Das Nervengewebe
Es dient zur Reizübermittlung im Körper. Es besteht aus Nervenzellen, sowie Stütz- und Hüllzellen. Nervenzellen können Erregungen mit ihren Fortsätzen über eine weite Strecke leiten. Die Erregungsaufnahme erfolgt entweder durch einen oder mehrere Dendriten. Der bildliche Name Dendrit ist eine plastische Bezeichnung dieser manchmal baumartig verzweigten, kurzen Fortsätze. Die Erregungsweiterleitung erfolgt im Neuriten, der aufgrund seines geradlinigen Aussehens auch als Axon bezeichnet wird. Jede Zelle hat stets nur ein Axon. Die Axons werden von Hüllzellen umgeben, den sogenannten Schwannschen Zellen . Zwischen den Schwannschen Zellen bestehen Einschnürungen, die als Ranviersche Schnürringe bezeichnet werden. Eine Nervenzelle stellt mit ihren Fortsätzen eine anatomische und funktionelle Einheit dar. Diese Einheit wird als Neuron bezeichnet. Nervenzellen können sich nicht mehr teilen, so daß eine Vermehrung oder ein Ersatz alter und defekter Zellen nicht mehr möglich ist. Die Neuriten bilden zusammen mit den Hüllzellen die Nervenfasern. Mehrere Fasern werden zu Bündeln zusammengefasst und mehrere Bündel bilden einen Nerven. Die Erregungsübertragung von einer Nervenzelle auf eine andere erfolgt an besonderes gestalteten Kontaktstellen, den Synapsen , durch chemische Überträgerstoffe, sogenannten Transmitter.
Elektrische Erregbarkeit des Nervengewebes
Das Ruhemembran Potential, ist der Spannungsunterschied, der an der Plasmamebrane zustande kommt, durch die unterschiedliche Ionenverteilung im Intra- und im Extrazellulärraum. Alle Zellen des Körpers, egal ob elektrisch erregbar oder nicht, tragen auf ihrer Zellmembran elektrische Ladungen. Die Zellinnenseite ist negativ geladen, während die Zellaussenseite positiv aufgeladen ist. Diese Potentialdifferenz bezeichnet man als Membranpotential . Es beträgt bis zu 60 mV, also 0,06 Volt.
Wie kommt es zu dieser Potentialdifferenz?
Der Intrazellularraum ist verglichen mit dem Extrazellularraum sehr reich an Kalium, Kalium ist positiv geladen. Durch K+ Kanäle bewegen sich K+ Ionen nach außen, nehmen somit ihre positive Ladung mit, was im Zellinneren zu einer negativen Ladung führt. Nun verliert aber die Zelle nicht alle Kaliumionen, da jedes ausströmende K+ die Zellaußenseite automatisch stärker positiv auflädt. Da gleichsinnig geladene Teilchen einander abstoßen, wird es für weitere K+-Ionen immer schwerer, sich gegen diese positive Membranladung nach außen vorzuarbeiten. Innerhalb kurzer Zeit (wenige Millionstel einer Sekunde) stellt sich ein Gleichgewicht ein, bei dem keine K+-Ionen mehr durch die Zellmembran fließen. Das Aktionspotenzial Es bezeichnet eine kurzfristige Spannungsänderung an der Zellmembran. Innerhalb einer Zelle ist Natrium 10 Fach niedriger konzentriert als außerhalb der Zelle, die Zellmembran ist für Natrium undurchlässig.
Öffnen sich Na Kanäle, so kann es sehr schnell in die Zelle eindringen. Die elektrische Ladung der Zellmembran kehrt sich kurzzeitig um, die Zelle ist in ihrem Inneren positiv geladen. Das Schwellenpotenzial Es ist der Trigger für ein Aktionspotential . Unterschreitet das Membranpotenzial diesen Wert in Richtung 0, so wird unwiderruflich und sofort ein volles Aktionspotenzial ausgelöst, während nur geringfügige negative werte keine Reaktion zeigen.
Repolarisation.
Es ist wichtig, dass sich eine Erregung nicht nur schnell aufbaut, sondern auch schnell wieder abklingt, damit rasche Bewegungsabläufe und Stopps möglich werden. Diese 5 ms dauernde Repolarisationsphase bringt das Membranpotenzial wieder auf seinen Ruhewert zurück Die Refraktärperiode, dient der Regeneration der Zelle. Während dieser Periode kann kein Aktionspotenzial ausgelöst werden (absolute Refraktärperiode) oder das Schwellenpotenzial ist sehr viel höher als normal (relative Refraktärperiode).
