Histo - Nervenzellen

Graue Substanz

überwiegend
Zellkörper (Perikarya) der
Neuronen

Weisse Substanz

überwiegend Zellfortsätze
(Axone) der Neuronen, von
Myelinscheide (Glia) umhüllt

Afferenzen vs Efferenzen

Morphologische Klassifikation von Nervenzellen

unipolar: 1 Ausläufer
bipolar: 2 Ausläufer
multipolar: mehrere Ausläufer

Neuriten

Zellfortsätze

Aufbau eines Neurons

Richtung der Übertragung = Polarität

Dendriten vs Axone
In- oder Output?

Dendriten: Input
Axon: Output

Funktionelle Klassifikation von Neuronen

Primitives Nervensystem

Verbindung zw Äusserem des Tieres und Muskeln -> Reizreaktionen
-> Ausbildung dieses Nervennetz (Verdichtung)
zB bei Quallen (haben kein Gehirn)

Entwicklung des Nervensystems

das Nervensystem entsteht durch Einfaltung
eines Oberflächenepithels
(Neuroektoderm).
-> wir haben immer noch Hohlräume im Gehirn

Synzytium

eine durch Verschmelzung (Fusion) mehrerer Einzelzellen entstehende mehrkernige Zelleinheit

Sind Nervenzellen ein Synzytium?

Nein, sie sind bloss durch Synapsen miteinander "verbunden"

Nissl vs Golgi Färbung

Nissl färbt Säure (RNA ist sauer -> färbt endoplasmatisches Retikulum (Neurone haben sehr viel ER, weil sie so lange sind & viele Proteine brauchen))
=> Zellkörper werden markiert

Golgi färbt auch Neuriten

Antikörpermarkierung

Markierung einer bestimmten Nervenzellenart durch Zellspezifische Proteine
-> einfachere Klassifikation & Erkennung des gesamten Neurons (mit Ausläufern)
- auch in lebenden Gewebe möglich

Lichtmikroskopie vs Elektronenmikroskopie

Elektromikroskopie liefert ein genaueres & 3D Bild durch die Rekonstruktion der Gewebescheiben

Gliazellen des Zentralen Nervensystems

- Astrozyten
- Oligodendrozyten
- Ependymzellen
- Mikroglia

Gliazellen des peripheren Nervensystems

- Schwann Zellen
- Satellitenzellen/Mantelzellen

Warum sind Gliazellen vor allem in der weissen Substanz zu finden?

Die Gliazellen umwickeln vor allem Neuriten

2 Typen von Astrozyten

Marker für Astrozyten

GFAP (Glia fibrillary acidic protein, Saures Gliafaserprotein)
Hauptbestandteil der Filamente im Zytoplasma
wichtiger Biomarker für Hirnverletzungen & -tumore (Gliome)

Hat jeder Astrozyt seine eigene Domäne?

Astrozyten Domänen überlappen sich im gesunden Zustand nicht

Funktionen von Astrozyten

- Kontrolliert Blut-Hirn-Schranke
- Reaktion auf Verletzung (reaktive Astrogliose)
- Reguliert Funktion von Neuronen & Synapsen
- Kommunikation mit Neuronen (durch Neurotransmitter)

Astrozyten: Kontrolle und Modulation der Synapsenfunktion

- Astrozyten nehmen Neurotransmitter aus dem synaptischen Spalt auf. -> Reinigung des synaptischen Spalts
- Durch Rezeptoren erkennen sie die Aktivität der Neuronen und kontrollieren Ionenkonzentrationen.
=> Sie sind wichtig für die Synapsenfunktion (sie würden ohne sie nicht funktionieren)

Funktion der Blut-Hirn-Schranke

- Selektive Barriere zwischen Blutkreislauf und Zentralnervensystem
- Nährstoffimport, Abtransport von Stoffwechselprodukten (hoher Energie und
Sauerstoffbedarf des Gehirns!)
- Schutz vor Krankheitserregern und Toxinen

Aufbau der Blut-Hirn-Schranke

Aufbau der Blut-Hirn Schranke:
• Endothelzellen (verbunden mit tight junctions=
Diffusionsbarriere)
• Perizyten (enge Interaktion mit Endothelzellen,
Regulierung des Blutflusses)
• Basalmembran
• Endfüsse der Astrozyten (Modulation der
Durchlässigkeit der Blut-Hirn Schranke)

Astrozyten: Reaktion auf Verletzungen (reaktive Astrogliose)

in der Nähe einer Läsion (Verletzung oder Störung der Funktion eines Organs oder Körperglieds):
- mehr Astrozyten
- mehr GFAP
=> kranke Stellen erscheinen dunkler und dichter

Was sind Mikroglia?

