Dienstag, 21. Februar 2017

Die Neuroanatomie-Die Nervenzelle (Teil 1)

Die Neuroanatomie ist eine Wissenschaft, die den Aufbau des Nervensystems untersucht. Sie ist ein Teilgebiet der Neurobiologie sowie ein Spezialgebiet der systematischen Anatomie und hat in der Neurophysiologie und in der Neurochemie Schwesterdisziplinen. Eng mit der Neuroanatomie verbunden ist auch die Neuropathologie, die die strukturellen Veränderungen des Nervensystems bei krankhaften Prozessen untersucht.

Die Neuroanatomie beschäftigt sich mit der Größe, Lage, Benennung und Struktur des Nervensystems von Menschen und Tieren. Die Teildisziplin der vergleichenden Neuroanatomie stellt Beziehungen zwischen Gehirn- oder Rückenmarksstrukturen von verschiedenen Tiergruppen auf und kann so Aussagen über die Evolution des Nervensystems machen.

Wenn wir einen Gegenstand berühren, etwas sehen oder den Wind auf unserer Haut spüren, sorgt unser Körper dafür, dass diese Erregung von uns wahrgenommen wird. Von außen kommende Reize müssen also irgendwie 'verpackt' und zum Gehirn geleitet werden. Denn unser Gehirn ist gewissermaßen die Schaltzentrale für sämtliche Prozesse: automatisch ablaufende-, wie z.B. Wahrnehmung (Sehen, Riechen, Hören, Schmecken), aber auch reagierende und eigenständige Prozesse wie gezielte Bewegungen unseres Körpers. 

Die Aufgabe der Übertragung von Reizen übernehmen die in unserem ganzen Körper vorkommenden Nervenzellen (auch als Neuronen bekannt). Allein unser Gehirn besitzt etwa 1.000.000.000.000 (Eine Billion!) Nervenzellen und kann durch Neukombination der Verschaltungen zwischen den Nervenzellen, zumindest theoretisch, nahezu unendlich viele Informationen speichern. 

Eine Nervenzelle oder ein Neuron (von altgriechisch νεῦρον neũron, deutsch ‚Flechse‘, ‚Sehne‘; ‚Nerv‘) ist eine auf Erregungsleitung und Erregungsübertragung spezialisierte Zelle, die als Zelltyp in Gewebetieren und damit in nahezu allen vielzelligen Tieren vorkommt. Die Gesamtheit aller Nervenzellen eines Tieres bildet zusammen mit den Gliazellen das Nervensystem.

Eine typische Säugetier-Nervenzelle hat einen Zellkörper und Zellfortsätze zweierlei Art: die Dendriten und den Neuriten bzw. das Axon. Die verästelten Dendriten nehmen vornehmlich Erregung von anderen Zellen auf. Der von Gliazellen umhüllte Neurit eines Neurons kann über einen Meter lang sein und dient zunächst der Fortleitung einer Erregung dieser Zelle in die Nähe anderer Zellen. Dabei wird eine Spannungsänderung über den Fortsatz weitergeleitet, indem kurzzeitige Ionenströme durch besondere Kanäle in der Zellmembran zugelassen werden.

Die Axonenden stehen über Synapsen, an denen die Erregung selten unmittelbar elektrisch weitergegeben, sondern meist mittels Botenstoffen (Neurotransmittern) chemisch übertragen wird, in Kontakt zu anderen Nervenzellen, Muskelzellen (neuromuskuläre Endplatte) oder zu Drüsenzellen. Einige Nervenzellen können auch Signalstoffe in die Blutbahn abgeben, z. B. modifizierte Neuronen im Nebennierenmark oder im Hypothalamus als Sekretion von Neurohormonen.

Schätzungen nach besteht das menschliche Gehirn aus knapp 100 Milliarden Nervenzellen und etwa ähnlich vielen Gliazellen.
Die Nervenzelle ist die strukturelle und funktionelle Grundeinheit des Nervensystems. Ihre Bezeichnung als Neuron geht auf Heinrich Wilhelm Waldeyer (1881) zurück.

Die Nervenzelle
Doch wie genau sieht so eine Nervenzelle aus und wie funktioniert sie?

