Nervenzellen (Neurone)

Ein Neuron (Nervenzelle) ist die strukturelle und funktionelle Einheit unseres Nervensystems. Millarden solcher Neurone bilden über unzählige Zwischenzellenverbindungen ein funktionelles Mosaik, welches die Wahrnehmung und Deutung von Empfindungen (sensorische Reize), Speicherung von Erfahrungen (Gedächtnis) und Reaktionen (Verhalten) ermöglichen.

Das Nervensystem wird in ein zentrales Nervensystem (ZNS, willkürliches, bewusstes oder somatisches Nervensystem) und ein vegetatives Nervensystem (VNS, autonomes, unwillkürliches Nervensystem) unterteilt. Zum ZNS gehören alle anatomischen Strukturen, welche von unseren Hirnhäuten umgeben sind.

Dabei steuert das ZNS bewusste, gezielte Prozesse wie zum Beispiel über die Skelettmuskulatur aktive Bewegungen. Das VNS übernimmt die Steuerung von unbewussten (autonomen) Aktivitäten wie z.B. dem Verdauungssystem oder dem Blutdruck uvm..

Das ZNS und das VNS bilden zusammen zwei Systeme zur Steuerung des menschlichen Körpers. Dazu kommt das endokrine System (Hormonsystem), welches ein weiteres Instrument zur Informationsleitung und Ansteuerung bildet und vom autonomen Nervensystem kontrolliert wird, bzw. zu diesem gezählt wird.

Alle diese Systeme haben als Ziel, Informationen weiter zu leiten. Sie sorgen dafür, dass Gewebe und Organe untereinander kommunizieren können!

Der Unterschied liegt darin, dass das Nervensystem (NS) über die Neurone die Signale elektrisch weiterleiten. Dies ist relativ schnell und kann gut Ein- und Ausgeschaltet werden.

Beim hormonellen System ist es eine chemische Weiterleitung von Signalen über die Blutbahn, welche im Gegensatz zum NS eher langsam und nicht so gut bzw. schnell Ein- und Ausgeschaltet werden kann.

Aufbau Nervenzelle

Nervenzellen können also Reize (z.B. Schmerzen) bilden, übertragen und, sehr wichtig und interessant, im Zellverband modifizieren!

Ein Neuron besteht aus einem Zellkörper (Soma), welcher sehr viele Ausstülpungen der Nervenmembran besitzt. Diese Ausstülpungen bilden einerseits die sog. Dendriten (davon gibt es sehr, sehr viele, ähnlich wie Äste an einem Baum), welche (afferente) Signale von anderen (Nerven-) Zellen aufnehmen. Andererseits gibt es ein Axon (welches teilweise kollaterale bilden kann). Dies ist eine relativ lange Leitung von einigen Millimetern bis hin zu 1,5 Meter (NB: Bei Giraffen oder grossen Säugetieren können diese natürlich eine noch grössere Länge besitzen!). Über das Axon wird das elektrische Signal zum Endkopf, der sog. Synapse, der Nervenzelle weitergeleitet. Die Synapsen stellen die Kontaktstellen mit anderen Zellen dar und übertragen das Signal auf Dendriten der nächsten Nervenzelle, an Skelettmuskel-Zellen, Drüsenzellen oder an Organe, wo dadurch eine Aktion ausgelöst wird.

Nervenzellen Complete neuron cell diagram de, als gemeinfrei gekennzeichnet, Details auf Wikimedia Commons

Nervenzellen sind (zusammen mit den Leberzellen) die metabolisch aktivsten Zellen des Körpers. Auch ist das Neuron eine sehr flexible Einheit und ist – speziell im Bereich der Dendriten – zu vielfältigen Wachstum- und Umwandlungsvorgängen fähig. Es ist trainierbar!

Das Axon wird von Bindegewebszellen (sog.Gliazellen: Schwannzellen in der Peripherie oder Astrozyten und Oligodendrozyten im ZNS) umgeben. Diese geben dem Axon Struktur und Halt und bilden eine mehr oder weniger dicke Isolationsschicht (Myellinschicht oder Myellinscheide), welche die Leitungsgesschwindigkeit beeinflusst und die elektrische Signalübertragung erst ermöglicht. Zusammen mit dem Axon bildet diese Hülle die Nervenfaser.

Durch diese Isolationsschicht besteht das ZNS eigentlich zu 90% aus Bindegewebe und nur zu 10% durch die tatsächlichen Nervenzellen!

John A Beal, PhD Dep’t. of Cellular Biology & Anatomy, Louisiana State University Health Sciences Center Shreveport, Human brain frontal (coronal) section description 2, CC BY 2.5

Die weisse Farbe kommt vom Myellin, durch die Anhäufung von myellinisierten Axonen; die graue Farbe sind die nicht myellinisierten Axone oder die Nervenzell-Körper! Deshalb ist die Hirnrinde grau, dort liegen besonders viele Zellkörper bekanntlich. Und im innern des Rückenmark ist deshalb eine graue Schmetterlingsform ersichtlich (wo die Zellkörper liegen), welche von einer weissen Substanz (den Leitungsbahnen, also Axone) umschlossen wird.

Rückenmark Querschnitt User:Polarlys, Medulla spinalis – Querschnitt – German and Latin, CC BY-SA 3.0

Motorische Neurone (afferente Signale): eine Bewegung

Einfach gesagt liegen die Zellkörper im Hirn (1. motorisches Neuron) und im Rückenmark (2. motorisches Neuron). Um eine Bewegung auszuführen, kommt das Signal also vom Hirn über absteigende Bahnen zum Rückenmark, wo es (im sog. Vorderhorn) auf ein weiteres Motoneuron umgeschaltet wird und von dort direkt an die Skelettmuskulatur weitergeleitet wird.

Um eine willkürliche Bewegung auszuführen braucht es also 2 Nervenzellen, wobei das Signal einmal umgeschaltet wird.

Sensorische Neurone (efferente Signale): Eine Empfindung

Sensorische Empfindungen werden von freien Nervenendigungen oder Rezeptoren via dem Axon zu dem Hinterhorn des Rückenmark geleitet. Der Zellkörper dieses 1. Sensiblen Neuron liegt jedoch ausserhalb des Rückenmarks, nämlich in den sog. Spinalganglien, welche durch diese gebildet werden. Im Rückenmark kommt es zu einer ersten Verschaltung über Interneurone auf ein weiteres (zweites sensibles) Neuron, welches über aufsteigende Bahnen in Richtung Hirn aufsteigt. Vor dem Gross-Hirn liegt der Thalamus (sog. Zwischenhirn), wo eine weitere Verschaltung auf ein 3. sensibles Neuron durchgeführt wird.

Sensorische Signale werden als mindestens über 3 Neurone zum Hirn geleitet, wobei diese zweimal weiter geschaltet werden müssen. Dadurch können efferente Signale auch mehr und vielfältiger moduliert, also verändert und verteilt werden.

Wie wir in einem späteren Blog noch sehen werden gibt uns das einige therapeutische Möglichkeiten!

Krankheiten, Probleme und Therapiemöglichkeiten werden ebenfalls in einem zukünftigen Blog besprochen. Bleib dran.

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Titelbild-Nachweis

Mikroskopische Aufnahme der Großhirnrinde einer Maus.Wei-Chung Allen Lee, Hayden Huang, Guoping Feng, Joshua R. Sanes, Emery N. Brown, Peter T. So, Elly Nedivi PLoSBiol4.e126.Fig6fNeuron, CC BY 2.5