«spezielle Makrophagen» im Nervensystem

Entwicklung von Mikroglia

Mikroglia wandern während der Entwicklung ins Nervensystem ein, und haben den gleichen
Ursprung wie Makrophagen (Immunzellen).

Funktionen von Mikroglia

- Funktionen variieren je nach Alter
- Überwachung des Nervensystems
- Umbau von Synapsen (synaptic remodelling)
- Programmierter Zelltod durch Stofffreisetzung
- Phagozytose von Pathogenen, Zelldebris
- spielen eine wichtige Rolle bei Neurodegeneration
- Neuroplastizität

Ruhezustand vs Aktivzustand von Mikroglia

Ruhezustand (oben):
- Ständige Bewegung der Zellfortsätze, Überwachung

Aktivzustand (unten):
- amöboide (wechselnd) Form -> können sich schneller bewegen
- Phagozytose, Umbau von Synapsen & Zelltod nur im Aktivzustand

Mikroglia: Weshalb ist die Regulation von Synapsen wichtig?

Synapsenelimierung, Modifizierung und Neubildung sind sehr wichtig während der Entwicklung und für die Plastizität des adulten Gehirns

Mikroglia: Wie funktioniert die Regulation von Synapsen?

Ependymzellen:
Wo sind sie zu finden?
Funktionen?
Aufbau?

Wo: Bilden ein Epithel um flüssigkeitgefülltes Ventrikelsystem (Liquor) und Zentralkanal im Rückenmark

Funktionen: Liquorproduktion und Zirkulation

Aufbau: mit Zilien an der Oberfläche -> Sorgen dafür dass sich der Liquor bewegt

Funktion der Myelinscheide (Markscheide)

- Erhöhung der Leitungsgeschwindigkeit des Axons
- elektrische Isolierung zu anderen Fasern

Weisse Substanz besteht vorwiegend aus...

... Myelin.

Unterschiede von Schwann-Zellen und Oligodendrozyten

SZ:
- können nur ein Axon myelinisieren
- können mehrere Axone umschliessen
- im peripheren Nervensystem

O:
- können mehrere Axone myelinisieren
- im zentralen Nervensystem

Satellitenzellen/Mantelzellen

im peripheren Nervensystem
-> umhüllen Zellkörper (von Spinalganglien und
vegetativen Ganglien)

Ernährung,
Stützfunktion für Ganglienzellen

Ganglien

Ansammlung von Nervenzellkörpern (Perikaryen) im peripheren Nervensystem (die graue Substanz vom peripheren Nervensystem)

Parasympathikus vs Sympathikus

Parasympathikus:
- «Rest and digest, Feed and breed»
- Energiekonservierend
- Ganglien: Nahe an den Effektorganen

Sympathikus:
- «Fight and flight»
- Energiemobilisierend
- Ganglien: Sympathischer Grenzstrang, nah am Rückenmark

Somatisches vs Autonomes Nervensystem

Somatisches NS:
- «willkürliches» Nervensystem
- stimulierender Effekt
- Efferenzen (motorisch): Kontrolle der quergestreiften Skelettmuskulatur,
- direkte Verbindung ZNS > Muskel
- Afferenzen (sensorische): bewusste Sinneswahrnehmung

Autonomes NS:
- «automatische», unbewusste Steuerung von Organsystemen
- stimulierender oder inhibierender Effekt
- Efferenzen: Kontrolle von glatter Muskulatur, Drüsen
- Verschaltung ZNS > sympathisches/parasympathisches Ganglion > Effektor Organ
- Afferenzen: Information von Organen, Blutzusammensetzung, Verdauungsvorgänge

Viele Nerven enthalten somatische und autonome Fasern! Manche Organfunktionen (z.B. Atmung) können sowohl vom somatischen als auch vom autonomen System gesteuert werden!

