Das Nervensystem ist ein komplexes Netzwerk, das die Grundlage für Steuerung, Kommunikation und Regulation im Körper bildet. Es besteht aus spezialisierten Zellen, den Neuronen (Nervenzellen), und Gliazellen, die die Neuronen unterstützen, ernähren, schützen und isolieren. Die Nervenzelle Aufbau und Funktion bildet die Grundlage unseres Nervensystems. Eine Nervenzelle besteht aus mehreren wichtigen Komponenten: dem Zellkörper (Soma), den Dendriten, dem Axon und den Synapsen.
Aufbau und Funktion der Nervenzelle
Die Nervenzelle, auch Neuron genannt, ist die grundlegende Baueinheit des Nervensystems. Ihre Hauptaufgabe besteht darin, Informationen in Form von elektrischen und chemischen Signalen zu empfangen, zu verarbeiten und weiterzuleiten. Der Nervenzelle Aufbau besteht aus mehreren wichtigen Komponenten: Dem Zellkörper (Soma) mit dem Zellkern, den Dendriten zur Reizaufnahme und dem Axon zur Reizweiterleitung. Am Axonhügel…
Soma (Zellkörper)
Der Zellkörper, auch Soma genannt, ist das zentrale Element der Nervenzelle. Im Soma befinden sich der Zellkern und die meisten Zellorganellen, die für den Stoffwechsel und die Aufrechterhaltung der Zelle notwendig sind. Definition: Neurotransmitter sind chemische Botenstoffe, die im Soma synthetisiert und in Vesikeln transportiert werden. Die Wirkung der Neurotransmitter wird durch spezielle Rezeptoren an der postsynaptischen Membran vermittelt. Dabei führen Natrium- und Calciumionen meist zu einer Depolarisation (EPSP), während Kalium- und Chloridionen eine Hyperpolarisation (IPSP) bewirken.
Dendriten
Dendriten sind kurze, baumartige Fortsätze, die vom Soma ausgehen. Ihre Hauptfunktion besteht darin, Signale von anderen Nervenzellen zu empfangen und zum Soma weiterzuleiten.
Axon
Das Axon ist ein langer, schlanker Fortsatz, der vom Soma ausgeht und Signale zu anderen Nervenzellen oder Zielzellen (z.B. Muskelzellen) transportiert. Der Axonhügel Nervenzelle Funktion spielt eine besondere Rolle bei der Signalverarbeitung. Hier werden eingehende Signale verrechnet und Aktionspotentiale generiert. Die Motorische Nervenzelle leitet diese Signale zu den Muskeln weiter. Dabei spielt die Myelinscheide eine wichtige Rolle für die Geschwindigkeit der Signalübertragung.
Lesen Sie auch: Faszination Nesseltiere: Wie sie ohne Gehirn leben
Synapsen
Synapsen sind spezialisierte Verbindungen zwischen Nervenzellen, an denen die Signalübertragung stattfindet. Die Signalübertragung zwischen Nervenzellen erfolgt an den Synapsen. Hier wird das elektrische Signal in ein chemisches umgewandelt. An der Synapse können erregende (EPSP) oder hemmende (IPSP) Potentiale entstehen. Die Nervenzelle Funktion wird maßgeblich durch Neurotransmitter gesteuert. Diese chemischen Botenstoffe ermöglichen die Signalübertragung zwischen Nervenzellen an den Synapsen.
Graue Substanz im Gehirn
Das Gehirn besteht aus zwei Haupttypen von Gewebe: der grauen und der weißen Substanz. In der grauen Substanz liegen vorwiegend die Zellkörper der Zellen. Die Nervenzelle Aufbau und Funktion im Großhirn zeigt eine charakteristische Anordnung: Die graue Substanz (Soma) liegt außen, die weiße Substanz (Axone) innen. Die graue Substanz enthält die Zellkörper (Somata) der Nervenzellen, Dendriten und Synapsen sowie Gliazellen.
