Nervenzelle

Nervenzelle, auch Neuron oder Ganglienzelle, Zelltyp im Organismus des Menschen und fast aller Tiere, mit dessen Hilfe schnelle Signale zur Steuerung von Körperfunktionen übermittelt sowie Sinnesreize wahrgenommen, weitergeleitet und verrechnet werden.

Nervenzellen sind die grundlegenden informationsverarbeitenden Strukturen des Nervensystems, die über lange, dünne Fortsätze Kontakt mit anderen Zellen aufnehmen. Im Zellkörper (Soma oder Perikaryon) einer Nervenzelle befinden sich relativ viele Mitochondrien und Zisternen des rauen endoplasmatischen Reticulums. Zahlreiche Fibrillen aus Mikrotubuli und andere Proteine des Zytoskeletts bilden ein Gerüst, das dem Wachstum der Fortsätze und dem Transport von Stoffen aus dem Zellkörper dient.

Es gibt zwei verschiedene Arten von Fortsätzen: Dendriten und Axone. An Dendriten nehmen Nervenzellen Signale auf, die von anderen Nervenzellen oder Sinnesorganen stammen. Das Axon (oder der Neurit) einer Nervenzelle dient dazu, ein Nervensignal im Körper weiterzuleiten. Deshalb ist er meist länger als die Dendriten. Nervenzellen werden nach der Anzahl der Fortsätze und ihrer Ausrichtung zum Soma unterschieden: Bei pseudounipolaren Nervenzellen gabelt sich ein einziger Fortsatz in einigem Abstand vom Soma in Dendrit und Axon. Bipolare Nervenzellen haben einen Dendriten und ein Axon, multipolare viele Dendriten. Im Nervensystem des Menschen überwiegen multipolare Nervenzellen, die anderen Typen finden sich vor allem in Ganglien des Rückenmarks, in der Netzhaut der Augen und im Riechepithel der Nase. Unterschieden wird auch zwischen motorischen Nervenzellen (Motoneuronen), die Bewegungen steuern, sensorischen Nervenzellen (Sinneszellen), die Reize von Sinnesorganen aufnehmen, und Interneuronen, die Signale von einer auf eine andere Nervenzelle übertragen; letztere überwiegen im Gehirn.

Dendriten bilden vom Soma ausgehend zahlreiche Verzweigungen und nehmen so Kontakt mit möglichst vielen anderen Zellen auf. In bestimmten Teilen des Gehirns bilden Dendriten Dornen oder Spines (englisch für Dornen), die vermutlich die Verbindung der betreffenden Nervenzellen stärken. Untersuchungen mit fluoreszierenden (leuchtend markierten) Molekülen zeigten, dass in den Dendriten Proteine gebildet werden, unabhängig von der Proteinbiosynthese im Bereich des Zellkerns. Dies deutet darauf hin, dass Dendriten die Verbindungsstärke zwischen den Nervenzellen beeinflussen und so bestehende Nervennetze flexibler machen.

Das Nervensignal (siehe Aktionspotential) beruht auf einer Verschiebung von elektrisch geladenen Teilchen (Ionen) durch die Plasmamembran der Nervenzelle (siehe Neurophysiologie). Bei den meisten Nervenzellen verzweigt sich das Axonende ebenso baumförmig wie die Dendriten. Die verdickten Enden dieser Verzweigungen werden als synaptische Endknöpfchen bezeichnet; die Kontaktstelle (zu anderen Zellen) selbst heißt Synapse. Trifft das Nervensignal an einer Synapse ein, werden dort spezielle Botenstoffe (Neurotransmitter) freigesetzt, mit deren Hilfe das Signal auf die andere Zelle übertragen wird. Abgewandelte Nervenzellen produzieren Botenstoffe auch im Soma und sondern sie über ihre Synapsen in ein Blutgefäß ab; die Botenstoffe dieser neurosekretorischen Zellen wirken dadurch als Hormone.

Ein Axon ist eng von Zellen umhüllt, die als elektrische Isolatoren gegenüber dem umgebenden Bindegewebe dienen. Axon und Hüllzellen (nach ihrem Entdecker Schwann’sche Zellen genannt) bilden zusammen eine Nervenfaser. Bei marklosen (grauen) Fasern sind die Axone mehrerer Nervenzellen von den Schwann’schen Zellen umschlossen. Bei markhaltigen (weißen) Nervenfasern wickeln sich die Schwann’schen Zellen während der Entwicklung der Nervenfaser mehrmals um das Axon. Diese dicke Hülle enthält Myelin, ein spezielles Protein-Lipid-Gemisch, und wird deshalb als Myelinscheide bezeichnet. Die Myelinscheide trennt das Axon aber nicht vollständig von der umgebenden Flüssigkeit, denn zwischen zwei benachbarten Schwann’schen Zellen bleiben ringförmige Lücken, die Ranvier’sche Schnürringe. Sie bewirken, dass Nervensignale über markhaltige Nervenfasern viel schneller weitergeleitet werden als über marklose Nervenfasern (saltatorische Erregungsleitung; Neurophysiologie).

Nervenzellen sind die größten Zellen im Organismus des Menschen und der meisten Tiere. Bei Wirbeltieren reichen Nervenfasern, die Bein- bzw. Flossenbewegungen steuern, vom Gehirn bis ins untere Rückenmark. Beim Menschen können sie bis zu einem Meter, bei Giraffen und Walen auch mehrere Meter lang werden. Kalmare haben Riesenaxone mit einem ungewöhnlich großen Durchmesser von knapp einem Millimeter – an ihnen lassen sich besonders gut Studien zur Leitung von Nervensignalen durchführen. Gebündelte und von Bindegewebe umschlossene Nervenfasern nennt man Nerv.