Wachstumskegel

Als Wachstumskegel (engl. growth cone) wird das spezialisierte Vorderende eines aussprossenden Axons (Fortsatz einer Nervenzelle) bezeichnet, mit dessen Hilfe dies den Weg in sein Zielgebiet sucht. Charakteristisch für den Wachstumskegel sind dünne, fingerförmige Ausstülpungen der Zellmembran (schmale Filopodien, die bis zu 50 µm Länge erreichen können und breitere Lamellipodien) mit denen er beständig seine Umgebung abtastet. Trifft er dabei auf anziehende oder abstoßende Leitsignale, richtet sich das Wachstum des Axons in Richtung und Geschwindigkeit danach aus.

Eine Möglichkeit der Steuerung des Wachstums durch Leitsignale ist die an zu- und abnehmenden Stoffkonzentrationen in der Umgebung ausgerichtete Chemotaxis. Dabei binden Botenstoffe (beispielsweise Netrin, Ephrin oder Semaphorin) an Zellmembranrezeptoren im Bereich des Wachstumskegels. Die dadurch im Zellinneren ausgelösten Signalkaskaden können die Cytoskelettstruktur des Axons und somit seine Ausrichtung beeinflußen.

Ein weiterer Mechanismus ist Kontaktführung durch Substrate, die das weitere Wachstum fördern oder hemmen können. In künstlich geschaffenen Umgebungen wurde untersucht, wie aussprossende Axone bestimmte Makromoleküle in der Umgebung der Zellen als Leitstrukturen bevorzugen oder vermeiden. Die durch Adhäsion vermittelte, wachstumsfördernde Führung ist beispielsweise für Kollagen des Typs IV und Fibronektin belegt. Andere Moleküle bewirken eine Hemmung des axonalen Wachstums. Abhängig von ihren speziellen Eigenschaften (Differenzierungsmuster) können verschiedene Nervenzellen im übrigen auf gleiche Reize hin unterschiedlich reagieren.

Benötigt werden Wachstumskegel bei neugebildeten Neuronen, die noch ohne synaptische Verknüpfung sind, bei sich regenerierenden Verbindungen und bei der Erweiterung der Verknüpfungen (Konnektivität) eines Neurons.

siehe auch: Nervenfaser

Literatur

P.R. Gordon-Weeks: Neuronal Growth Cones. Cambridge University Press, Cambridge 2005. ISBN 0521444918.

Weblinks

Exploratorische Wachstumskegel suchen dem Axon den besten Weg – Seyffert Lehrbuch der Genetik, Kapitel 34.3.4.1 (Gustav Fischer Verlag)
Artikel über die Bedeutung des Wachstumskegels für die axonale Wegfindung (PDF; 753 kB) – von H. Schmidt und F. G. Rathjen aus Zellbiologie aktuell (1/2004)
Neuronale Navigation: Axogenese (PDF; 1,66MB) – Seminarvortrag von der Universität Onsnabrück (2006)