Neurobiologie Grundlagen: Synaptische Übertragung, Nervenimpulse und PNS

Fundamentale Prozesse der Nervenzellen

Die fundamentalen Prozesse in Nervenzellen, insbesondere an den sogenannten Synapsen, umfassen die Übertragung von Nervenimpulsen zwischen Neuronen und die Kommunikation mit betroffenen Zellen (z. B. Muskelzellen).

Mechanismus der Nervenimpulsleitung und Synapsen

Synaptische Übertragung (Synaptischer Prozess)

Bei der synaptischen Übertragung erfassen die Dendriten eines Neurons den Nervenimpuls. Dieser Impuls wird über das gesamte Axon geleitet. An den synaptischen Endknöpfchen (Boutons), einer Verlängerung des Axons, wird eine Substanz freigesetzt, die als Neurotransmitter bezeichnet wird. Dieser Neurotransmitter überträgt den Nervenimpuls auf ein benachbartes Neuron oder eine Muskel-Synapse.

Leitung von Nervenimpulsen

Nervenzellen besitzen die Fähigkeit, Impulse über lange Strecken mit hoher Geschwindigkeit zu leiten, ohne dass die ursprüngliche Signalstärke abnimmt.

Klassifikation und Arten von Synapsen

Synapsen werden in verschiedene Klassen eingeteilt:

• Axodendritisch (Axon zu Dendrit)
• Axosomatisch (Axon zu Soma)
• Axoaxonal (Axon zu Axon)
• Dendrodendritisch (Dendrit zu Dendrit)
• Dendrosomatisch (Dendrit zu Soma)
• Somatosomatisch (Soma zu Soma)

Die elektrische Impulsübertragung ist unidirektional und findet statt:

1. Zwischen Neuron und Neuron.
2. Zwischen Nerv und einer empfangenden Zelle (neuronale Empfänger).
3. Zwischen einer Nervenzelle und einer Muskelzelle (neuromuskulär).
4. Zwischen einer Nervenzelle und einer Epithelzelle (neuroepithelial).

Diese Erregung kann durch einen äußeren Reiz ausgelöst werden. Elektrische Impulse in Nervenzellen (Dendriten-Axone-Körper) sind dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Freisetzung von positiven und negativen Ladungen bewirken. Etwa 99% der Synapsen reagieren entweder mit einer erregenden oder einer hemmenden Funktion. Die Fähigkeit der Synapse, die Erregung weiterzuleiten, hängt von der Nervenzelle ab.

Ruhemembranpotential und Neurotransmitter

Der Ionenaustausch, der stattfindet, wird als Ruhemembranpotential bezeichnet. Der Neurotransmitter, der an der Muskelübertragung beteiligt ist, ist Acetylcholin. Aktin und Myosin sind die Proteine, die für die Kontraktion und Entspannung der Muskeln verantwortlich sind.

Das Periphere Nervensystem (PNS)

Aufbau des Peripheren Nervensystems

Das Periphere Nervensystem (PNS) besteht aus Nervenendigungen, die in zwei Hauptkategorien unterteilt werden:

• Afferente Fasern (Sensorisch): Übertragen Informationen (Signale) von der Peripherie zum Rückenmark und Gehirn.
• Efferente Fasern (Motorisch): Leiten Informationen vom Gehirn an die Muskeln weiter.

Das PNS besteht aus Hirnnerven und Spinalnerven.

Hirnnerven und Spinalnerven

Insgesamt gibt es 12 Paare von Hirnnerven, die an der Basis des Gehirns liegen, und 31 Paare von Spinalnerven.

Funktion der Hirnnerven

Die Hirnnerven sind für Funktionen wie Hören, Sehen, Gleichgewicht, Kopfbewegung, Geschmack, Kauen und Schlucken zuständig. Sie strahlen alle um den Kopf aus.

Anmerkung zum Vagusnerv: Der 10. Hirnnerv, der Vagusnerv, spielt nicht nur eine Rolle in Kopf und Hals, sondern ist auch der einzige Hirnnerv, der bis in den Bauchraum reicht.

Plexus der Spinalnerven

Die Spinalnerven bilden zwei Haupt-Nervengeflechte (Plexus):

• Plexus Brachialis: Versorgt die oberen Extremitäten.
• Plexus Lumbalis: Versorgt die unteren Extremitäten.

Klassifikation nach Funktion

Nerven können auch nach ihrer Funktion klassifiziert werden:

• Sensorische (Afferente) Nerven: Leiten Signale von den Sinnesorganen (z. B. Geruch, Optik).
• Motorische (Efferente) Nerven: Bewirken Bewegungen (z. B. die Bewegung des Auges).
• Gemischte Nerven: Besitzen sowohl sensorische als auch motorische Funktionen.