Spinalganglien vs sympathische Ganglien

Spinalganglion: Sammlung sensorischer Neuronenkörper
sympathisches Ganglion: Sammlung motorischer Neuronenkörper

Aufbau eines peripheren Nerven: Bestandteile?

Endoneurium: umhüllt Axone
Perineurium: umhüllt Axonbündel (Faszikel)
Epineurium: umhüllt Nerv (mehrere Axonbündel)

Was sind Nerven?

Parallel verlaufende Neuriten (Axone und Dendriten) mit Bindegewebshülleim peripheren Nervensystem

Vorder- und Hinterwurzel der Wirbelsäule

Vorderwurzel (ventral) : Motorisch
Hinterwurzel (dorsal) : sensorisch

Was ist das enterische Nervensystem?

Ein Netzwerk aus Nervenzellen und kleinen Ganglien im Magen-Darm Trakt
enthält ca4-5x mehr Neurone als Rückenmark

Funktionen des enterischen Nervensystems

• Steuerung der Verdauung
• Darmmotilität
• Integration sensorischer Stimuli
• reguliert Blutfluss, Drüsensekretion
• Einfluss auf Immunfunktion
• Kommunikation Verdauungssystem-Nervensystem

Synapsen: Einteilung nach postsynaptischer Zelle

Verbindung mit:
• Anderem Neuron
• Muskelzelle: Neuromuskuläre Endplatte
• Drüsenzelle (endo- oder exokrine Drüsen): Neuroglanduläre Synapse

Aufbau einer elektrischen Synapse

Hexagon artige Kanäle:
- 6 Connexin Proteine = Connexon (halber Kanal)
- 2 gegenüberliegende Connexone in den beiden Zellmembranen formen einen Kanal

- keine passiven Verbindungen, sondern sie können reguliert werden (aktiviert & deaktiviert)

Aufbau einer chemischen Synapse

Tripartite Synapse: Postsynapse, Präsynapse, Astrozyt

Exzitatorische vs inhibitorische Synapse

Exzitatorisch: Gray Type 1:
Oft exitatorische glutamaterge Synapse, meist an einem dendritischen Dornfortsatz (spine)

Inhibitorisch: Gray Type 2:
Oft inhibitorische GABAerge oder glycinerge Synapse, meist am Soma oder am Schaft

-> Unterschiede sind nur auf Elektronenmikroskop zu erkennen

Wie funktioniert die synaptische Plastizität?

Entwicklung des Gehirns & der Synapsen

Das Verzweigungsmuster der Neuriten und ein Grundgerüst aus synaptischen Verbindungen wird während der Entwicklung gebildet.
Synapsen verändern sich noch im adulten Nervensystem.
Synaptische Plastizität ist wichtig für Lernen, Gedächtnis und Anpassung an körperliche Veränderungen.
körperliche Veränderungen.

Was sind dendritische Dornfortsätze?

- kleine Andockstellen für Synapsen
- sehr dynamisch (vergrössern, verkleinern, verschwinden, entstehen)
- wichtiger Teil der Neuroplastizität

Axonaler Transport: Welche Motorproteine transportieren was entlang was?

Kinesin & Dynein
transportieren Cargo (=Vesikel, Mitochondrien, mRNA/Protein Komplexe)
entlang Mikrotubuli

Axonaler Transport: Anterograd vs Retrograd: Transportprotein und Richtung?

Anterograd:
- zum positiven Ende des Mikrotubulus (zur Synapse)
- Kinesin

Retrograd:
- zum negativen Ende des Mikrotubulus (zum Zellkörper)
- Dynein

Polarität der Mikrotubuli in Axonen und Dendriten

Axon:
die - Enden zeigen immer zum Zellkörper

Dendrit:
keine genaue Polarität (beide Ausrichtungen sind möglich)

Anterogrades Tracing vs retrogrades Tracing

Anterogrades Tracing:
Forschungsmethode, um vom Zellkörper bis zur Synapse zu finden

Retrogrades Tracing:
- gegenteilig zu anterogradem Tracing
Forschungsmethode, um von der Synapse zum Zellkörper zu finden

Was ist monosynaptisches Tracing?

Das Tracing einer Nervenzelle ohne Synapsen zu durchqueren
im Gegensatz zu transsynaptischem Tracing