Nervenzelle

Schnelle Informationsübertragung im Körper

Nervenzellen erfüllen wichtige Funktionen im Körper, denn sie sind für die Erregungsleitung und Erregungsübertragung verantwortlich. Fast alle vielzellige Tiere verfügen über Nervenzellen. Ohne die Nervenzellen wäre eine Bewegung des menschlichen Körpers nicht möglich. Beschädigte Nervenzellen führen zu Bewegungseinschränkungen und Taubheitsgefühle. Bestimmte Toxine greifen bewusst Nervenzellen an und können in größeren Mengen tödlich für den Menschen sein.

Was ist eine Nervenzelle?

Eine Nervenzelle wird auch als Neuron bezeichnet. Der Begriff Neutron stammt vom altgriechischen Wort „neuron“ ab und bedeutet so viel, wie Sehne, Flechse oder Nerv. Aufgabe der Nervenzelle ist es, die Erregungsleitung und Erregungsübertragung im Körper zu ermöglichen. Die Nervenzelle ist eine bestimmte Art von Zelle, die in fast allen vielzelligen Tieren zu finden ist. Zusammen mit den Gliazellen werden sie in ihrer Gesamtheit auch als Nervensystem bezeichnet. Es gibt zwei Möglichkeiten, um die verschiedenen Nervenzellen im Körper zu unterscheiden, die morphologische und die funktionelle Unterscheidung.

Morphologische Unterscheidung
Nervenzellen im Körper sind nicht immer gleich aufgebaut. Sie unterscheiden sich darin, wie viele Fortsätze sie besitzen und wie die Fortsätze aufgebaut sind:

  • Multipolare Nervenzellen
  • Pseudounipolare Nervenzellen
  • Bipolare Nervenzellen
  • Unipolare Nervenzellen

Die Multipolaren Nervenzellen kommen im Körper oft vor und sind im Rückenmark als motorische Nervenzelle vorhanden. Sie besitzen ein Axon und viele Dendriten. Pseudounipolare Nervenzellen besitzen zwei Fortsätze, wobei am Zellkörper Axon und Dendrit miteinander verschmelzen. Sie gelten als sensible Nervenzellen und sind zum Beispiel in den Spinalganglien vorhanden. Die Bipolaren Nervenzellen haben zwei Fortsätze und sind für die Weiterleitung von Sinneseindrücken verantwortlich. Unipolare Nervenzellen haben nur einen kurzen Fortsatz, das Axon. Sie gehören zu den primären Sinneszellen und sind zum Beispiel im Auge zu finden, direkt in der Netzhaut.

Funktionelle Unterscheidung
Bei der funktionellen Unterscheidung werden die Nervenzellen nach ihrer Funktion unterteilt. Dadurch entstehen drei verschiedene Gruppen von Nervenzellen:

  • Motorische Neuronen
  • Sensorische Neuronen
  • Interneuronen

Die Motorischen Neuronen sind für die Impulsübertragung zwischen Gehirn und Drüsen oder Muskeln verantwortlich. Diese Impulsübertragung verläuft über das Rückenmark. Die sensorischen Neuronen leiten Informationen von den Sinnesorganen über die Rezeptoren zum Rückenmark und Gehirn. Die größte Gruppe der Nervenzellen gehört zu den Interneuronen. Diese sind weder motorisch noch sensorisch. Sie treten als Vermittler zwischen verschiedenen Körperregionen auf.

Funktionen & Aufgaben

Allein im menschlichen Gehirn befinden sich ca. 100 Milliarden Nervenzellen. Sie übernehmen wichtige Funktionen im menschlichen Körper. Ohne Nervenzellen könnten Menschen überhaupt nicht leben.

Die Aufgaben der Nervenzellen sind:

  • Informationsübertragung zwischen Gehirn, Muskeln und Sinnesorganen in beide Richtungen
  • Atmungssteuerung
  • Blutkreislauf steuern
  • Energieversorgung und Sensorik steuern
  • Stoffwechsel kontrollieren
  • Reflexe
  • Lernerfolg ermöglichen

Informationsübertragung

Über die Nervenzellen werden Informationen vom Gehirn und Rückenmark weiter in andere Bereiche des Körpers geleitet. Erst dadurch wird eine gezielte Bewegung der Muskeln möglich. Gleichzeitig gibt es Nervenzellen die für die umgekehrte Informationsübertragung verantwortlich sind. Sinneseindrücke wie fühlen, hören oder schmecken werden über die Nervenzellen an das Gehirn geleitet und dort werden die Informationen dann verarbeitet.
Besonders schnelle Bewegungen werden nur mithilfe des Rückenmarks möglich. Über das Rückenmark werden durch Impulse schnelle Körperreaktionen ausgelöst. Das Gehirn kontrolliert die Bewegung erst kurze Zeit später und steuert die Muskelbewegung. Es entsteht aber der Eindruck, als wäre die schnelle Bewegung von Anfang an vom Gehirn gesteuert worden.

