Das Neuron

Giant microbes

In der Welt der Giant microbes ist ein Neuron ein weisses Gebilde, plüschig und weich, das einen mit grossen fragenden Glubschaugen anschaut. Zum Kuscheln eben und durch die Augen mit ein bisschen Persönlichkeit.

In der Wirklichkeit ist ein Neuron, oder auf deutsch eine Nervenzelle, eine spezialisierte Zelle, die wir alle vor allem aus dem Gehirn kennen.

Sie besteht aus einem Zellkörper der sich an einem Ende zu einem langen Fortsatz dem Axon erstreckt. Vom Zellkörper selber gehen kürzere feinere Fortsätze weg, die sogenannten Dendriten. Über diese nimmt eine Nervenzelle die Information auf, die in Form eines elektrische Potentials von einer vorangeschalteten Nervenzelle kommt. An den Spitzen dieser Dendriten liegen die Synapsen. Dies sind Nervenendigungen die ganz nahe an Jenen Endigungen der Vorangeschalteten Zelle liegen. Zwischen ihnen ist eine kleine Kluft, der Synaptische Spalt (mehr dazu in diesem Artikel).

Skizze UliBB

Wie kann eine Information denn von einer Zelle zur Nächsten weitergeleitet werden wenn sie nicht einmal direkt verbunden sind? Mit Hilfe von Neurotransmittern!

Einfach formuliert kommt eine Information in Form eines elektrischen Potentials am Ende einer Nervenzelle an und bewirkt an dieser sogenannten Präsynapse, dass Neurotransmitter in den Synaptischen Spalt ausgeschüttet werden.

An der gegenüberliegenden Nervenzelle ist die Postsynapse, die Rezeptoren trägt, an welche diese Neurotransmitter binden. Sie führen dazu, dass das Membranpotential verändert wird, sprich eine Ladung wird im Inneren der Zelle aufgebaut. Ist diese hoch genug und überschreitet einen kritischen Schwellenwert, entsteht somit in der Empfängernervenzelle ein Aktionspotential.

Und dann gehts los! In der Empfängerzelle ist nun eine Ladungentstanden, die an der äusseren Membran weitergeleitet wird. Sie wandert bis ins Axon, das die Ladung über weite Distanzen transportieren kann. Die längsten Axon laufen dabei vom Rückenmark bis hin zum kleinen Zeh. Bei Walen können einzelne Axone bis zu 20 Meter lang sein. Damit diese Impulse schnell laufen können und die Reaktionszeiten damit so kurz wie möglich sind, sind die meisten Axone von einem weitern Zelltyp umhüllt. Diese Myelinzellen, die im Zentralen Nervensystem Oligodendrozyten darstellen und im peripheren Nervensystem Schwannzellen, lagern sich um die Axone.

Myelinisierung, Quelle: UliBB

Bei Oligodendrozyten kann eine solche Zellen gleich mehrere benachbarte Axone umschliessen, während Schwannzellen sich immer nur komplett um ein Axon wickeln. So wie in der neben stehenden Abbildung sieht das dann im Querschnitt aus. In der Mitte ist das Axon zu sehen das von einer dunklen Myelinschicht umgeben ist, manchmal mehr manchmal weniger. Bei Axonen deren Erregungsleitung besonders schnell gehen soll, ist die Myelinisierung um so stärker. In der Mitte des Bildes sind Axone die praktisch keine Isolierung tragen, sie sind dann vergleichsweise langsam beim Weiterleiten des Impulses.

Man kann sich das Ganze so vorstellen, dass innerhalb der Zellmembran eine negative Ladung besteht, aussen aber eine positive. Wenn ein solches Aktionspotential generiert wird, wird an dieser Stelle durch die Veränderung von Calcium, Natrium und Kalium dieses Ladungsverhältnis umgedreht. Diese Ladungsverschiebung wandert dann an der Membran entlang (Erregunsleitung) und verändert direkt nebendran die Ladung usw. Wenn es schneller gehen soll, kann diese Ladungsveränderung mit Hilfe der Isolierung durch die Gliazellen springen. Daher nennt man sie auch saltatorische Erregungsleitung, denn die Ladung springt von einem Ort an dem keine Isolierung ist zum Nächsten der nicht isoliert ist.

Skizze UliBB

Denn an Stellen, an denen die Myelinzelle eng um das Axon gewickelt ist, kann keine Ladungsveränderung stattfinden. Würde es diese saltatorische Erreungsleitung nicht geben, könnten wir niemals so schnell die Hand vor dem Feuer zurückziehen oder sonstige reflexartige Bewegungen tätigen. Sämtliche Gedankenprozesse wären so langsam, dass die Welt sich nicht in der Selben Geschwindigkeit für uns bewegen würde. Ja wir würden uns kaum so bewegen können wie wir es tun, denn bis die Information `jetzt laufen bitte´bei den Muskelt angekommen ist, wäre eine halbe Ewigkeit vergangen.

Ist die Erregung nun auf die eine oder andere Art am Ende des Axons angekommen, trifft sie dort wieder auf eine Postsynapse, an der Neurotransmitter in den Synaptischen Spalt ausgeschüttet werden, um somit die nächste nachgeschaltete Nervenzelle zu aktivieren.

Und so weiter und so fort…

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