Neben den Neuronen gibt es auch noch andere Zellen im Nervensystem - die sogenannten Gliazellen. Diese Zellen umhüllen das Axon und haben die Aufgabe, das Neuron zu schützen und zu isolieren. Außerdem sorgen sie für die Nährstoffversorgung der Nervenzellen.
Gliazellen – Definition
Gliazellen sind Zellen des Nervensystems, die nicht Neuronen sind.
Im Nervensystem gibt es zwei unterschiedliche Arten von Zellen: Neuronen und Gliazellen.
Obwohl Gliazellen 50 % der Zellen im Gehirn ausmachen, schenkte man ihnen lange Zeit keine Beachtung. Bis ins 20. Jahrhundert war man der Meinung, dass nur die Neuronen für die Signalweiterleitung im Nervensystem wichtig seien. Gliazellen hielt man für "Füllmasse" um das Gehirn auszustopfen. Deshalb wurden alle Zellen, die nicht Neuronen sind, Gliazellen genannt. Dabei gibt es ganz unterschiedliche Typen von Gliazellen mit unterschiedlichen Funktionen.
Abbildung 1: Übersicht über die Gliazellen
Du findest Gliazellen sowohl im zentralen Nervensystem als auch im peripheren Nervensystem.
Im zentralen Nervensystem:
- Neuroglia (auch: Makroglia):
- Mikroglia
- Radialglia
Im peripheren Nervensystem:
Schwann'sche Zellen
Mantelzellen
Gliazellen – Aufgaben und Funktion
Wie oben schon erwähnt, sind Gliazellen vorwiegend für die Halte- und Stützfunktion im Nervensystem zuständig. Im Laufe der Zeit wurden aber noch andere Aufgaben entdeckt und weitere kommen ständig dazu.
Aufgaben und Funktionen der Gliazellen:
Stützgerüst für Neuronen: Formgebend und schützend
Homöostase im Gehirn: Aufrechterhaltung der Blut-Hirn-Schranke
Bildung von Myelin und Ummantelung der Neuronen: Elektrische Isolation
Stofftransport und Flüssigkeitsaustausch: Versorgung der Neuronen mit Nährstoffen
Informationsverarbeitung, -speicherung und -weiterleitung
Immunabwehr: Aufnahme von Fremdstoffen
Gliazellen im zentralen Nervensystem – Gliazelltypen
Die Unterscheidung zwischen Mikroglia und Makroglia hat entwicklungsbiologische Gründe.
Wie die Neuronen, entwickeln sich die Neuroglia aus dem ektodermalen Keimblatt. Die Mikroglia hingegen stammen aus dem Mesoderm.
Abbildung 2: Anordnung der Gliazellen. Quelle: StudySmarter
Gliazellen im zentralen Nervensystem – Astrozyten
Den größten Anteil an Gliazellen nehmen die Astrozyten im zentralen Nervensystem ein. Astrozyten können ganz unterschiedliche Formen annehmen. Das sie viele Fortsätze haben, werden sie gerne mit einem Stern verglichen.
Abbildung 3: Immunfärbung von Astrozyten (grün) und Zellkernen (blau); Quelle via www.faz.net
Astrozyten lagern sich an Neuronen an und können mit diesen auch im direkten Austausch stehen. Mit ihren langen Fortsätzen sind die Astrozyten an den Blutkreislauf angeschlossen und können so die Neuronen mit Nährstoffen versorgen. Gleichzeitig bilden sie so eine Barriere zwischen Blut und Gehirn - die sogenannte Blut-Hirn-Schranke.
Weitere Funktionen der Astrozyten sind auch:
- Flüssigkeitsregulation im Gehirn
- Aufrechterhaltung des Kalium-Haushaltes: Aufnahme von Kalium-Ionen
- Regulation des extrazellulären pH
- Abfallentsorgung im Zentralnervensystem
- Informationsverarbeitung: Aktivierung von Neuronen durch Glutamat-Ausschüttung
- Bildung von Glianarben nach Verletzungen im Gehirn
Gliazellen im zentralen Nervensystem – Oligodendrozyten
Oligodendrozyten, auch Oligodendroglia, sind für die elektrische Isolation der Axone im zentralen Nervensystem verantwortlich. Ihre Hauptfunktion ist die Produktion von Myelin. Das Myelin wird um die Nervenfasern herum gewickelt. Es sorgt für eine schnellere Erregungsübertragung an den Axonen.