Reflexe
Reflexe sind äußerst wichtig, so übernimmt der reflexhafte Lidschluss eine wichtige Schutzfunktion es Auges und das reflexhafte Atmen verhindert, dass der Mensch vergisst zu atmen und erstickt. Reflexe werden nicht vom Gehirn gesteuert, sondern direkt über das Rückenmark. Das Gehirn hat also keinen Einfluss auf die Reflexe und kann sie auch nicht steuern.

Lernerfolg
Auch beim Lernerfolg spielen Nervenzellen eine wichtige Rolle. Besonders wichtig sind dabei die Synapsen. Das Lernen verläuft im Hippocampus-Gehirnteil. Bei Lernvorgängen verändern sich die Synapsen und Teile werden verstärkt. Dadurch entsteht eine Verstärkung der Impulse. Durch die Ausbildung neuer Synapsen, können sich bestimmte Dinge besser gemerkt werden. Ständig genutzte Synapsen prägen sich besonders stark aus, während wenig benutzte Synapsen verkümmern. In diesem Fall spricht man auch von „Vergessen„.

Anatomie & Aufbau

Die Nervenzelle ist aus fünf verschiedenen Komponenten aufgebaut:

  • Zellkörper
  • Dendriten
  • Axonhügel
  • Axon
  • Synapsen

Zellkörper

Der Zellkörper ist bei jeder Nervenzelle vorhanden. Ein anderer Name für Zellkörper ist auch Perikaryon. Zum Zellkörper gehören der plasmatische Bereich und der Zellkern. Weitere wichtige Organelle sind ebenfalls enthalten. Dazu gehören:

Erregungen werden von den Dendriten zum Zellkörper weitergeleitet und zusammengeführt und verarbeitet.

Dendriten

Die Dendriten befinden sich direkt am Zellkörper. Sie sind wie eine Art plasmatische Fortsätze. Sie sind Nervenzellfortsätze, die fein verästelt sind. Die Dendriten sind der Kontakt stellen den Kontakt zu anderen Nervenzellen her und ermöglichen die Erregungsweiterleitung von einer Nervenzelle zur anderen Nervenzelle. Der Kontakt zu anderen Nervenzellen wird mithilfe von Synapsen hergestellt. Für jede Nervenzelle können sich mehrere tausend Synapsen ausbilden.

Axonhügel

Der Axonhügel bildet den Ursprung des Axons. Durch das niedrige Schwellenpotential können Aktionspotentiale erzeugt werden, die dann vom Axonhügel aus weitergeleitet werden.

Axon

Die im Axonhügel erzeugte Erregung wird direkt über das Axon weitergeleitet. Die Länge der Axone unterscheidet sich von Nervenzelle zu Nervenzelle. Lange Axons erreichen bei Menschen eine Länge von bis zu einem Meter. Kurze Axons haben eine Länge von ca. 1µm. Das Axon besteht aus der Myelinscheide und dem Endknöpfchen. Axone verzweigen sich und das Ende wird jeweils von einem Endknöpfchen gebildet. Dabei handelt es sich um den präsynaptischen Teil. Das Endknöpfchen fungiert als eine Art „Sendezelle“. Bei einer Erregung werden Neurotransmitter in den Spalt zwischen Endknöpfchen und Synapse abgegeben. Die gegenüberliegende postsynaptische Membran enthält Rezeptoren, an denen die Neurotransmitter andocken können.
Die Myelinscheide hüllt das Axon ein. Dabei handelt es sich um Gliazellen. Bestimmte Stellen enthalten dabei Isolierungen, auch genannt markhaltige Nervenfasern. Durch die Isolierungen können Signale viel schneller übertragen werden und schnelle Reaktionen sind möglich.