Aufbau des Nervengewebes
Wie andere Körperzellen hat auch die Nervenzelle einen Zellkern, einen Zellstoffwechsel mit dementsprechenden Zellorganellen.
Jedoch können sich die Nervenzellen nach der Geburt nicht mehr durch Zellteilung vermehren. Die meisten Neuronen besitzen einen Zellleib mit Zellkern und mehreren länglichen Zellfortsätzen, die Axone. Sie können eine Länge von 1 mm bis 100 cm entwickeln. Entlang des Axons wird vom und zum Zellleib ein stetiger Flüssigkeitsstrom aufrecht gehalten. Begrenzt wird das Axon durch die Zellwand, das Axolem. Die Fortsätze werden unterschieden in Dendriten und Neuriten.Die Dendriten empfangen Informationen, während die Neuriten sie senden . An den Enden der Zellfortsäze sind Verdickungen ausgebildet, diese fungieren als Kontaktstellen zwischen den einzelnen Nervenzellen. Diese Kontaktstellen werden als Synapsen bezeichnet.Erregungsleitung in marklosen Nervenfasern
Ein Aktionspotential das am Anfang eines Axons ausgelöst wird depolarisiert nur die unmittelbare Nachbarschaft und überträgt sich so auf die nächste Zelle. Da die auslösende Zelle sich danach in der Refraktionsphase befindet kann sich der Impuls auch nur in eine Richtung fortbewegen. Diese Ausbreitung ist sehr langsam, und ist für die Übermittlung einfacher dumpfer Schmerzreize ausreichend, jedoch nicht wenn es um eine schnelle Reizleitung geht. Das Aktionspotenzial pflanzt sich in Nervenfasern über lokale Ströme entlang der Zellmembran fort. Jede einzelne Stelle entwickelt dabei ein eigenes Aktionspotenzial, wodurch die Erregungsleitung langsam wird.
Erregungsleitung in markhaltigen Nervenfasern
Markscheiden isolieren die Zellmembran einer Nervenfaser elektrisch gegen die Umwelt. Ein Aktionspotenzial kann sich so über eine wesentlich größere Strecke ausbreiten. Die Erregung springt von einem Schnürring zum nächsten, die Erregungsleitung wird bis zu 20 Mal schneller. Um die Reizleitungsgeschwindigkeit zu beschleunigen, werden die Nervenfasern auf kleinsten Teilstücken von Gliazellen umhüllt, diese wirken als Isolator. Im peripheren Nervensystem sind es die Schwan Zellen, die jeweils einen kleinen Abschnitt des Axons ummanteln. Sie bilden die aus zahlreichen Segmenten bestehende Mark- oder Myelinscheide. Die Markscheide vermindert erheblich die elektrische Membrankapazität, so das sich die Erregung über wesentlich weitere Strecken ausbreiten kann. Nur in dem Ranvier-Schnürring , einem schmalen Spaltraum zwischen zwei Markscheidesegmenten, liegt die Membran der Nervenfaser frei.In diesen befinden sich tausende erregbarer Natrium und Kalium Kanäle, die ein starkes Aktionspotential erzugen können.Auf diese weise erreichen sehr dünne Nervenfasern ( 5 mükro Meter ) bis zu 20 m / sec. Dickere Nervenfasern (15 mükro Meter ) bis zu 120 m/sec. Struktur und Bedeutung der Erregungsübertragung an der Synapse Im Bereich der Synapse lassen drei Strukturen differenzieren.An der Aussendenden Zelle die präsynaptische Membran Den synaptischen Spalt An der empfangenden Zelle die postsynaptische Membran. Eine elektrische Übertragung über den Synaptischen Spalt hinaus ist nicht möglich . Das an der Präsynaptischen Membran eintreffende Aktionspotential sorgt dafür das ein Transmitterstoff freigesetzt wird In der postsynaptischen Membran befinden sich Rezeptorstrukturen, die genau für diesen Transmitter zugeschnitten sind und beim Eintreffen des Transmitters ihrer (postsynaptischen) Zelle signalisieren, dass ein Erregungsvorgang stattgefunden hat.