Funktion der grauen Substanz
Die graue Substanz ist für die Verarbeitung von Informationen im Gehirn verantwortlich. Hier finden die neuronalen Berechnungen statt, die für Kognition, Gedächtnis, Emotionen und motorische Steuerung notwendig sind. Das Großhirn enthält primär graue Substanz.
Organisation der grauen Substanz
Die graue Substanz ist in verschiedenen Hirnregionen unterschiedlich organisiert. Beispielsweise besteht die Großhirnrinde (Kortex) aus sechs Schichten, die jeweils unterschiedliche Zelltypen und Funktionen aufweisen. Die Nervenzelle Aufbau und Funktion in der Retina zeigt sich besonders in der präzisen Verarbeitung visueller Informationen.
Gliazellen: Die unterstützenden Zellen des Nervensystems
Gliazellen sind nicht-neuronale Zellen, die eine Vielzahl von Funktionen im Nervensystem erfüllen. Definition: Die Gliazellen Funktion umfasst die Versorgung, Isolation und Stützung der Nervenzellen. Die Gliazellen Aufbau unterscheidet verschiedene Typen: Astrozyten, Oligodendrozyten, Schwann'sche Zellen und Mikrogliazellen.
Lesen Sie auch: Lesen Sie mehr über die neuesten Fortschritte in der Neurowissenschaft.
Arten von Gliazellen
Es gibt verschiedene Arten von Gliazellen, die jeweils spezialisierte Aufgaben haben:
- Astrozyten: Sie versorgen Neuronen mit Nährstoffen, regulieren den Stofftransport und bilden die Blut-Hirn-Schranke.
- Oligodendrozyten: Sie bilden die Myelinscheide um die Axone im zentralen Nervensystem (ZNS), was die Geschwindigkeit der Signalübertragung erhöht.
- Schwann-Zellen: Sie bilden die Myelinscheide um die Axone im peripheren Nervensystem (PNS).
- Mikrogliazellen: Sie sind die Immunzellen des Gehirns und beseitigen Zellreste und Krankheitserreger.
Neurotransmission: Die Signalübertragung zwischen Nervenzellen
Die Signalübertragung zwischen Nervenzellen erfolgt an den Synapsen durch die Freisetzung von Neurotransmittern. Die Nervenzelle Funktion wird maßgeblich durch Neurotransmitter gesteuert. Diese chemischen Botenstoffe ermöglichen die Signalübertragung zwischen Nervenzellen an den Synapsen.
Neurotransmitter
Neurotransmitter sind chemische Botenstoffe, die von einer Nervenzelle freigesetzt werden und an Rezeptoren auf der Zielzelle binden. Die Wirkung der Neurotransmitter wird durch spezielle Rezeptoren an der postsynaptischen Membran vermittelt. Dabei führen Natrium- und Calciumionen meist zu einer Depolarisation (EPSP), während Kalium- und Chloridionen eine Hyperpolarisation (IPSP) bewirken.
Rezeptoren
Rezeptoren sind Proteine auf der Oberfläche von Nervenzellen oder anderen Zielzellen, an die Neurotransmitter binden können. Die Neurotransmitterrezeptoren lassen sich in verschiedene Typen einteilen. Besonders wichtig sind G-Protein-gekoppelte Rezeptoren, die entweder direkt Ionenkanäle steuern oder über Second Messenger wie cAMP eine Signalkaskade auslösen.
Reflexe: Unwillkürliche Reaktionen
Reflexe sind unwillkürliche, schnelle Reaktionen auf bestimmte Reize. Man unterscheidet zwischen monosynaptischen und polysynaptischen Reflexen. Highlight: Eigenreflexe sind monosynaptisch und laufen im gleichen Organ ab.