Synapsen

Synapsen sind wichtige Kontaktpunkte zwischen den einzelnen Nervenzellen. Sie machen eine Erregungsübertragung zwischen den Nervenzellen erst möglich. Zwischen den Zellen ist ein sog. synaptischer Spalt vorhanden. Erreicht eine Erregung den synaptischen Spalt, werden Transmitter ausgelöst, die den synaptischen Spalt überqueren können. Sie docken an der anderen Seite an spezielle Rezeptoren an. Docken die Neurotransmitter an den Rezeptoren an, öffnen sich automatisch bestimmte Ionenkanäle. Dadurch wird die elektrische Spannung in der postsynaptischen Membran geändert und dadurch die Erregung weitergeleitet. Einzelne Zellen können eine Vielzahl von Synapsensignale verarbeiten. Die Purkinjezelle verarbeitet über 100.000 Signale von Synapsen. Das menschliche Gehirn hat mehr als eine Billiarde Synapsen. Nur so werden die hochkomplexen Vorgänge im Gehirn möglich.

Krankheiten, Beschwerden & Störungen

Krankheiten der Nervenzellen beziehen sich immer direkt auf das Nervensystem. Man spricht dann auch von neurodegenerativen Erkrankungen. Neurodegenerative Erkrankungen haben eine langsame Krankheitsentwicklung und meist erblich bedingte Ursachen. Alle neurodegenerativen Erkrankungen haben gemeinsam, dass eine Schädigung der Nervenzellen vorliegt. Dadurch kommt es zu einer Störung der Erregungsübertragung. Je nach betroffenen Nervenzellen kommt es zu unterschiedlichen Krankheitsbildern:

  • Bewegungsstörungen
  • Demenz
  • progressive supranukleäre Blickparese

Bei den Bewegungsstörungen treten meist Gangstörungen auf. Sie beginnen meist mit einem leichten humpeln und verstärken sich dann im Laufe der Jahre. Der Patient verliert die Kontrolle über seine Beine und kann die Bewegung der Beine nicht mehr genau steuern. Lähmungserscheinungen können auftreten. Die Schädigung der Nervenzellen lässt sich nicht rückgängig machen. Die Beschwerden des Patienten können lediglich durch geeignete Behandlungen gelindert werden. Welche Behandlung für den Patienten geeignet ist, hängt von der Art der Ausprägung und der Schwere der Bewegungsstörung ab.

Zur bekanntesten Form von Demenz zählt Alzheimer. Alzheimer kann in jedem Alter auftreten, besonders häufig ist aber die Krankheit bei Patienten ab einem Alter von 65 Jahren. Alzheimer ist im Wesentlichen eine Gedächtnisschwäche des Patienten. Sie beginnt damit, dass sich der Patient gewisse Dinge nicht mehr merken kann. Im zweiten Stadium der Krankheit treten Verhaltensänderungen und Sprachschwierigkeiten auf. Gleichzeitig nimmt der Gedächtnisverlust vor allem im Kurzzeitgedächtnis weiter zu. Einfache Tätigkeiten werden für die betroffenen Personen schwierig und auch die Hygiene lässt nach. In der letzten Phase kommt es zu Totalausfällen im Gedächtnis und im Sprachzentrum. Manche Patienten wissen nicht mehr wer sie sind und erkennen auch ihre nächsten Verwandten nicht mehr. Sie können ihren Alltag nicht mehr selbst meistern und leiden auch häufig an Stuhl- und Blaseninkontinenz. Schluckbeschwerden können beim Essen zusätzlich auftreten.

Eine weitere neurodegenerative Erkrankung ist die progressive supranukleäre Blickparese, oder auch abgekürzt PSP. Die Nervenzellen sind vor allem in den Basalganglien geschädigt. Die Basalganglien sind im Gehirn für automatische Bewegungen und deren Steuerung verantwortlich. Typische Reflexbewegungen können vom Patienten nicht mehr ausgeführt werden. Dazu zählt zum Beispiel das Schließen der Augen oder das Herstellen des Gleichgewichts beim Aufrechten stehen. Auch lebenswichtige Reflexe, wie das Schlucken, sind von dieser Krankheit betroffen. Die Sprechsteuerung wird über die Jahre hinweg ebenfalls immer schlechter. In der Regel führt PSP unweigerlich zum Tod des Patienten. Die verbleibende Lebenszeit des Patienten nach Diagnose der Krankheit variiert zwischen drei und zehn Jahren. Entsprechende Medikamente können den Verlauf der Krankheit mildern und den Tod hinauszögern. Vorhandene Symptome können aber durch Medikamente nicht mehr vollständig behoben werden.