Nehmen wir an, wir werden von jemandem an der Hand berührt. Sogenannte Dendriten nehmen diese Körperreize über ein weit verzweigtes Astsystem auf und leiten sie zum Zellkörper (Soma) der Nervenzelle weiter. Auf dem Soma befindet sich der Axonhügel, der in das Axon übergeht. Im Axonhügel summieren sich die von den Dendriten aufgenommen Erregungen auf. Dabei wird die Erregung aber nur weitergeleitet, wenn ein bestimmtes elektrischen Potenzial überschritten wird. Würde jedes auch nur kleinstes elektrisches Potenzial von Außen weitergegeben werden, hätten wir soviele Sinneseindrücke zu verarbeiten, dass wir kaum noch zum Leben fähig wären. Übersteigen die elektrischen Reize ein bestimmtes Schwellepotenzial, kommt es zur Weiterleitung der Erregung über das Axon. Um das Axon herum befinden sich lipidreiche Zellen, die das Axon von der Umgebung elektrisch isolieren. Diese Zellen werden auch als Schwannsche Zellen bezeichnet und bestehen aus dem fettreichen Myelin. 

In regelmäßigen Abschnitten werden die Schwannschen Zellen von den Ranvierschen Schnürringen unterbrochen. Die Erregung die über das Axon fließt, wird durch die unterschiedliche Spannung an den un-isolierten ranvierschen Schnürringen von Schnürring zu Schnürring weitergeleitet. Wirbellose Tiere besitzen weder Schwannsche Zellen noch Schnürringe, sodass die Erregungsleitung bei ihnen fortlaufend abläuft. Der Vorgang der 'springenden' Reizweiterleitung (Saltatorische Erregungsleitung) läuft bei allen Wirbeltieren gleich ab, und ist der kontinuierlichen Erregungsleitung im Hinblick auf Geschwindigkeit deutlich überlegen. 

Am Ende des Axons befinden sich die präsynaptischen Endknöpfen. An dieser Stelle wird der elektrische Reiz in einen chemischen umgewandelt. Bei Erreichen des Reizes am Endknöpfen, schüttet dieses Neurotransmitter in den synaptischen Spalt aus. Die Neurotransmitter docken an die Rezeptoren des nächsten Dendriten (postsynaptische Membran) an und sorgen auf diese Weise für eine Öffnung der Ionenkanäle am Dendriten. Dies führt zu einer Spannungsänderung und damit zu einer Weiterleitung des elektrischen Impulses. Aus der chemischen Reaktion im synaptischen Spalt ist dementsprechend wieder ein elektrischer Impuls am Folgedendriten geworden. Der gesamte Vorgang wiederholt sich nun. 

Übersicht über die Bestandteile der Nervenzelle

 Soma (griech. = Körper): bezeichnet den Körper der Nervenzelle 


 Zellkern: befindet sich im Soma 

 Dendrit: vom Soma ausgehende Auswüchse; über die Dendriten werden Erregungen von anderen Nervenzellen aufgenommen und zum Soma hin weitergeleitet. 

 Axonhügel (griech = Achse): Ausgangspunkt des Axons; Postsynaptische Signale summieren sich am Axonhügel auf und sorgen dann für eine Weiterleitung des Impulses über das Axon 

 Axon: langer Nervenzellfortsatz, der die elektrischen Reize vom Soma zur nächsten Nervenzelle weitergibt 

 Myelinscheide: umgeben das Axon und sorgen für eine elektrische Isolation; die Myelinscheide besteht aus den Schwannschen Zellen (Gliazelle), die von den Ranvierschen Schnürringen unterbrochen werden 

 Ranvierscher Schnürring: zwischen zwei Schwannschen Zellen befindet sich ein Ranvierscher Schnürring; dadurch das diese Stellen nicht isoliert sind, kann das Aktionspotential schneller ablaufen. Der Reiz springt von ranvierschem Schnürring zu ranvierschem Schnürring (Saltatorische Erregungsleitung) 

 synaptisches Endknöpfen: am synaptischen Endknöpfen wird der elektrischen Reiz in eine chemische Reaktion umgewandelt; Neurotransmitter werden in den synaptischen Spalt freigesetzt, von da aus binden sie an Rezeptoren eines postsynaptischen Neurons und übertragen so die Reaktion auf die nächste Nervenzelle

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Literatur:

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