Neuron

Der Mensch informiert sich mithilfe der Sinnesorgane und des Nervensystems über seine Umwelt. Aus der Umgebung eintreffende Reize werden von Sinneszellen (spezialisierte Nervenzellen) in elektrische Signale umgewandelt.

Was ist ein Neuron?

Nervenzellen leiten diese Signale weiter. Die vielen Milliarden Nervenzellen des menschlichen Körpers bilden untereinander zahlreiche Kontakte aus, die eine Verarbeitung der Information ermöglichen. Als Folge dieser Verarbeitung werden Signale über Nervenzellen zu Erfolgsorganen geleitet, um dort eine Reaktion auszulösen.

Neuronen im Gehirn

Die zentrale Struktur, in der alle Informationen der Sinnesorgane und des Nervensystems eintreffen und verarbeitet werden, ist das Gehirn. Ohne diese zentrale Einheit wäre intelligentes Leben nicht denkbar. Um die enorme Menge eintreffender Informationen verarbeiten zu können, sind eine Menge Neuronen notwendig. Allgemein wird davon ausgegangen, dass das menschliche Gehirn etwa 100 Milliarden Nervenzellen enthält.

Neuron – Aufbau und Funktion

Eine Nervenzelle besteht aus drei Zellabschnitten:

• Soma (Zellkörper)
• Dendriten (kurze Fortsätze)
• Axon (langer Fortsatz)
  • Endknöpfchen (Synapse)

Soma

Es ist von einer Zellmembran umgeben und hat meist eine kugelige oder birnenförmige Gestalt (Durchmesser von 5–100 µm).

Zentriolen, die an der Ausbildung des Spindelapparats bei der Mitose beteiligt sind, fehlen. Neuronen sind daher nach der Embryonalentwicklung nicht mehr teilungsfähig.

Dendriten

Sie werden zum Ende hin immer dünner und erreichen eine Länge von einigen Zehntelmillimetern. Dendriten dienen der Reizaufnahme und der Weiterleitung des Reizes in Richtung des Somas.

Axon

Das Axon (der Neurit) eines Neurons fällt häufig durch seinen gleichbleibend geringen Durchmesser und seine Länge auf. Bei manchen Neuronen im Rückenmark des Menschen ist es über einen Meter lang.

Bei höher entwickelten Organismen sind Axone oftmals mit Schwannschen Zellen umgeben. Mit der Zeit wickeln sich diese mehrfach um das Axon und bilden damit die Myelinscheide aus. Der Bereich zwischen zwei Myelinscheiden wird als Ranvierscher Schnürring bezeichnet. Diese strukturelle Besonderheit erlaubt eine enorme Zunahme der Geschwindigkeit der Erregungsleitung.

Der Anfangsbereich des Axons ist kegelförmig verdickt (Axonhügel). Am Ende sind das Axon bzw. seine Endverzweigungen (Kollaterale) zu Endknöpfchen verdickt. Mit diesen Endknöpfchen nimmt ein Neuron Kontakt zu anderen Nervenzellen auf (Synapse).

Synapse

Diese Weiterleitung der Erregung erfolgt mithilfe von Neurotransmittern. Jene Art der Erregungsübertragung wird chemische Erregungsleitung genannt und läuft nach folgendem Prinzip ab:

• Ein eintreffendes Aktionspotential öffnet Calcium-Kanäle in der Membran, Calciumionen strömen in die Synapse.
• Die erhöhte Calcium-Konzentration lässt Vesikel mit einem Neurotransmitter (zum Beispiel Acetylcholin) an die Membran der Synapse wandern und mit dieser verschmelzen.
• Die Neurotransmitter werden in den synaptischen Spalt abgegeben, wo sie an Rezeptoren an der postsynaptischen Membran andocken.
• Natriumionen-Kanäle werden an der postsynaptischen Membran geöffnet und Natrium-Ionen strömen in die Postsynapse.
• Die erhöhte Ionenkonzentration löst ein postsynaptisches Potential aus – die Erregung wurde übertragen.
• Die Neurotransmitter werden von Enzymen abgebaut und diffundieren zurück in die Präsynapse.

Abbildung 1: Aufbau eines Neurons

Neuron – Arten

Trotz des gemeinsamen Grundbauplans variieren Nervenzellen erheblich in Größe, Gestalt und Anordnung von Zellkörper und Fortsätzen. Dendriten können unverzweigt, aber auch baumförmig verästelt sein. Neben Neuronen mit einem Axon kommen auch solche mit zwei oder mehreren dieser Fortsätze vor. Auch hinsichtlich ihrer Funktion können Neuronen in Gruppen eingeteilt werden.

Funktionale Unterscheidung von Neuronen

In Hinblick auf ihre Funktion werden drei verschiedene Arten von Neuronen unterschieden:

• Sensorische NeuronenDiese Neuronen leiten Informationsströme von den Sinneszellen zum Gehirn. Sie werden auch als afferente Nerven bezeichnet.
• Motorische NeuronenNeuronen dieser Art leiten Reize des Gehirns zur Ausführung bestimmter Bewegungen und Kontraktionen an Muskel- und Drüsenzellen weiter. Diese Nervenzellen werden auch efferente Neuronen genannt.
• InterneuronenDie meisten Nervenzellen im menschlichen Körper sind sogenannte Interneuronen. Sie sind nicht spezifisch afferent oder efferent, sondern erfüllen eine vermittelnde Rolle. Sie sind etwa dafür verantwortlich, Erregungen zwischen verschiedenen Körperpartien zu transportieren.

Morphologische Unterscheidung von Neuronen

Des Weiteren können Neuronen anhand ihrer äußeren Gestalt differenziert werden. Ist dies der Fall, spricht man von der morphologischen Unterscheidung von Neuronen.

Abbildung 2: Morphologische Unterscheidung von Neuronen

Dabei wird in vier verschiedene Typen der Nervenzelle unterteilt:

• Unipolare ZellenSie bestehen aus dem Soma und einem Fortsatz, dem Axon. Ein Beispiel für eine solche Zelle ist ein Neuron in der Netzhaut des Auges.
• Bipolare ZellenDiese Art des Neurons besteht aus dem Soma und zwei Fortsätzen. Sie sind auf die Sinneswahrnehmung spezialisiert. Man findet diese Zellen beispielsweise im Ohr.
• Multipolare ZellenDiese Zellen sind neben dem Soma und dem Axon mit vielen Dendriten bestückt. Motorische Neuronen des Rückenmarks sind oftmals multipolar.
• Pseudounipolare ZellenSie verfügen wie bipolare Zellen über zwei Fortsätze, die jedoch in den Zellkörper übergehen. Bei diesen Zellen durchdringt die Erregung während ihrer Übertragung den Zellkörper nicht. Pseudounipolare Zellen sind überall dort zu finden, wo Tastempfindungen getätigt werden.