Nervengifte

Nervengifte sind besonders gefährlich für Menschen und schwer zu heilen. Der Angriffsort der Nervengifte sind die Eiweiße in den Nervenzellen. Damit kann der Neuroneninformationsaustausch nicht mehr funktionieren. Deshalb wird diese Art von Nervengifte auch als Neurotoxine bezeichnet. Ein bekanntes Neurotoxin ist Diisopropylfluorphosphat, oder auch kurz DFP. Einmal im Körper, stellt das DFP eine dauerhafte Verbindung zum Acetylcholinesterase-Enzym her. Damit kann das Acetylcholin, welches in den Synapsen vorhanden ist, nicht mehr abgebaut werden. Hauptsächlich davon betroffen sind Motoneuronen, also Neuronen, die die Bewegung steuern. Der Acetylcholin-Transmitter wird im Synapsenspalt immer mehr und führt zu einer Muskeldauererregung. Dies äußert sich in starken Krämpfen. Bei einer letalen, also tödlichen Dosis stirbt der Patient infolge des Gifts.

Weitere Nervengifte haben andere Wirkungsweisen. So werden die Kaliumkanäle durch das Nervengift Tetraethylammonium (TEA) blockiert und die Erregung kann nicht weitergeleitet werden. Das Tetrodotoxin, welches im Kugelfisch vorkommt, führt zu einer Blockierung der Natriumkanäle.

Nervengifte werden nicht nur chemisch im Labor hergestellt, sondern kommen in großer Menge auch in der Natur vor. Menschen nehmen sie meist durch die Nahrung auf. In wenigen Fällen besitzen auch Tiere Nervengifte, die für den Menschen gefährlich sind. Diese werden von den Tieren in der Regel eingesetzt, um sich zu verteidigen. Schließlich gibt es auch das Botulinumtoxin, welches sich in verdorbenen Lebensmitteln, wie zum Beispiel Wurst, bildet. Dadurch kommt es zu einer Lebensmittelvergiftung, welche tödlich enden kann.

Beispiele für Pflanzengifte:

  • Ameisensäure (Brennnessel)
  • Hyoscyamin (Tollkirsche)
  • Nikotin
  • Muskarin (Pilzgift)

Typische & häufige Erkrankungen

 

  • Bewegungsstörungen
  • Demenz
  • progressive supranukleäre Blickparese

Fragen & Antworten

Sind Erkrankungen an den Nervenzellen heilbar?

Bei Erkrankungen an den Nervenzellen treten Schädigungen an bestimmten Teilen der Zellen auf. Diese Beschädigungen können in der Regel nicht rückgängig gemacht werden. Dennoch ist die Behandlung durch einen Arzt bei neurodegenerativen Erkrankungen sehr wichtig. Denn durch spezielle Medikamente können die auftretenden Symptome abgemildert und der Krankheitsverlauf auch gemildert werden. Bei manchen degenerativen Erkrankungen sind die Chancen bei einer frühen Behandlung der Krankheit also hoch, dass der Patient trotzdem lange noch ein normales Leben führen kann.

Woher kommt Alzheimer?
Die Ursache von Alzheimer ist noch nicht vollständig geklärt, was die Prognose und Behandlung der Krankheit so schwierig macht. Eine große Rolle bei der Krankheitsentstehung ist die erbliche Vorbelastung des Patienten. Sind also bereits Alzheimerfälle bei älteren Familienmitgliedern vorhanden, ist das Risiko für den Patienten höher, selbst ebenfalls an Alzheimer zu erkranken.
Im Laufe des Lebens kommt es auch zu Pigmentablagerungen in der Nervenzelle. Diese Ablagerungen verstärken sich noch bei höherem Alter. Diese Ablagerungen sind bei Alzheimererkrankungen besonders ausgeprägt und stark. Deshalb wird vermutet, dass die Ablagerungen Einfluss auf die Alzheimererkrankung haben.

Ist das Kugelfischgift tödlich?
Das Kugelfischgift gehört zu den wirksamsten Giften im Tierreich und bereits 10 Mikrogramm pro Körpergewicht reichen aus, um einen Menschen zu töten. Durch das Kugelfischgift kommt es zu Lähmungserscheinungen im gesamten Körper. Das Gift wirkt sehr schnell und Lähmungserscheinungen treten bereits innerhalb der ersten Stunde nach dem Giftkontakt auf. Vor allem die Lähmung der Atemmuskulatur kann für den Patienten tödlich sein. Eine intravenöse Injektion des Gifts wirkt sehr viel schneller, als eine orale Aufnahme. Überlebt der Patient die ersten 24 Stunden, hat er gute Überlebenschancen. Wie das Gift behandelt wird, hängt davon ab, ob ein Gegengift vorhanden ist. In jedem Fall wird dafür gesorgt, dass die Atmung des Patienten nicht zusammenbricht.

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