «протоплазма») и Р. Броуна (описал ядро в клетках растений, пришёл к выводу, что оно является обязательной частью растительной клетки).

6. Докажите, что именно клетка является элементарной структурно-функциональной единицей живых организмов.

Клетка является обособленной, наименьшей по размерам структурой, обладающей всеми основными признаками живого: обменом веществ и энергии, саморегуляцией, раздражимостью, способностью расти, развиваться и размножаться, хранить наследственную информацию и передавать её дочерним клеткам при делении. У отдельных компонентов клетки все эти свойства в совокупности не проявляются. Из клеток состоят все живые организмы, вне клетки нет жизни. Поэтому клетка является элементарной структурной и функциональной единицей живых организмов.

7*. Размеры большинства растительных и животных клеток составляют 20—100 мкм, т. е. клетки являются довольно мелкими структурами. Чем обусловлены микроскопические размеры клеток? Объясните, почему растения и животные состоят не из одной (или нескольких) огромных клеток, а из множества мелких.

Для поддержания жизнедеятельности клетка должна постоянно обмениваться веществами с окружающей её средой. Потребности клетки в поступлении питательных веществ, кислорода, в выведении конечных продуктов обмена определяются её объёмом, а интенсивность транспорта веществ зависит от площади поверхности. Таким образом, с увеличением размеров клеток, их потребности растут пропорционально кубу (х3) линейного размера (х), а транспорт веществ «отстаёт», т.к. увеличивается пропорционально квадрату (х2). Как следствие в клетках тормозится скорость протекания процессов жизнедеятельности. Поэтому большинство клеток имеет микроскопические размеры.

Растения и животные состоят из множества мелких клеток, а не из одной (или нескольких) огромных потому что:

● Клеткам «выгодно» иметь мелкие размеры (причина этого освещена в предыдущем абзаце).

● Одной или нескольких клеток было бы недостаточно для выполнения всех специфических функций, лежащих в основе жизнедеятельности таких высокоорганизованных организмов, как растения и животные. Чем выше уровень организации живого организма, тем больше типов клеток входит в его состав и тем сильнее выражена клеточная специализация.

● В многоклеточном организме постоянно происходит обновление клеточного состава – клетки погибают и заменяются другими. Гибель одной (или нескольких) огромных клеток приводила бы к смерти всего организма.

* Задания, отмеченные звёздочкой, предполагают выдвижение учащимися различных гипотез

Поэтому при выставлении отметки учителю следует ориентироваться не только на ответ, приведённый здесь, а принимать во внимание каждую гипотезу, оценивая биологическое мышление учащихся, логику их рассуждений, оригинальность идей и т. д

После этого целесообразно ознакомить учащихся с приведённым ответом.

Дашков М.Л.

Сайт: dashkov.by

Оцените статью
Добавить комментарий