Axon und Dendriten: Spezialisierte Fortsätze der Nervenzelle

Das Axon ist ein unverzweigter Fortsatz der Nervenzelle, der Signale vom Soma wegführt. Es hat folgende Eigenschaften:

1. Jede Nervenzelle besitzt nur ein Axon, aber möglicherweise mehrere Dendriten.
2. Es entspringt am Axonhügel oder einem Stammdendriten.
3. Das präsynaptische Axonende enthält viele synaptische Bläschen für die Signalübertragung.

Highlight: Die Funktion des Axons besteht hauptsächlich in der schnellen Weiterleitung von Nervenimpulsen über lange Strecken.

Axone können unterschiedlich dick sein und sind je nach Größe unterschiedlich isoliert:

• Kleine Axone sind meist marklos, aber in peripheren Nerven in Furchen von Schwann-Zellen eingebettet.
• Größere Axone sind einzeln von Schwann-Zellen umgeben.
• Dicke Axone besitzen Myelinscheiden aus konzentrischen Lamellen.

Vocabulary: Der Abschnitt zwischen zwei Ranvier'schen Schnürringen wird als Internodium bezeichnet.

Dendriten bilden einen Teil der Rezeptorzone der Zelle und leiten Signale zum Zellsoma hin. Sie haben folgende Merkmale:

1. Sie enthalten alle wichtigen Zellorganellen, zumindest in den Anfangsteilen.
2. An ihrer Oberfläche befinden sich Dornen (Spines), die zur Oberflächenvergrößerung dienen.

Definition: Dendriten sind verzweigte Fortsätze von Nervenzellen, die Signale von anderen Neuronen empfangen und zum Zellkörper weiterleiten.

Zusammenfassend lässt sich der Aufbau eines Neurons wie folgt beschreiben:

• Axon
• Soma (Zellkörper)
• Dendriten
• Endungen (enthalten Vesikel mit Botenstoffen)
• Isolierung (Myelinscheide, gebildet von Schwann'schen Zellen)

Die Struktur der Nervenzelle ist eng mit ihrer Funktion verknüpft:

• Dendriten haben Dornen zur Oberflächenvergrößerung
• Vesikel mit Botenstoffen dienen der Signalübertragung
• Mitochondrien stellen Energie in Form von ATP bereit

Example: Die Funktion des Axonhügels besteht darin, als Ursprungsort für Aktionspotenziale zu dienen, da hier die Schwelle zur Auslösung eines Nervenimpulses am niedrigsten ist.

Ruhepotenzial der Nervenzelle

Das Ruhepotenzial ist ein wichtiger Aspekt der Nervenzelle Funktion und bildet die Grundlage für die Erregbarkeit und Signalweiterleitung.

Definition: Das Ruhepotenzial ist die elektrische Spannung, die zwischen dem Inneren und dem Äußeren einer Nervenzelle im Ruhezustand besteht.

Wichtige Punkte zum Ruhepotenzial:

1. Die Gesamtladungen im Zellinneren und Zelläußeren sind ausgeglichen.
2. Im Zellinneren gleichen sich die Ladungen von K+ und A- aus.
3. Im Zelläußeren gleichen sich die Ladungen von Na+ und Cl- aus.
4. Das Ruhemembranpotential entsteht durch den Ladungsunterschied zwischen Intra- und Extrazellulärraum.

Highlight: Die ungleiche Verteilung der Ionen zwischen Zellinnerem und Zelläußerem ist die Ursache für das Ruhepotenzial.

Der Aufbau und die Aufrechterhaltung des Ruhepotenzials:

1. Das Neuron muss eine negative Ladung im Inneren aufbauen und halten.
2. In der Membran existieren Kalium-, Chlorid- und Natrium-Kanäle.
3. Beim Ruhepotential sind Chlorid- und Natrium-Kanäle geschlossen.
4. K+ Ionen bewegen sich durch offene Kalium-Kanäle nach außen.
5. Das Ladungspotential im Axon wird negativer, im Außenbereich positiver.
6. Na+ Ionen strömen durch Leckströme in die Zelle.

Example: Die Reizleitung in der Nervenzelle beginnt mit einer Veränderung des Ruhepotenzials, was zur Entstehung eines Aktionspotenzials führt.

Die Aufrechterhaltung des Ruhepotenzials ist ein dynamischer Prozess, bei dem die Nervenzelle ständig Energie aufwenden muss, um die Ionenkonzentrationen auf beiden Seiten der Membran zu regulieren.

Reizweiterleitung in Nervenzellen

Die Reizweiterleitung in Nervenzellen ist ein komplexer Prozess, der auf dem Ruhepotenzial aufbaut und für die Funktion des Nervensystems entscheidend ist.

Definition: Die Reizweiterleitung bezeichnet den Prozess, bei dem ein Nervenimpuls entlang des Axons einer Nervenzelle weitergeleitet wird.

Es gibt zwei Hauptarten der Erregungsleitung in Nervenzellen:

1. Elektrotonische Erregungsleitung:

   • Findet in kurzen, marklosen Axonen statt
   • Langsame und kontinuierliche Weiterleitung des Signals
   • Signalstärke nimmt mit der Entfernung ab

2. Saltatorische Erregungsleitung:

   • Tritt in myelinisierten Axonen auf
   • Schnelle, sprunghafte Weiterleitung des Signals
   • Energieeffizient und verlustarm

Highlight: Die saltatorische Erregungsleitung ermöglicht eine bis zu 100-mal schnellere Signalübertragung im Vergleich zur elektrotonischen Leitung.

Der Prozess der Reizweiterleitung lässt sich in folgende Schritte unterteilen:

1. Entstehung des Aktionspotenzials am Axonhügel
2. Weiterleitung des Signals entlang des Axons
3. Ankunft des Signals an der Synapse
4. Freisetzung von Neurotransmittern
5. Übertragung des Signals auf die nächste Nervenzelle oder Effektorzelle

Example: Bei der Reizleitung in der Nervenzelle kann ein einzelner Impuls in weniger als einer Millisekunde vom Axonhügel bis zum Axonende gelangen.

Die Geschwindigkeit und Effizienz der Reizweiterleitung hängen von verschiedenen Faktoren ab:

• Dicke des Axons
• Vorhandensein und Dicke der Myelinscheide
• Temperatur
• Ionenkonzentrationen im Extra- und Intrazellulärraum

Vocabulary: Kontinuierliche Erregungsleitung ist ein anderer Begriff für die elektrotonische Erregungsleitung in marklosen Axonen.

Die Reizweiterleitung in der Nervenzelle ist ein faszinierender Prozess, der es dem Nervensystem ermöglicht, Informationen schnell und präzise zu verarbeiten und weiterzuleiten. Das Verständnis dieses Vorgangs ist grundlegend für das Begreifen der Funktionsweise des gesamten Nervensystems.