Fragen zur Vorlesung:

• Welche Zellen können im Nervensystem unterschieden werden?

• Aus welchen Teilstrukturen bestehen Neuronen?

• Welche intrazellulären Strukturen sind in Neuronen zu finden und

welche Funktionen erfüllen sie?

• Welche Typen von nicht-Nervenzellen sind im Nervensystem zu

finden und welche Aufgaben haben sie?

Aufbau und Funktionweise der Nervenzelle

- Wiederholung Vorlesung -

Aufbau der Nervenzelle

Ein Neuron (eine Nervenzelle) ist eine Körper-zelle, die sich im Laufe der Evolution auf die Übertragung von Information spezialisiert hat

Jedes Neuron besitzt einen charakteristischen Aufbau

• Zellkörper

• Axon

• Dendrit

Der Zellkörper enthält u.a.:

• Zellkern

• Mitochondrien

• Endoplasmatisches Retikulum

• Golgi Apparat

• Ribosomen

Axone, Dendriten, Synapsen

Das Axon hat zwei Hauptaufgaben:

1. die Weiterleitung von Informationen in Form von Aktionspotentialen

2. den Transport von chemischen Substanzen in beide Richtungen (Ri. Zellkörper und Ri. Axon); Mikrotubuli; Endozytose (Phago- & Pinozytose)

Ad 1)

• Informationen werden an andere Neuronen, Muskelzellen oder Drüsenzellen weitergegeben

• Ort der Informationsübermittlung ist die Synapse. Sie besteht

– aus präsynaptischen Axonterminal (synaptisches Endknöpfchen)

– dem synaptischen Spalt und

– der postsynaptischen Membran

Ad 2)

• Beim axonalen Transport werden drei Formen unterschieden

– der schnelle (10-20mm/Tag) anterograde Transport

– der schnelle retrograde Transport

– der langsame (1mm/Tag) anterograde Transport

Axone, Dendriten, Synapsen

Dendriten sind alle Faserfortsätze eines Neurons, mit Ausnahme des Axons

• dienen dazu, die reizaufnehmende Oberfläche der Nervenzelle zu vergrößern

• Dendriten sind meist von Synapsen übersät

• In den meisten Neuronen haben Dendriten „Dornen“, auf denen jeweils ein präsynaptischees Axonterminal sitzt

Synapsen bilden den funktionellen Kontakt zwischen Zellen

• aus dem präsynaptischen Neuron werden in Vesikel verpackte Neurotransmitter ausgeschüttet

• an der postsynaptischen Membran befinden sich in Bindungsstellen für Neurotransmitter (Rezeptoren)

• Man unterscheidet exitatorische und inhibitorische Synapsen. An exitatorischen Synapsen wird die postsynaptische Nervenzelle erregt, so dass sie im Anschluss Informationen weitergibt. An inhibitorischenSynapsen wird die postsynaptische Nervenzelle gehemmt, der weiter Informationsfluss gehemmt bzw. blockiert

Axone, Dendriten, Synapsen

Dendriten sind alle Faserfortsätze eines Neurons, mit Ausnahme des Axons

• dienen dazu, die reizaufnehmende Oberfläche der Nervenzelle zu vergrößern

• Dendriten sind meist von Synapsen übersät

• In den meisten Neuronen haben Dendriten „Dornen“, auf denen jeweils ein präsynaptischees Axonterminal sitzt

Synapsen bilden den funktionellen Kontakt zwischen Zellen

• aus dem präsynaptischen Neuron werden in Vesikel verpackte Neurotransmitter ausgeschüttet

• an der postsynaptischen Membran befinden sich in Bindungsstellen für Neurotransmitter (Rezeptoren)

• Man unterscheidet exitatorische und inhibitorische Synapsen. An exitatorischen Synapsen wird die postsynaptische Nervenzelle erregt, so dass sie im Anschluss Informationen weitergibt. An inhibitorischenSynapsen wird die postsynaptische Nervenzelle gehemmt, der weiter Informationsfluss gehemmt bzw. blockiert

Organellen

Interessant:

Mitochondriale DNA

Welche Typen von nicht-Nervenzellen sind im Nervensystem zu finden

und welche Aufgaben haben sie?

Gliazellen

• Die Gliazellen bilden das Stütz- und Ernährungsgewebe des Nervensystems

• Es gibt sehr viel mehr Gliazellen als Nervenzellen im Gehirn

• Vielzahl von Funktionen, z.B.

– Reparatur von Nervenschäden

– beteiligen sich vermutlich auch an der Informationsverarbeitung

– sind an der Lenkung des Neuronenwachstums beteiligt

• Man unterscheidet:

– Astrozyten: bilden die Blut-Hirn-Schranke und dienen als Reservoir für neuronal freigesetzte Kaliumionen

– Oligodendrozyten: bilden die Markscheiden der zentralen Nervenzellen (Schwann-Zellen in Peripherie)

– Mikroglia: ImmunfunktionBlut-Hirn-Schranke

Gliazellen: Beteiligung an der Informationsverarbeitung

• Neben dem Netzwerk der Neuronen besteht anscheinend ein zweites Netzwerk, das die Gliazellen unterhalten

• So findet man an der Außenmembranen von Astrocyten Ionenkanäle und Rezeptoren

• „Glia horcht an Nervenzellen“: Registrierung der Informationsverarbeitung zwischen Neuronen

• Astrocyten Können selbst auch NT freisetzen. Wirken nicht nur lokal auf Erregungsübertragung, sondern beeinflussen auch weiter entfernt liegende Neurone

Unterschied zu Neuronen:

• Astrozyten können kein Aktionspotential entwickeln

• Informationsweiterleitung geschieht auf chemischem Weg und elektrische

Kopplung über gap junctions

Beispiel Einstein: In Assoziationszentren der Stirn- und Schläfenregionen fanden sich ungewöhnlich viele Gliazellen (hoher Glia-Neuronen-Index)

Gliazellen: Wichtig für Lernen, Entwicklung und nach Schädigung

• Gliazellen weichen zurück um Kontakt zwischen Neuronen zu ermöglichen � Lernprozesse

• Gliazellen als Wegweiser bei Hirnentwicklung

• „Segen & Fluch“ der Glianarbe:

- Hohlraumfüllung nach Schädigung; Stützfunktion; alle Gliazelltypenbeteiligt

- Physikalische & Neurochemische Barriere für Neuronenwachstum (Stichwort: Bspl. Querschnittslähmung nach RM-Läsion)

� siehe Abb. nächste Seite

- Beteiligung an sekundärer Degeneration (~ 2/3 d. Neur.)

Abb. 2: Nach einer Schädigung kommt es zur vermehrten Teilung von Astrozyten, die den entstandenen Hohlraum mit einer dichten GLIANARBE auszufüllen beginnen (Ramon-Cueto et al., 1998).