background image

Physiology of excitable tissues                        lect. 1                          Asst. Prof. Dr. Zahid M. Kadhim 

 

 

Nervous system 

The  human  central  nervous  system  (CNS)  contains  about  (100  billion) 
neurons. It also contains 10–50 times this number of glial cells. The CNS 
is a complex organ; it has been calculated that 40% of the human genes 
participate, at  least to a  degree, in its formation. The neurons are  the 
basic building blocks of the nervous system. 

Cellular elements of central nervous system 

Glial cells (figure 1-1) 

The word glia is Greek for glue. It accounts for 90% of the cells in the 
nervous  system.  Their  main  functions  include  providing  structural 
integrity  to  the  nervous  system  and  chemical  and  anatomical  support 
that permits neurons to carry out their functions. The role of glial cells 
in neural communication, however, may go beyond simple support. For 
example,  the  higher  up  the  organism  is on the  evolutionary  scale,  the 
more glial cells in the brain. Thus humans have more glial cells than any 
other  animal.  Recent  studies  suggest  that  glial  cells  may  also  play 
important roles in intercellular communication. 

Types of glial cells 

There  are  two  major  types  of  glial  cells  in  the  vertebrate  nervous 
system: microglia and macroglia.  

Microglia, the brain immune cells (figure 1-2) 

Microglia  is  scavenger  cells  that  resemble  tissue  macrophages  and 
remove debris resulting from injury, infection, and disease (eg, multiple 
sclerosis,  AIDS-related  dementia,  Parkinson  disease,  and  Alzheimer 
disease).  Microglia  arises  from  macrophages  outside  the  nervous 


background image

Physiology of excitable tissues                        lect. 1                          Asst. Prof. Dr. Zahid M. Kadhim 

 

 

system  and  is  physiologically  and  embryologically  unrelated  to  other 
neural cell types. 

Macroglia 

Consist of 3 types of cells:- oligodendrocytes figure 1-4, Schwann cells 
figure  1-5,  and  astrocytes.  Oligodendrocytes  and  Schwann  cells  are 
involved  in  myelin  formation  around  axons  in  the  CNS  and  peripheral 
nervous system, respectively. 

 Astrocytes (figure 1-3), which are found throughout the brain and it's 
the  most  abundant  of  other  glial  cells,  send  processes  (end  foot)  to 
blood vessels, where they induce capillaries to form the tight junctions 
making up the blood–brain barrier. 

 

 

 

 

Neurons figure 1-6 

The  typical  neuron consists of  3  parts,  cell  body  (soma),  receptor  part 
(dendrite) & affector part (axon). 

 The cell body (soma) figure 1-7, contains the cell nucleus, endoplasmic 
reticulum,  Golgi  apparatus,  and  most  of  the  free  ribosomes. 
Mitochondria  are  located  in  the  cell  body,  but  also  throughout  the 
neuron. The cell body carries out most of the functions such as protein 
synthesis  and  cellular  metabolism.  Although  mature  neurons  retain 
their nuclei, they lose the ability to undergo cell division.  

Clinical correlation: absence of blood brain barrier makes brain susceptible to 
injury by chemicals and toxins present in the blood and this is seen in newborn 
babies with physiological jaundice (elevation of bilirubin) in whom blood brain 
barrier is not yet developed resulting in permanent damage to the brain 


background image

Physiology of excitable tissues                        lect. 1                          Asst. Prof. Dr. Zahid M. Kadhim 

 

 

Dendrites,  several  processes  that  extend  outward  from  the  cell  body 
and  branch  extensively  where  it  receive  action  potential  from 
neighboring neuron through specialized junctions called synapses

Neuron also  has a  long  fibrous  axon  that  originates from  a  somewhat 
thickened area of the cell body, the axon hillock. The axon divides into 
pre-synaptic terminals. 

The  axoplasmic  flow  (figure  1-8)  or  transport  occurs  along 
microtubules  that  run  along  the  length  of  the  axon  and  it’s  of  two 
types:-  orthograde  transport  moves  proteins,  secretory  vesicles…  etc 
from  the  cell  body  toward  the  axon  terminals;  while  retrograde 
transport
 which is in the opposite direction (from the nerve ending to 
the  cell  body).  Synaptic  vesicles  recycle  in  the  membrane,  but  some 
used  vesicles  are  carried  back  to  the  cell  body  and  deposited  in 
lysosomes.  Some  materials  taken  up  at  the  ending  by  endocytosis, 
including  nerve  growth  factor  (NGF)  and  some  viruses  are  also 
transported back to the cell body. 

The  axon  functions  in  the  rapid  transmission  of  information  over 
relatively  long  distances  in  the  form  of  electrical  signals  called  action 
potentials, which are brief, large changes in membrane potential during 
which the inside of the cell becomes  positively charged relative  to the 
outside. 

