4.Nervenzellen

Ob sensorische Prozesse in der Haut, motorische Reflexe im Rückenmark oder das Begrübeln großer ethischer Fragen – als elementare Einheiten des Nervensystems sind Neurone an sämtlichen Prozessen des Lebens beteiligt.

https://www.dasgehirn.info/grundlagen/kommunikation-der-zellen/video-neurone-bausteine-des-denkens

Wenn ankommende Signale stark genug APO am Axonhügel

Neuronennetze: Verschaltungen von Neuronen-> Wirkungsweise enorm

Neuronen können sehr unterschiedlich strukturiert sein

Ischiasnerv

Rückenmarkszelle

Kleinhirnzelle

Riechnervzelle

Kortexzelle (Neokortex)

Kleinhirnzelle

• Zweiter Zelltyp (Neuronentyp) im Nervensystem neben den Neuronen

• Neuronen und Gliazellen mit gleich viel Masse im Gehirn (gleich viel vertreten)

• Stützelemente (für Neuronen) im Nervensystem (Gewebefestigkeit, Schutz vor mechanischen Defekten) (z.B. bei Schlag auf den Kopf)

• Abtransport von Abbaustoffen

• Bildung des Myelin

• Aufbau der Blut-Hirn-Schranke

(=Gehrin zu empfindsam für bestimmte Stoffe aus Blutkreislauf —> Schranke; wenn bei Embryo noch nicht entwickelt, Mutter Drogen/… —> Schäden ODER: gibt es als Gendeffekt)

Beide bilden eine Myelinscheide um das Axon—> wird myelinisiert—> Signalübertragung um 100 fache verstärkt

Oligodendrozyten:

zentrales Nervensystem (Gehirn und Rückenmark);

Gliazelle myelinisieren (ummantelt) mehrere ( bis zu 50, weil Arme) benachbarte Axone + Stützfunktion

Schwann-Zellen:

peripheres Nervensystem; (Nerven, die Kopf, Muskel, Auge, mit Gehirn verbinden…) (ausschließlich) (=alles außer ZNS)

eine Gliazelle myelinisiert jeweils nur ein Axon; Einbettung unmyelinisierter Axone

Saltatorische Erregungsweiterleitung

Oligodendrozyten

Schwann-Zellen

Weiterleitung von Informationen in der Nervenzelle erfolgt durch Änderung der elektrischen Ladung

Elektrische Spannung:

wird durch chemische Prozesse (Austausch von Ionen, vorrangig Natrium und Kalium) erzeugt

Ruhepotenzial —> Erregung des Neurons

Das Neuron in Ruhe:

Ruhepotenzial (-70 mV) = negatives Zellinneres & positives Zelläußeres: IZF negativ gegenüber EZF

Zellmembran (semipermeabel) für einige Ionen durchlässig, für andere nicht

Das Neuron wird erregt:

1. Depolarisierung: ausgelöst durch elektrischen Impuls von benachbartem erregten Neuron

   (—> Zellinneres wird weniger negativ)

2. Aktionspotential: Entsteht bei einer hohen Depolarisierung am Axonhügel und führt zu einer plötzlichen hohen Durchlässigkeit der Zellmembran

   (—> spannungsabhängige Natrium-Kanäle öffnen sich)

3. „Alles-oder-nichts-Prinzip“: Ankommendes Signal muss Erregungsschwelle überschreiten, um Aktionspotenzial auszulösen

• Positiv geladenes Zellumfeld & negativ geladenes Zellinneres (IZF negativ zu EZF)

• Zellmembran nur selektiv durchlässig (semipermeabel)

• beträgt ca -70mV

• Schneller Austausch elektrisch geladener Teile durch Kanäle in der Zellwand mit der Natrium-Kalium-Pumpe

• Weiterleitung von Informationen in der Nervenzelle erfolgt durch Änderung der elektrischen Ladung

• Durch Öffnung der Ionenkanäle erfolgt eine lawinenartige Veränderung der Polarität in der Zelle am Axon entlang

(kurzfristig IZF positiv gegenüber EZF)

• Zeit, die notwendig ist, um das Ruhe- potenzial wiederherzustellen.

• Zelle in dieser Phase nicht aktivierbar

• Einschnürungen der Myelinschicht im Abstand von 1mm beschleunigen die Impulsleitung und frischen sie auf

Informationsübertragung zwischen Zellen an der synaptischen Endigung

=Neurotransmitter

Am weitesten verbreiteter erregender Neurotransmitter

(50% der Gehirnneuronen setzen Glutamat frei)

=Neurotransmitter

• Wichtigster hemmender Neurotransmitter im Gehirn

(33-50% der hemmenden Neuronen im Gehirn)

Glycin wirkt in Rückenmark und Hirnstamm

• Barbiturate (Schlaf- und Narkosemittel), Benzodiazepine (z. B. Valium zur Beruhigung, Angstreduktion, Schlaferleichterung) binden an GABA-Rezeptoren

=Neurotransmitter

• Haupttransmitter des vegetativen Nervensystem: kann hemmend oder erregend sein

• Botenstoff mit dem die Motoneurone im Rückenmark ihre Signale an Muskeln übertragen

=Neurotransmitter

Adrenalin

Noradrenalin

Dopamin

• Adrenalin: Botenstoff des sympathischen Nervensystems

• Noradrenalin: Gehirn (Aktivierung)

• Dopamin: weit verzweigte Neuronen in vielen Gehirnteilen, Lernprozesse, Belohnung, Suchtentwicklung, Willkürmotorik

=Neurotransmitter

• Wird im Hirnstamm produziert (Raphe-Kerne)

• Regulation von Rhythmen (Schlaf-Wach, Hunger, Durst), emotionale Befindlichkeit, Schmerzwahrnehmung

• Serotonin(mangel) wird mit Depression und Essstörungen in Verbindung gebracht

https://www.youtube.com/watch?v=InNhDfDfl5c

Erregungsschwelle

—> kommt immer drauf an, ob mehr erregende/hemmende Neurotransmitter ausgeschüttet werden

▪ https://www.youtube.com/watch?v=XSK6Ql_1SIA

▪ Weitere Informationen zur Arbeitsgruppe von Prof. Bonhoeffer finden Sie unter https://bonhoefferlab.de