Lesen Sie auch: Tinnitus und Gehirnaktivität: Ein detaillierter Einblick
Organisation des Nervensystems
Das Nervensystem gliedert sich in das zentrale (ZNS) und periphere Nervensystem (PNS). Im PNS unterscheidet man das somatische und das vegetative Nervensystem.
Zentrales Nervensystem (ZNS)
Das zentrale Nervensystem umfasst das Gehirn und das Rückenmark. Es ist für die zentrale Verarbeitung von Informationen und die Steuerung von Körperfunktionen verantwortlich.
Peripheres Nervensystem (PNS)
Das periphere Nervensystem umfasst alle Nerven, die außerhalb des Gehirns und des Rückenmarks liegen. Es verbindet das ZNS mit den Organen, Muskeln und der Haut.
Bildgebung des Gehirns
Verschiedene bildgebende Verfahren ermöglichen es, die Struktur und Funktion des Gehirns zu untersuchen.
Computertomographie (CT)
Die Computertomographie (CT) nutzt Röntgenstrahlen, die den Körper aus verschiedenen Richtungen durchdringen. Durch computergestützte Berechnungen entstehen detaillierte Schnittbilder des Gehirns.
Magnetresonanztomographie (MRT)
Die Magnetresonanztomographie (MRT) verwendet Magnetfelder und Radiowellen, um detaillierte Bilder des Gehirns zu erzeugen. Die funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT) macht Gehirnaktivität durch Messung der Durchblutungsänderung sichtbar.
Positronen-Emissions-Tomographie (PET)
Die Positronen-Emissions-Tomographie (PET) verwendet radioaktiv markierte Moleküle (Tracer), die sich in stoffwechselaktiven Hirnarealen anreichern. Beispiel: Die Positronen-Emissions-Tomographie (PET) verwendet radioaktiv markierte Moleküle (Tracer), die sich in stoffwechselaktiven Hirnarealen anreichern.
Erkrankungen des Nervensystems
Erkrankungen des Nervensystems können vielfältige Ursachen haben und zu unterschiedlichen Symptomen führen. Das Ausmaß und die Symptome der Erkrankung hängen zudem von der betroffenen Region ab.
Schlaganfall
Wenn Blutgefäße im Gehirn blockiert werden, ist der Blutfluss gestört. Dies führt zu Sauerstoffmangel und das Gehirn wird nicht mit genügend Nährstoffen versorgt.
Neurodegenerative Erkrankungen
Die zwei häufigsten vorkommenden neurodegenerativen Erkrankungen des Gehirns sind Parkinson und Alzheimer.
Parkinson
Bei der Parkinson-Krankheit sterben dopaminerge Neuronen in der substantia nigra ab.
Alzheimer
Menschen, die von Alzheimer betroffen sind, verlieren ihre kognitiven Fähigkeiten. Die Betroffenen zeigen bestimmte Verhaltensauffälligkeiten und können in vielen Fällen kein selbstständiges Leben mehr führen, sondern benötigen Assistenz.
Multiple Sklerose (MS)
Multiple Sklerose: eine chronische, entzündliche Autoimmunerkrankung, die zur Zerstörung von Oligodendrozyten und somit Demyelinisierung von Nerven im ZNS führt, was zur Schädigung und Degeneration von Axonen führt.
Guillain-Barré-Syndrom (GBS)
Guillain-Barré-Syndrom (GBS): eine Familie von immunvermittelten demyelinisierenden Polyneuropathien, die nach Infektionen auftreten, bei denen das Immunsystem die Myelinscheide und Schwann-Zellen angreift.
Amyotrophe Lateralsklerose (ALS)
Amyotrophe Lateralsklerose (ALS): eine vereinzelt spontan auftretende oder vererbte neurodegenerative Erkrankung der ersten und zweiten Motoneurone.
Rabiesvirus (Tollwut)
Rabiesvirus (Tollwut): eine Virusinfektion, die am häufigsten durch den Biss eines infizierten Tieres auf den Menschen übertragen wird.