Symbolbild: Erregungsleitung der Nervenzellen
Symbolbild: Erregungsleitung der Nervenzellen
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Die Erregungsleitung der Nerven: Über die Kommunikation von Nervenzellen

Zuletzt aktualisiert am: 28.08.2018
Dieser Text wurde nach wissenschaftlichen Standards verfasst und von Medizinern auf Richtigkeit überprüft.

Millionen von Nervenzellen leiten im Körper die Informationen von einem Ort zum anderen, vom Gehirn weg und zu ihm hin. Dabei gibt es verschiedene Arten von Nervenzellen (Neuronen) mit unterschiedlichen Spezialisierungen.

Der grundsätzliche Aufbau einer Nervenzelle ist stets der gleiche: Es gibt einen Zellkörper und lange Fortsätze, die von beiden Seiten des Körpers abgehen. Diese nennt man zum einen Dendriten, das sind kleine Fortsätze oder Verästelungen, und zum anderen Axone, das ist ein großer, bis zu einem Meter langer Fortsatz. Den Endabschnitt eines Axons bilden die Endknöpfchen als präsynaptische Endigungen. Axone und Dendriten empfangen elektrische Signale von anderen Zellen und leiten sie zu anderen Nervenzellen weiter.

Wie kommunizieren Nervenzellen?

Nervenzellen kommunizieren tauschen über elektrische Signale Informationen aus. Diese Signale werden von den Dendriten über den Zellkörper und das Axon zu den Endknöpfchen von einer Nervenzelle zur nächsten weitergeleitet. Dies nennt man Aktionspotentiale. Jede Nervenzelle trägt dabei eine schwache elektrische Ladung, die durch ein Wechselspiel von Ionen, das sind elektrisch geladene Teilchen, zustande kommt. Durch winzige Kanäle in der Zellwand können positiv geladene Natrium­- und Kaliumionen in die Nervenzellen hinein und hinaus wandern. Ist die Nervenzelle im Ruhezustand, sind nahezu alle Natriumkanäle geschlossen und nur bestimmte Kaliumkanäle geöffnet. Trifft ein elektrischer Reiz einer Nachbarzelle ein, wechselt die Nervenzelle blitzschnell ihre elektrische Ladung. Es strömen Natriumionen aus der Zelle hinaus, wodurch sich das Aktionspotenzial aufbaut. Im zweiten Schritt entweichen die Kaliumionen und das Aktionspotenzial baut sich wieder ab – der Impuls wurde zur nächsten Zelle übermittelt. Dieser Ablauf dauert lediglich eine Millisekunde.

Zur Funktion der Synapsen

Der Informationsaustausch der Nervenzellen erfolgt an den sogenannten Synapsen. Sie bestehen aus dem Axon-Endkörperchen der Senderzelle, dem Dendriten der Empfängerzelle und dem synaptischen Spalt. Kommt ein elektrischer Impuls in den Endknöpfchen eines Axon-Endkörperchens an, verschmelzen in den Endknöpfchen vorhandene Bläschen mit der Zellmembran und sogenannte Botenstoffe gelangen in den synaptischen Spalt. An der Zellmembran des Empfängers werden diese Botenstoffe wieder aufgenommen und erneut in einen elektrischen Impuls verwandelt. So wird der Impuls von Nervenzelle zu Nervenzelle weitergegeben.

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Die Rolle der Nervenfasern

Die Weiterleitung von Nervenimpulsen erfolgt über lange, faserartige Fortsätze der Nervenzellen: den Nervenfasern oder Axonen. Unterschieden wird zwischen marklosen und markhaltigen Nervenfasern. Die meisten Nervenfasern sind von einer schützenden Hülle umgeben, dem Myelin, einer fetthaltigen Substanz. Die isolierende Myelinhülle ist nicht durchgehend, sondern weist kleine Lücken auf, die sogenannten Ranvierschen Schnürringe. Daneben gibt es aber auch marklose Nervenfasern, z.B. in inneren Organen. Nervenfasern werden nach Faserqualität (sensibel, sensorisch, motorisch), nach Leitungsrichtung (zum ZNS, weg vom ZNS), nach dem Grad der Myelinisierung und der Leitungsgeschwindigkeit eingeteilt.

Kontinuierliche und saltatorische Erregungsleitung

Die Weiterleitung elektrischer Impulse über Aktionspotenziale wird als Erregungsleitung bezeichnet. Unterschieden wird zwischen kontinuierlicher und saltatorischer Weiterleitung. Bei marklosen Nervenfasern erfolgt die Reizweiterleitung kontinuierlich und eher langsam von Axonabschnitt zu Axonabschnitt. Bei myelinisierten Nervenfasern kann die Informationsübertragung als saltatorische Erregungsleitung deutlich schneller und energieeffizienter erfolgen. Damit sich Signale mit hoher Geschwindigkeit entlang der Nervenfasern ausbreiten können, springen die elektrischen Impulse. Dies gelingt über freiliegende Abschnitte entlang eines Axons (Ranviersche Schnürringe). Diese ermöglichen eine energieeffizientere und deutlich schnellere Weiterleitung der Impulse.

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Quellen:

  • Baron Ralf, Strumpf, Michael: Praktische Schmerztherapie. Springer Medizin Verlag. ISBN 3-540-23091-2
  • Diener H.Ch., Maier Ch. Das Schmerz-Therapie-Buch. Urban & Schwarzenberg. ISBN 3-541-16041-1
  • Junker Uwe, Nolte Thomas. Grundlagen der Schmerztherapie. Medizin & Wissen. Urban & Vogel Verlag. ISBN 3-89935-218-1
  • Kugler Michael: Theorie und Praxis der Schmerztherapie. Diomed Verlag. ISBN 3-9808331-7-8
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