Myelinscheide

Die Myelinscheide, auch Markscheide oder Axonscheide genannt, ist eine mehrschichtige, lipidreiche und spiralförmige Struktur, die die Axone der Nervenzellen von Wirbeltieren umhüllt.

Im zentralen Nervensystem (ZNS) wird die Myelinscheide von Oligodendrozyten gebildet. Im Bereich des peripheren Nervensystems (PNS) von den Schwann‘schen-Zellen.Die Entwicklung der Myelinscheide war ein wichtiger evolutionärer Schritt der Wirbeltiere.Es konnte eine enorme Steigerung des Nervensystems erreicht werden, ohne dass die Durchmesser der Axone ins Unermessliche anwachsen mussten.

Myelinscheide – Aufbau

Hier siehst du eine Abbildung einer Nervenzelle mit ihren wichtigsten Bestandteilen.Dazu gehört auch die Myelinscheide und das Axon. In den nächsten beiden Abbildungen werden Axon und Myelinscheide nochmal näher betrachtet.

Die Myelinscheide besteht aus Myelin. Jeweils nach einzelnen Teilabschnitten werden Axone spiralförmig von den Schwann’schen Zellen umwickelt. Dies geschieht mithilfe der Myelinschichten. Axone können mit bis zu fünfzig solcher doppelten Lagen umwickelt werden. Im zentralen Nervensystem wachsen aus dem Soma der Oligodendrozyten Fortsätze heraus, welche die Axone mit der Myelinscheide umhüllen. Es können mehrere Axonabschnitte gleichzeitig von einem Dendrozyt umwickelt werden.

Die von den Myelinscheiden verlaufenden Nervenfasern werden als myelinisiert, ummantelt, markreich oder markhaltig bezeichnet. Die Myelinisierung der Axone beginnt bereits während der Schwangerschaft, setzt sich während der Kindheit fort und wird auch in der Pubertät nochmal verfeinert. Danach findet eine Myelinisierung nur noch in geringem Maße statt.

Die Abbildung zeigt, wie eine Schwann’sche Zelle in drei Schritten ein Axon umwickelt. Dabei wird die Schwann’sche Zelle immer flacher und länger. Das Zellplasma wird aus dem Inneren der Schichten herausgequetscht, sodass am Ende im Innenraum nur noch Membrane bestehen.

Myelinscheide – Funktion

Die Funktionen der Myelinscheide an den Axonen sind:

• Isolierung
• Weiterleitung

Isolierung

Eine Myelinscheide bietet den Neuriten mechanischen Schutz. Sie funktioniert zugleich wie ein elektrischer Isolator für periphere Nerven, der nur an den Ranvier-Schnürringen unterbrochen wird. Durch diese Isolationsfunktion wird die Membrankapazität verringert und Leckströme durch die Membran verhindert. Wenn sich zwei Axone berühren, könnten die Aktionspotentiale des einen Axons weitere Aktionspotentiale auf dem anderen Axon auslösen. Wie eine Art Kurzschlussreaktion.

Weiterleitung

Eine weitere Funktion der Myelinscheide besteht darin, die Aktionspotentiale weiterzuleiten. Durch die Myelinisierung wird diese Weiterleitung um ein Vielfaches beschleunigt. Je größer der Durchmesser des Axons ist, desto größer ist die Leitungsgeschwindigkeit. Deshalb wurden im Laufe der Evolution die Axone bei wirbellosen Tieren immer dicker.

Das Ruhepotential ist leicht negativ und wird durch Ionenkanäle sowie der Natrium-Kalium-Kanäle in der Membran aufrechterhalten. Empfängt die Nervenzelle einen bestimmten Reiz, wird sie depolarisiert. Die elektrischen Verhältnisse ändern sich für eine kurze Zeit und das Aktionspotential entsteht über die spannungsgesteuerten Natrium-Kalium-Ionenkanäle.

Das heißt, dass die umständliche Reizübertragung durch andauernde Weitergabe des Aktionspotentials überbrückt wird und von der sprunghaften Reizweiterleitung von Schürring zu Schnürring abgelöst wird. Die Aktionspotentiale springen auf dem Axon, also von Schürring zu Schürring, was damit die Weiterleitungsgeschwindigkeit beträchtlich verkürzt.

Die Übertragungsgeschwindigkeit steigert sich dann von etwa 1 bis 2 m/s ohne Myelinscheide auf bis zu 120 m/s bei Axonen mit dicker Myelinscheide. Je schmaler die Schnürringe, desto schneller können dort Aktionspotentiale entstehen.

Myelin ist primär bei Tierarten zu finden, bei denen viele Axone auf minimalstem Raum sehr schnell leiten müssen (Wirbeltiere). Bei den meisten dieser Tierarten wird eine Leitungsgeschwindigkeit durch eine Vergrößerung des Axondurchmessers ermöglicht.

Myelinscheide – zentrales und peripheres Nervensystem

Myelinscheiden können sowohl im zentralen Nervensystem, als auch im peripheren Nervensystem vorkommen und gebildet werden. Somit unterscheidet sich auch deren Struktur.

Zentrales Nervensystem

Im ZNS wird die Myelinscheide von den Oligodendrozyten (= Teil der Gliazellen) gebildet.Im Gegensatz zu den Schwann‘schen-Zellen umhüllen sie die Axone nicht mit ihrem Zellplasma, sondern nur mit Fortsätzen. Ein Oligodendrozyt verfügt immer über mehrere Fortsätze, weshalb er im Vergleich zu den Schwann'schen-Zellen auch mehrere Axone myelinisieren kann.

Peripheres Nervensystem

Im peripheren Nervensystem wird die Myelinscheide durch die Schwann‘schen-Zellen gebildet. Das Axon wird hierbei von mehreren Schwann'schen-Zellen myelinisiert.Die Ranvierschen Schnürringe befinden sich in regelmäßigen Abständen zwischen den Schwann'schen-Zellen. Die Schwann'schen-Zellen umhüllen mit ihrem Zellplasma das Axon mehrere Male, bis das Axon vom Zellplasma elektrisch isoliert wird. Man spricht hier von marklosen Nervenfasern, da sie keine Myelinscheide besitzen.

Die Struktur des Myelins im ZNS unterscheidet sich von dem des PNS. Die Myelinscheiden im ZNS sind meist dünner als die im PNS.

Myelinscheide – Krankheiten

Multiple Sklerose (MS) ist eine Autoimmunerkrankung, bei der es zu Entzündungen im Nervensystem kommt. Lymphozyten, die über die Blut-Hirn-Schranke ins ZNS eindringen, lösen solche Entzündungsreaktionen aus. Dies hat zur Folge, dass das Myelin der Myelinscheiden abgebaut wird.

Die Myelinscheide ist eine isolierende Schutzhülle für die Nervenzellen. Axone, die Fortsätze und allgemein die Nervenzellen werden somit direkt geschädigt. Im Verlauf der Krankheit kommt es zu bleibenden Schäden und Behinderungen. Die Krankheit kann das gesamte Nervensystem betreffen, so wie auch den Sehnerv.

Die Ursachen dieser Schädigungen sind noch nicht vollständig geklärt. Die Aktivierung der T-Zellen findet im Immunsystem statt, doch der Auslöser ist auch nicht bekannt. Eine erbliche Veranlagung, Vitamin-D-Mangel und ein bisher unbekannter Virusinfekt werden diskutiert. Eine Therapie mit Heilungschancen gibt es bisher nicht.