Aufbau einer Nervenzelle: So sehen Neurone aus

Oktober 1, 2019

7 Min.

Sie sind die Spezialisten für Strom in unserem Körper: die Nervenzellen. Als kleinste funktionelle Einheiten des Nervensystems leiten sie elektrische Signale aus dem Körper ins Gehirn. Umgekehrt geben sie außerdem Befehle des Gehirns in Form von elektrischen Impulsen an den jeweiligen Empfänger weiter. Das kann zum Beispiel ein Muskel sein, der sich daraufhin zusammenzieht und eine Bewegung auslöst. Gefordert ist dabei nicht nur maximale Geschwindigkeit, sondern auch größtmögliche Präzision.

Zum Thema:

Die Zellen des Nervengewebes

Das Nervensystem setzt im Wesentlichen auf die folgenden beiden Zelltypen, die im Verbund miteinander arbeiten:

Die Gliazellen

Gliazellen sind selbst nicht direkt an der Reizweiterleitung beteiligt, im menschlichen Nervensystem erfüllen sie aber dennoch äußerst wichtige Funktionen.

Als Stützzellen schützen sie die Neurone (die eigentlichen Nervenzellen), indem sie sie elektrisch abschirmen (was für eine schnelle Erregungsleitung wichtig ist) oder eingedrungenen Stoffen im Blut (zum Beispiel Medikamenten) den Zugang zum Gehirn versperren. Zudem sind die Gliazellen für die Versorgung der Neurone mit Nährstoffen zuständig.

Sie steuern auch den Fluss der zerebrospinalen Flüssigkeit (auch Liquor oder Nervenwasser genannt), die Gehirn und Rückenmark bei Erschütterungen abfedert. Insgesamt machen die Gliazellen circa 50 Prozent aller Zellen im Gehirn aus.1

Experten unterteilen die Gliazellen im zentralen Nervensystem in vier Arten:

  • Astrozyten
  • Oligodendrozyten
  • Mikrogliazellen
  • Ependymzellen

Die Neurone

Hierbei handelt es sich um die Zellen, die tatsächlich jene Arbeit verrichten, die wir mit der Bezeichnung „Nervensystem“ in Verbindung bringen. Impulse aus allen Bereichen des Körpers werden durch sie gebündelt und an die Schaltzentralen im Rückenmark und Gehirn weitergeleitet.

Die dort angesiedelten Nervenzellen verarbeiten diese Informationen und senden wiederum selbst elektrische Signale aus, die in allen Bereichen des Körpers entsprechende Reaktionen hervorrufen können, zum Beispiel die Bewegungen der Beine beim Gehen. Um ihre Aufgaben ideal zu erfüllen, ist der Aufbau einer Nervenzelle sehr komplex angelegt.

Wow!

Experten schätzen die Anzahl der Neurone im menschlichen Nervensystem auf über 100 Milliarden.2

So sieht der Aufbau einer Nervenzelle aus

Wie auch die übrigen Zellen des Körpers besteht ein Neuron aus einem Zellkern und einem Zellkörper (Soma). Angepasst an ihre speziellen Tätigkeiten ist der Aufbau einer Nervenzelle allerdings noch um ein paar Bestandteile erweitert:

Aufbau einer Nervenzelle von oben (Dendrit) nach unten (Synapse) dargestellt
Aufbau einer Nervenzelle von oben (Dendrit) nach unten (Synapse) dargestellt.

  • Dendriten: verzweigte vom Zellkörper ausgehende Ausstülpungen, die eingehende Signale empfangen und an den Zellkörper weiterleiten
  • Axonhügel: bildet den Ausgangspunkt des Axons; hier sammeln sich Signale, bis sie dann als Impuls über das Axon weitergeleitet werden
  • Axon: länglicher Fortsatz der Nervenzelle, der Reize vom Soma an die nächste Nervenzelle überträgt
  • Myelinscheide: eine Art Schutzschicht bestehend aus speziellen Gliazellen, die das Axon häufig umgibt und es elektronisch isoliert, was für die Weitergabe der Signale von Bedeutung ist
  • Synapsen: synaptische Endknöpfchen bilden das Ende des Axons; hier geschieht die Umwandlung des elektrischen Reizes in ein chemisches Signal

Aha!

