Aufbau einer Nervenzelle

Dendriten

Dendriten sind baumartige Fortsätze, die sich vom Zellkörper des Neurons aus erstrecken und Organellen enthalten, die denen des Zellkörpers ähneln. Die stark verzweigte Struktur der Dendriten bietet eine große Oberfläche für den Empfang von Informationen von anderen Neuronen an speziellen Kontaktstellen, den Synapsen. 

Häufig zeigen sie in ihrem Verlauf feine, dornenförmige Fortsätze, an denen Axone anderer Nervenzellen enden und eine axodendritische Synapse bilden. Auf diesen dendritischen Dornen sitzen viele Transmitterrezeptoren. Die Dornen erfüllen eine rezeptive Funktion und dienen der Vergrößerung der rezeptiven Oberfläche des Neurons.

Soma

Der Zellkörper eines Neurons, auch Perikaryon oder Soma genannt, befindet sich bei multipolaren Neuronen in der Mitte des Dendritenbaums. Er hat eine kugelförmige oder polygonale Form und macht ein Zehntel des gesamten Zellvolumens aus.

Die Funktionalität des Neurons hängt in hohem Maße von seinem Zellkörper ab, da dieser den Zellkern, der das genetische Material (DNA) der Zelle enthält, sowie verschiedene Zellorganellen beherbergt. Zu diesen Organellen gehören das glatte und raue endoplasmatische Retikulum, das sich mit freien Ribosomen zu Nissl-Körperchen zusammenschließt und an der Proteinsynthese von Enzymen, Rezeptoren, Ionenkanälen und anderen Strukturkomponenten beteiligt ist. Darüber hinaus enthält der Zellkörper den Golgi-Apparat und Mikrotubuli, die an der Verpackung und dem Transport von Proteinen beteiligt sind, Mitochondrien, die eine große Rolle bei der Energieproduktion spielen, und Lysosomen, die an der Abfallentsorgung der Zelle beteiligt sind.

Der Axonhügel beschreibt den Bereich des Zellkörpers, der den Ursprung des Axons markiert. Er ist kegelförmig und  frei von Nissl-Substanz oder anderen Zellorganellen. Er unterstützt die Polarität des Neurons, indem er den Übergang der rezeptiven von den leitenden Abschnitten darstellt. So wird die Richtung des Informationsflusses von den Dendriten zum Zellkörper, dem Axon und den Axonendigungen gewährleistet.

Der Bereich des Axons, der zwischen dem Axonhügel und dem Beginn der Myelinscheide liegt, wird als Initialsegment bezeichnet. Hier befinden sich spannungsabhängige Na+-Kanäle in hoher Dichte. Dies ist der Ort der Entstehung des Aktionspotentials.

Axon

Das Axon einer Nervenzelle wird auch als Nervenfaser oder Neurit bezeichnet. Die Membran eines Axons wird Axolemm und das Zytoplasma Axoplasma genannt. Im ZNS werden Bündel von Axonen als Tractus bezeichnet, im PNS als Fasciculus.

Ein Axon entspringt am Axonhügel und leitet das elektrische Signal durch sequentielle Depolarisation und Repolarisation vom Zellkörper weg.

Im Gegensatz zu den Dendriten, die ein komplexes Netzwerk mit vielen sich verjüngenden Verzweigungen bilden, ist das Axon eines Neurons in der Regel ein einzelner, langer Fortsatz, der sich über eine beträchtliche Entfernung erstrecken kann, bevor er sich verzweigt und endet. Die Länge der Axone variiert und kann sogar mehr als einen Meter betragen, wie z. B. bei einigen peripheren Nerven wie dem Nervus ischiadicus, der sich vom Rückenmark bis zu den Füßen erstreckt.

Die Axone enden typischerweise in feinen Verzweigungen, den Endknöpfchen. Diese spezialisierten Strukturen enthalten synaptische Vesikel, die Neurotransmitter speichern, die in den synaptischen Spalt freigesetzt werden, wenn ein Aktionspotential das Axonende erreicht.

Axone können von einer isolierenden Schicht aus Lipiden und Proteinen, der so genannten Myelinscheide, umhüllt sein. Diese Hülle schützt das Axon und verhindert den Verlust von elektrischer Ladung während der Übertragung von Aktionspotentialen entlang des Neurons, wodurch die Geschwindigkeit der Signalübertragung erhöht wird. Die Myelinscheide wird von bestimmten Arten von Gliazellen gebildet, den Oligodendrozyten im ZNS und Schwann-Zellen im PNS. Während ein Oligodendrozyt im ZNS mehrere Axone myelinisieren kann, indem sich seine armartigen Fortsätze um sie wickeln, sind Schwann-Zellen im PNS nur an der Myelinierung von einzelnen Axonen beteiligt. Nicht alle Axone sind von Myelin bedeckt. Im PNS können mehrere nicht-myelinisierte Axone durch eine einzige Schwann-Zelle verlaufen, ohne dass eine Myelinscheide gebildet wird. 

Die äußerste Zytoplasmaschicht der Schwann-Zellen, die über der Myelinscheide liegt, wird als Neurilemm bezeichnet. Dieses strukturelle Merkmal hilft bei der Regeneration geschädigter peripherer Axone, wenn der entsprechende Zellkörper intakt bleibt. Im Gegensatz dazu haben ZNS-Neurone, denen ein Neurilemm fehlt, eine begrenzte Regenerationsfähigkeit.

Nervenfasern werden nach ihrer Myelinisierung in Gruppen eingeteilt: Neurone der Gruppe A sind stark myelinisiert, Neurone der Gruppe B sind mäßig myelinisiert und Neuronen der Gruppe C sind nicht myelinisiert.

Entlang myelinisierter Nervenfasern liegen gleichmäßige Lücken, die als Ranvier-Schnürringe bezeichnet werden. Diese ermöglichen, dass das Aktionspotential nicht kontinuierlich entlang der Nervenfaser verläuft, sondern von Schnürring zu Schnürring springen kann. Dieses Ausbreitungsmuster wird als saltatorische Erregungsleitung bezeichnet. 

Da Axone kein endoplasmatisches Retikulum und keine Ribosomen besitzen, werden die für ihr Wachstum benötigten Proteine und Zellorganellen im Perikaryon synthetisiert und dann über axonalen Transport zum Axon befördert. Dies geschieht über Mikrotubuli- und Intermediärfilamente, die als Zytoskelett-„Schienen“ für den Transport verschiedener Materialien dienen.