Oligodendrozyten im zentralen Nervensystem = Schwann-Zellen im peripheren Nervensystem
Oligodendrozyten können verschiedene Axone mit Myelin umwickeln. Die Schwann-Zellen hingegen nur eines.
Gliazellen im zentralen Nervensystem – Radialglia
Radialglia haben funktionell nichts mit Gliazellen gemein. Morphologisch jedoch, erinnert ihre Form an Astrozyten.
Radialglia, auch radiale Gliazellen, sind multipotente Stammzellen. Aus ihnen entwickeln sich alle Neuronen des Gehirns, Astrozyten und Oligodendrozyten.
Radialglia sind maßgeblich an der Strukturierung des sich entwickelnden Gehirns beteiligt.
Gliazellen im zentralen Nervensystem – Mikroglia
Mikroglia machen mit 20% aller Gliazellen den zweitgrößten Teil der Gliazellen im zentralen Nervensystem aus. Anders als die Makroglia stammen sie vom mesodermalen Keimblatt ab. Demnach unterscheiden sie sich auch in der Funktion von den Makroglia.
Abbildung 4: Immunfärbung von murinen Mirkoglia (grün) und Nervenfasern (rot); Quelle via wikipedia.org
Mikroglia sind nämlich Teil der Immunabwehr des zentralen Nervensystems. Mikroglia sind grundsätzlich inaktiv und müssen erst durch einen externen Faktor aktiviert werden.
Aktivierte Mikroglia fungieren als Makrophagen. Makrophagen sind sogenannte Fresszellen. Sie können Fremdkörper erkennen, aufnehmen und verdauen. Diesen Vorgang nennt man Phagozytose. Vor allem an der Blut-Hirn-Schranke ist das Erkennen potentiell giftiger Substanzen essentiell. Dadurch schützen sie die nicht regenerierbaren Neuronen. Aber auch nach einer Verletzung des zentralen Nervensystems helfen die Mikroglia beim Aufräumen von totem Nervengewebe.
Mikroglia können außerdem weitere Mikroglia und andere Zellen aktivieren und herbeirufen. Dadurch können sie entweder eine Entzündungsreaktion hemmen oder hervorrufen. Des Weiteren können sie die Astrozyten-Proliferation nach einer Verletzung anregen. Dies führt dann zur Bildung von Glianarben.
Eine weitere Aufgabe der Mikroglia ist die Regulation der neuronalen Vorläuferzellen in der Embryonalentwicklung.
Gliazellen im peripheren Nervensystem – Gliazelltypen
Im peripheren Nervensystem findest du die Schwann'schen Zellen und die Mantelzellen.
Wie oben erwähnt übernehmen die Schwann'schen Zellen die gleiche Aufgabe wie die Oligodendrozyten: sie ummanteln die Axone mit Myelin.
Zwischen zwei Schwann'schen Zellen befindet sich immer ein kleiner Freiraum. Dieser wird Ranvier-Schnürring genannt und ist essentiell für die saltatorische Erregungsweiterleitung.
Eine Besonderheit der Schwann'schen Zellen ist die Fähigkeit bei der Regeneration von Axonen mitzuhelfen. Dies ermöglicht die Regeneration von Neuronen im peripheren Nervensystem.
Mantelzellen werden auch als Satellitenzellen oder Amphizyten bezeichnet. Mantelzellen - wie der Name vermuten lässt - ummanteln die Neuronen mit einer einschichtigen, flachen Lage im peripheren Nervensystem. So grenzen sie die Neuronen im peripheren Nervensystem ab. Mantelzellen regulieren den Stoffwechsel der Neuronen.
Du kannst die Mantelzellen mit den Astrozyten im zentralen Nervensystem vergleichen.
Gliazellen – Das Wichtigste
| Wo? | Name | wichtigste Funktionen |
| Zentrales Nervensystem | Astrozyten | - Hauptbestandteil des ZNS
- Halt-und Stützfunktion
- Bildung der Blut-Hirn-Schranke
- Versorgung der Neuronen mit Nährstoffen
- Unterstützung bei der Informationsweiterleitung
|
| Oligodendrozyten | Produktion von Myelin, elektrische Isolation |
| Mikroglia | Immunabwehr |
| Radialglia | Vorläuferzellen der Neuronen, Astrozyten und Oligodendrozyten |
| Peripheres Nervensystem | Schwann-Zellen | Produktion von Myelin, elektrische Isolation |
| Mantelzellen | Ummantelung der peripheren Neuronen, Stoffaustausch |
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