Nervenzelle

Nervenzellen oder Neurone sind Zellen im Körper, die für die Reizaufnahme sowie die Weitergabe und Verarbeitung von Nervenimpulsen (Erregungen) zuständig sind. Der Begriff Neuron wurde von dem Anatomen Heinrich Wilhelm Waldeyer geprägt. Das Zusammenspiel von Neuronen, etwa im menschlichen Gehirn, wird über neuronale Netze modelliert.

Aufbau einer Nervenzelle

Schematischer Aufbau einer myelinisierten Wirbeltier- Nervenzelle.

Dendriten (A) sind feine plasmatische Verästelungen des Zellkörpers, die über Synapsen den Kontakt zu Tausenden anderer Nervenzellen herstellen und von ihnen Erregungen empfangen (Afferenzen einer Nervenzelle)
Als Soma, oder auch Perikaryon (B) bezeichnet man den Zellkörper einer Nervenzelle, den plasmatischen Bereich um den Zellkern (C) ohne Dendriten und Axon.
Die Weiterleitung der Aktionspotentiale an andere Zellen erfolgt über das Axon (Neurit) (D), einem langen, meist unverzweigten Fortsatz der Nervenzellen.
Der Axonhügel am Übergang vom Soma in das Axon erzeugt bei Überschreiten der Depolarisationsschwelle ein elektrisches Aktionspotenzial.
Weitere Aktionspotenziale können erst nach einer Refraktärzeit aufgebaut werden.
Die Aktionspotenziale werden über das Axon (Efferenz einer Nervenzelle) und die Synapse zu anderen Nerven- oder Muskelzellen fortgeleitet.
Das Synapsenendknöpfchen (E) am Ende des Axons enthält kleine Bläschen, die synaptischen Vesikel. Sie enthalten Neurotransmitter, die durch den ca. 30 nm breiten synaptischen Spalt (F) diffundieren und das Signal chemisch auf die Dendriten nachgeschalteter Zellen übertragen.
Über Varikositäten erfolgt die Übertragung der Nervenimpulse auf das Effektororgan im Falle des Peripheren Nervensystems.
Synapsen anderer Nervenzellen (G) verschalten die Zelle zu einem Netzwerk.

Reizverarbeitung und -weiterleitung

Impulsfortleitung an einer myelinisierten Nervenzelle.

Hinweis: Für den folgenden Text ist das Verständnis der Begriffe Aktionspotential und Ruhepotential hilfreich

Die Nervenzelle "empfängt" über die Dendriten Signale von Sinnesorganen und anderen Nervenzellen. An diesen relativ kurzen Auswüchsen der Zelle wird die Information graduiert übertragen. Eine stärkere Reizung eines Dendriten resultiert in einer stärkeren Depolarisierung (Siehe zweiten Graph im Bild rechts). Diese Depolarisierung wird zum Soma weitergeleitet und wird dabei abgeschwächt. Je länger der Weg, desto stärker die Abschwächung. Während der Weiterleitung zum Soma können weitere Synapsen das graduierte Potential beeinflussen, auf diese Art findet ein Großteil der neuronalen Verrechnung statt. Generell gilt: Je näher eine Synapse am Soma ansetzt, desto stärker ist ihr Einfluss auf die Nervenzelle. Wegen der relativ langsamen Übertragungsgeschwindigkeit und der ständigen Abschwächung der Signale muss die Zelle bei der Übertragung ihrer eigenen Signale über lange Strecken auf einen anderen Mechanismus zugreifen.

Die verarbeitete Information wird über das Axon (oder Nervenfaser) weitergeleitet hier wird sie aber mittels der Aktionspotentiale frequenzcodiert. Das heißt, je mehr Aktionspotentiale die Zelle pro Sekunde abfeuert, desto stärker ist der Reiz. Da Aktionspotentiale sich nicht über die Distanz abschwächen eignen sie sich bestens zur Fortleitung von Information über für Zellen sehr große Distanzen (Siehe dritter Graph).

Man unterscheidet myelinisierte und nichtmyelinisierte Nervenfasern. Erstere findet man bei Wirbeltieren und sie ermöglichen die saltatorische Erregungsleitung. Bündel von Tausenden von Nervenfasern nennt man Nerven. Von den Rezeptoren in den Sinnesorganen zum Zentralnervensystem (ZNS) oder Gehirn ziehende Fasern werden afferent genannt, vom Gehirn zu den Effektoren (z.B. Muskeln, Drüsen) laufende Nervenfasern nennt man efferent. Die Erregungsleitung muss nicht unbedingt den ganzen Weg bis zum ZNS nehmen, sondern kann für sehr schnelle Informationsverarbeitung auch über lokale Reflexbögen laufen.

Die Erregungsleitung ist grundsätzlich in beide Richtungen möglich. Bedingt durch die Inaktivierung der Natrium-Kanäle erfolgt die Weiterleitung der Aktionspotenziale bevorzugt in eine Richtung. Aktionspotenziale entstehen am Axonhügel aus dem Generatorpotenzial und pflanzen sich über das Axon in Richtung des synaptischen Endknöpfchens fort. Aber auch eine antidrome Ausbreitung in das Soma und die Dendriten ist möglich, d.h. das Potenzial breitet sich in beide Richtungen des Nervs aus (antidrom = gegenläufig).

Beispiele spezialisierter Nervenzelltypen

Pyramidenzellen im Cortex und Hippocampus
Purkinjezellen im Kleinhirn
Ganglienzellen in der Retina
Motoneuronen im Rückenmark und Muskel
Riechzellen im Epithel der Nasenschleimhaut

Pigmentablagerungen

In den Zellkernen bestimmter Nervenzellen werden im Normalzustand Ablagerungen von Pigment beobachtet. Besonders auffällig ist das Neuromelanin in der Substantia nigra und dem Locus coeruleus, die den Neuronen ihr charakteristisches braun-schwarzes Aussehen verleiht und bereits mit bloßem Auge zu erkennen ist. Der Anteil des gelblichen Lipofuszin nimmt mit dem Alter zu und wird insbesondere im Nucleus dentatus des Kleinhirns und dem unteren Kern der Olive beobachtet. Bei bestimmten dementiellen Erkrankungen, wie dem Morbus Alzheimer werden charakteristische eosinophile Einschlußkörperchen der Nervenzellen beobachtet.

Wirkungen von Giften

Pflanzengift Curare
Botulinumtoxin
Atropin (Tollkirsche)
Nikotin
Muskarin (Pilzgift)
Alkylphosphate (Pflanzengifte, Kampfgase)

Siehe auch

Spiegelneuronen, Glia, Neuronales Netz, Fusiforme Zelle

Weblinks