The  axon  hillock—the  site  where  the  axon  originates  from  the  cell 
body—is  specialized  in  most  neurons  for  the  initiation  of  action 
potentials. Once initiated, action potentials are transmitted to the axon 
terminal.  The  axon  terminal  is  specialized  to  release  neurotransmitter 
on  arrival  of  an  action  potential.  The  released  neurotransmitter 


background image

Physiology of excitable tissues                        lect. 1                          Asst. Prof. Dr. Zahid M. Kadhim 

 

 

molecules carry a signal to a postsynaptic cell, usually to a dendrite or 
the cell body of another neuron or to the cells of an effector organ. 

Structural Classification of Neurons figure 1-8 

Neurons  can  be  classified  structurally  according  to  the  number  of 
processes (axons and dendrites) that project from the cell body into:- 

Bipolar neurons are generally sensory neurons with two projections, an 
axon, and a dendrite, coming off the cell body. Typical bipolar neurons 
function in the senses of olfaction (smell) and vision. 

 Most  sensory  neurons,  however,  are  a  subclass  of  bipolar  neurons 
called  pseudo-uni-polar  neurons.  This  name  arises  because  the  axon 
and dendrite projections appear as a single process that extends in two 
directions from the cell body. 

 Multipolar  neurons,  the  most  common  neurons,  have  multiple 
projections from the cell body; one projection is an axon, all the others 
are dendrites. 

Functional Classification of Neurons 

Three  functional  classes  of  neurons  exist:  efferent  neurons,  afferent 
neurons, and interneurons. 

Efferent neurons transmit information from the central nervous system 
to effector organs & include the motor neurons that extend to skeletal 
muscle and the neurons of the autonomic nervous system 

The function of afferent neurons is to transmit information from either 
sensory  receptors  (which detect  information pertaining  to  the  outside 
environment)  or  visceral  receptors  (which  detect  information 


background image

Physiology of excitable tissues                        lect. 1                          Asst. Prof. Dr. Zahid M. Kadhim 

 

 

pertaining  to  conditions  in  the  interior  of  the  body)  to  the  central 
nervous system for further processing.  

The third functional class of neurons is interneurons, which account for 
99% of all neurons in the body. They are located entirely in the central 
nervous  system.  Interneurons  perform  all  the  functions  of  the  central 
nervous system, including processing sensory

 

information from afferent 

neurons,  creating  and  sending  out  commands  to  effector  organs 
through  efferent  neurons,  and  carrying  out  complex  functions  of  the 
brain such as thought, memory, and emotions. 

Structural Organization of Neurons in the Nervous System 

Neurons are arranged within the nervous system in an orderly fashion, 
with those having similar functions tending to be grouped together. In 
addition,  neurons  are  aligned  in  such  a  way  that  cell  bodies  and 
dendrites of  adjacent  cells tend  to  be  grouped together,  and axons  of 
adjacent  cells  tend  to  be  grouped  together.  In  the  central  nervous 
system,  cell  bodies  of  neurons  are  often  grouped  into  nuclei,  and  the 
axons  travel  together  in  bundles  called  pathways,  tracts,  or 
commissures. In the peripheral nervous system, cell bodies of neurons 
are  clustered  together  in  ganglia,  and  the  axons  travel  together  in 
bundles called nerves. 

 

 

 

 

 


background image

Physiology of excitable tissues                        lect. 1                          Asst. Prof. Dr. Zahid M. Kadhim 

 

 

Figure 1-1 glial cells 

 

Figure 1-2 microglia the brain immune cells 

 

 

 

 

 


background image

Physiology of excitable tissues                        lect. 1                          Asst. Prof. Dr. Zahid M. Kadhim 

 

 

Figure 1-3 astrocyte 

 

 

 

Figure 1-4 oligodendrocyte 

 

 

figure 1-5 Schwann cells 


background image

Physiology of excitable tissues                        lect. 1                          Asst. Prof. Dr. Zahid M. Kadhim 

 

 

 

 

Figure 1-6 neuron 

 

 

 

Figure 1-7 neuron’s cell body (soma) 


background image

Physiology of excitable tissues                        lect. 1                          Asst. Prof. Dr. Zahid M. Kadhim 

 

 

 

Figure 1-8 axoplasmic flow of neurons 

 

Figure 1-9 structural classification of neurons 


background image

Physiology of excitable tissues                        lect. 1                          Asst. Prof. Dr. Zahid M. Kadhim 

 

10 

 

 

Figure 1-10 resting membrane potential 

 

 

 

 

 




رفعت المحاضرة من قبل: علي الشبري
المشاهدات: لقد قام 0 عضواً و 119 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل