Nerv - Stichworte

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Wie funktioniert eine Nervenzelle?

Im Internet übertreiben die Abbildungen: In Ihrer eigenen Zeichnung reichen drei oder vier Dendriten, sowie am andern Ende eine Synapse. Nehmen Sie unsere Unterrichts-Zeichnung samt Beschriftung.

Hier im Internet kommt nur mal ein Text, wie Sie ihn beim Zeichnen ungefähr so sprechen könnten.

1. Im Körper werden Erregungen weitergeleitet - abstrakte Signale. Nur indem Erregnungen von einer Sinneszelle genau zum passenden Bereich im Gehirn laufen, wird der "Reiz" verstanden.

2. "Reize" sind physikalische Ereignisse außerhalb der Zellen. Also Hören, Sehen, Riechen, Schmecken, dann aber auch z.B. "Zuckerkonzentration, Sauerstoffgehalt und Temperatur des Blutes". In unserem Körper werden viele Reize automatisch miteinander abgeglichen, und wir können sie bewusst nicht wahrnehmen. Alles aber, was dann über die Nerven läuft, sind (nur noch) elektrische Erregungen.

3. Im Körper können elektrische Erregungen nicht weitergeleitet werden wie mit einem Stromkabel. Denn wir sind nass. Alles Biologische findet in wässriger Umgebung statt. Normaler Strom zerstreut sich da sofort. Nervenzellen sind ein biologischer Trick, wie Erregungen in wässriger Umgebung gezielt geleitet werden können.
Nervenzellen arbeiten auf den ersten Blick nur mit lokalen Spannungen. Das sind Unterschiede zwischen der Menge der negativen und positiven Ionen an Membranen innen und außen. Auf den zweiten Blick gibt es dann noch die clevere saltatorische Erregungsleitung - da verschieben sich Ionenkonzentrationen längs entlang einer Membran.
Was im Körper nicht zur Erregungsleitung genutzt wird und uns als "Strom" geläufig ist, sind lichtschnell hin- und herrasende Elektronen.

4. An der Nervenzelle gibt es drei Arten der Erregungsübertragung. Wir nehmen die Bezeichungen aus dem Buch:

4.1. Das Membranpotential. Es funktioniert "analog", kann also dynamisch auf- und abgebaut werden, kann negativ und positiv sein und verändert sich vergleichsweise langsam nach allen Seiten entlang einer Membran. Der Vorteil dieses Membranpotentials: Es kann "verrechnen". Gelangen also 20 Erregungen von außen an einen Membranbereich ein, einige hemmend, andere fördernd, so bildet sich daraus ein eigenständiger neuer Wert des Membranpotentials.
Ein Membranpotential herrscht an den Dendriten und am Zellleib der Nervenzelle. Im Prinzip sind sogar alle Zellen im Körper imstande, ein Membranpotitenial aufzubauen, und tun es bei Bedarf.

4.2. Das Aktionspotential. In ihm sind Erregungen umcodiert in einzelne, immer gleiche, schnell übertragbare Signale. Die jeweilige Höhe des Membranpotentials diktiert die Frequenz der Aktionspotentiale. Also " - 50 mV lokale Spannung am Membranpotential bewirkt 50 Aktionspotentiale pro Nanosekunde, - 30 mV lokale Spannung am Membranpotential bewirken nur 30 Aktionspotentiale pro Nanosekunde". Die Zahlen sind nur zum Verständnis, die Zahlenwerte stimmen nicht.
Das Aktionspotential wird am Axonhügel erzeugt, der dort die Höhe des Membranpotentials aus der Nervenzelle als Maßstab nimmt. Es läuft dann durch das Axon bis zur Synapse. Das Aktionspotential ist imstande, große Strecken - also 1/100  mm bis 1 m - im Körper halbwegs schnell zu durchwandern. Es ist der einzige Weg, mit dem Erregungen in einem vielzelligen Organismus weitergegeleitet werden können

4.3. Die chemische Übertragung der Erregung an der Synapse. Hier gelangt das Signal von einer Nervenzelle zur nächsten, oder die Zielzelle der Nervenzelle führt dann eine Aufgabe aus, zu der sie gebaut ist: Muskelzellen kontrahieren sich, Pigmentzellen erweitern sich, Hormonzellen schütten ihr Hormon aus, usw.
Diese chemische Übertragung hat eine "Gleichrichterfunktion": Während Erregungen am Axon und um die Nervenzelle hin- und herlaufen können, klappt die Erregungsübertragung in der Synapse nur von der Nervenzelle nach "draußen" und nicht umgekehrt.