Wie die Dendriten ist das Axon ein Fortsatz des Neurons, allerdings deutlich länger und dicker. Die längsten Axone im menschlichen Körper – die den Ischias-Nerv ausmachen – messen etwa einen Meter.2 Der Aufbau einer Nervenzelle des Ischias entspricht dabei genau dem der übrigen Neurone – nur eben sehr viel größer. Zum Vergleich: Es gibt auch Axone, die nicht einmal einen Millimeter lang sind.2

Die Aufgaben der Nervenzellen

Alle Vorgänge innerhalb des Körpers werden, genauso wie alle äußerlichen Reaktionen und Abläufe, von Nerven ausgelöst und gesteuert. Der Aufbau einer Nervenzelle ermöglicht überhaupt erst das Leben wie wir es kennen – ohne die Neurone wäre der Mensch zu all dem nicht in der Lage:

  • Bewegungen
  • Wahrnehmung von Sinneseindrücken
  • Sprechen
  • Denken
  • Lernen

Wie funktioniert die Erregungsleitung?

Die Dendriten einer Nervenzelle empfangen ein Signal und leiten es an den Axonhügel im Zellkörper weiter. Hier werden eingehende Signale gesammelt (Membranpotential) und erst weitergegeben, wenn ein bestimmter Schwellwert überschritten ist. In diesem Fall löst sich schlagartig ein Aktionspotential – die Signale gelangen weiter in das Axon.

Em Ende des Axons sitzen synaptische Endknöpfe. Hier geschieht die Umwandlung des elektrischen Reizes in ein chemisches Signal. Ein chemischer Botenstoff (Neurotransmitter) wandert daraufhin von den Synapsen zu den Dendriten einer nachgeschalteten Nervenzelle. Diese empfangen den Reiz wiederum als elektrisches Signal. So verläuft die Übertragung als eine Art Kettenreaktion immer weiter bis zum Gehirn, welches das Signal verarbeitet. Durchschnittlich leitet ein Nerv ein Signal mit einer Geschwindigkeit von 45 Metern pro Sekunde weiter.3

Die Steuerung der Reizübertragung bedarf einer exakten Kontrolle und Koordination – übernommen von spezialisierten Nervenzellen. Diese lagern sich in den zwei Schaltzentralen des Körpers zusammen: Gehirn und Rückenmark.

Ausgeklügelte Schutzmechanismen wie der Schädel und die Wirbelsäule sollen Neurone vor gefährlichen, äußeren Einflüssen (zum Beispiel Verletzungen durch einen Unfall) schützen. So können sie möglichst ungestört ihren Aufgaben nachkommen und sowohl Signale aus allen Teilen des Körpers empfangen als auch Funktionen im ganzen Körper steuern.

Dabei sind nicht alle Nervenzellen für alle Aufgaben zuständig: Einzelne Bereiche in Gehirn und Rückenmark haben sich auf bestimmte Tätigkeiten und Funktionen spezialisiert, so gibt es zum Beispiel:

  • den Frontallappen (im Gehirn; unter anderem zur Koordination von Bewegungen)
  • den Scheitellappen (ebenfalls im Gehirn; zum Beispiel zur Verarbeitung von Sinneseindrücken)
  • das Reflexzentrum (im Rückenmark; löst beispielsweise den bekannten Kniesehnenreflex aus)

Nur durch Spezialisierungen wie diese ist es möglich, dass die Reizübertragung in unserem Nervensystem einwandfrei, präzise und innerhalb kürzester Zeit funktioniert.

Jenni Graf
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