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Wissenswertes rund um den Schlaganfall - Signalübertragung

Wie leiten Nerven eigentlich Signale weiter?

 

Wer im Sommer nach Abkühlung und Erfrischung sucht, der greift gerne zu einem köstlich kalten Glas Limonade oder springt in den nächstgelegenen Badesee. Haben Sie sich dabei schon mal Gedanken gemacht, auf welche Weise Bewegungen, die für das Zugreifen oder Schwimmen nötig sind, eigentlich zu Stande kommen? 

 

Eines steht fest: In unserem Nervensystem geht ständig still und leise die Post ab!

  

 

Damit wir denken, fühlen oder handeln können, müssen ca. 86 Milliarden Neuronen ständig miteinander kommunizieren. In Millisekunden finden an tausenden Zellen unzählige chemische und elektrische Prozesse statt – für eine einzige Handlung. Bis es jedoch dazu kommt, läuft ein äußerst komplexer Kommunikationsfluss ab, der Millionen von Nervenzellen einbindet. Diese analysieren, hemmen oder verstärken Informationen über einen kombinierten elektrischen und chemischen Prozess und leiten das Ergebnis schließlich weiter.

 

Doch wie genau funktioniert dieser Prozess der Signalübertragung? 

 

Nervenzellen sind hoch spezialisierte, sehr sensible Zellen, die innerhalb des Nervensystems Informationen weiterleiten. In der Regel sind Nervenzellen nicht physisch miteinander verbunden. Doch wie gelangt die Information dann von einer Zelle zur nächsten? Hier kommen die sogenannten Synapsen ins Spiel (in unserem Gehirn gibt es ca. 100 Billionen davon). Das Wort "Synapse" stammt aus dem griechischen σύν syn "zusammen" und ἅπτειν haptein "greifen, fassen, tasten" und bezeichnet die Kontaktstelle zwischen zwei Neuronen oder zwischen einem Neuron und einer Muskelzelle.

 

Der Aufbau einer Synapse:

 

Eine Synapse besteht aus

  • dem Axon-Endknöpfchen der Senderzelle
  • dem Dendriten der Empfängerzelle
  • und dem synaptischen Spalt dazwischen. 

Um Informationen von einer Zelle zur anderen zu übertragen, muss dieser synaptische Spalt überwunden werden. Und das funktioniert so:

  • Im sogenannten Axon-Endknöpfchen befinden sich kleine Bläschen (Vesikel). Diese enthalten chemische Botenstoffe, die sogenannten Neurotransmitter.
  • Kommt ein elektrischer Impuls im Axon-Endknöpfchen an, verschmelzen die Versikel mit der Zellmembran und die Neurotransmitter werden in den synaptischen Spalt ausgeschüttet.
  • So wird aus einem elektrischen Signal ein chemisches Signal.
  • An der Zellmembran der Empfängerzelle sitzen spezielle "Andockstellen" (sogenannte Rezeptormoleküle) für Botenstoffe
  • Gelangt ein Neurotransmitter an ein Rezeptormolekül, löst das wiederum an der Empfängerzelle ein elektrisches Signal aus, das sich entlang der Zelle fortpflanzen kann.
  • Wie bei dem sprichwörtlichen Dominoeffekt werden die Nervenimpulse so von Zelle zu Zelle weitergegeben. 

Aber Achtung - Nicht immer kommt es zur Auslösung einer Aktion, denn die Signalübertragung funktioniert nach dem Alles-oder-Nichts-Prinzip: Neurotransmitter wirken nicht immer exzitatorisch (erregend), sondern können auch inhibitorisch (hemmend) agieren und so die Entstehung eines neuen Aktionspotenzials verhindern. 

 

In der Praxis bedeutet das: Wer einen Topf mit frisch gekochten Nudeln zum Esstisch tragen will und sich dabei die Finger verbrennt, müsste eigentlich den Topf fallen lassen. In vielen Fällen kommt aber im Gehirn gleichzeitig die Botschaft an, dass dann der Topf auf den Boden fallen würde und man jede Menge zu putzen hätte. Deshalb lautet das Signal, das vom Gehirn an das Rückenmark und die Motoneuronen gesendet wird "Topf festhalten".

Dabei sind Dutzende Neurone an diesem „Diskussionsvorgang“ von erregenden und hemmenden Prozessen beteiligt, an dessen Ende der Reflex, den Topf fallenzulassen, unterdrückt wird.

 

Eines wird in jedem Fall deutlich: Unser Nervensystem beherrscht das Orchester aus Billionen von Synapsen, Neuronen und Signalen hervorragend!

 

 

 

 

 

 

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