Neuronen, Neuroglia, Nerven: Nervensystem

Nervensystem: Histologie

Nervengewebe besteht aus 2 Haupttypen von Zellen: Neuronen und Stützzellen. Ein Neuron ist die strukturelle und funktionelle/elektrisch erregbare Einheit des Nervensystems, die elektrische Signale empfängt, verarbeitet und über ihre Zellfortsätze zu und von anderen Teilen des Nervensystems weiterleitet. Es gibt mehrere Arten von Neuronen, die aufgrund ihrer anatomischen Struktur und Funktion als sensorische Neuronen, Motoneuronen und Interneuronen klassifiziert werden können. Zu den funktionellen Komponenten eines Neurons gehören Dendriten (um Signale zu empfangen), ein Zellkörper (für den Zellstoffwechsel), ein Axon (um Impulse zu Zielzellen weiterzuleiten) und synaptische Verbindungen (spezialisierte Verbindungen zwischen Neuronen, die die Übertragung von Impulsen zwischen ihnen erleichtern; sie kommen außerdem zwischen Axonen und Effektor-/Zielzellen, wie Muskel- und Drüsenzellen, vor). Stützzellen werden als Neurogliazellen bezeichnet und befinden sich in der Nähe der Neuronen; diese Zellen leiten keine elektrischen Signale. Das ZNS besteht aus 4 Arten von Gliazellen: Oligodendrozyten, Astrozyten, Mikroglia und Ependymzellen, die jeweils eine andere Funktion haben. Im PNS werden die unterstützenden Zellen als periphere Neuroglia bezeichnet und umfassen Schwann-Zellen, Mantelzellen und verschiedene andere Zellen mit spezifischen Strukturen und Funktionen. Schwann-Zellen umgeben die Fortsätze von Nervenzellen und isolieren sie von benachbarten Zellen und der extrazellulären Matrix, indem sie eine lipidreiche Myelinscheide bilden, die eine schnelle Weiterleitung von Nervenimpulsen gewährleistet. Mantelzellen ähneln Schwann-Zellen, umgeben jedoch die Zellkörper der Nervenzellen. Im ZNS produzieren und erhalten Oligodendrozyten die Myelinscheide. Ein Nerv besteht aus einer Ansammlung von Bündeln (oder Faszikeln) von Nervenfasern. Innerhalb des ZNS kann das Gehirn- und Rückenmarksgewebe je nach Gewebezusammensetzung als graue oder weiße Substanz klassifiziert werden. Die weiße Substanz besteht vor allem aus myelinisierten Nervenfasern, während die graue Substanz aus neuronalen Zellkörpern besteht.

Redaktionelle Verantwortung: Stanley Oiseth, Lindsay Jones, Evelin Maza

Inhalt

Neuronen

Neuroglia

Nerven

Gewebe des zentralen Nervensystems

Klinische Relevanz

Quellen

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Neuronen

Definition

Neuronen sind:

Elektrisch erregbare Zellen, die Signale empfangen, verarbeiten und durch den gesamten Körper weiterleiten
Wichtige Bestandteile des ZNS und PNS

Teile eines Neurons

Neuronen bestehen aus 3 Hauptteilen:

Dendriten:

Verzweigte (baumartige) Anhängsel (Prozessierungen)
Empfangen Signale von:
- Axonen anderer Neurone (über Synapsen)
- Sinnesepithelzellen
- Der Zellumgebung
Ihr Zytoplasma enthält:
- Nissl-Schollen:
  - Basophil granulierte Regionen
  - Bestehen aus Clustern von rauem endoplasmatischem Retikulum (rER) und Ribosomen
- Mikrotubuli und Neurofilamente

Zellkörper:

Auch Soma oder Perikaryon genannt
Enthält:
- Kern:
  - Oft groß
  - Blasse Färbung
  - Prominenter Nukleolus
  - Einige Neuronen sind zweikernig.
- Raues endoplasmatisches Retikulum
- Ribosomen und Polysomen, die synthetisieren:
  - Strukturproteine
  - Transportproteine
- Golgi-Apparat
- Lysosomen
- Mitochondrien
- Mikrotubuli und Neurofilamente

Axon:

Zylindrischer Fortsatz:
- Leitet Nervenimpulse zu Zielzellen
- Normalerweise ist nur ein Axon vorhanden.
- Es können weitere kollaterale Fortsätze vorhanden sein, um mit mehreren Zielzellen zu kommunizieren.
Aufbau:
- Mit dem Zellkörper durch den Axonhügel verbunden (kurzer, pyramidenförmiger Bereich)
- Axon initial segment (engl. Akronym: AIS):
  - Region zwischen Axonhügel und Beginn der Myelinisierung
  - Ort, an dem ein Aktionspotential generiert wird (oder nicht)
  - Ist mit verschiedenen Ionenkanäle bestückt
- Myelinisierte Axone verfügen über:
  - Myelinscheiden: Lokale Isolierung durch spezialisierte Gliazellen (Schwann-Zellen und Oligodendrozyten)
  - Ranvier-Schnürringe: Lücken zwischen mit Myelin bedeckten Bereichen, die eine schnelle Impulsleitung ermöglichen
- Endköpfchen:
  - Ende des Axons
  - Mehrere Kollateralen enden in synaptischen Endknöpfchen
  - Kommunikation mit Zielzellen über Synapsen
Zellkompartimente:
- Axolemm: Bedeckung der Plasmamembran
- Axoplasma enthält Zytoplasma und Kompartimente wie:
  - Viele Mitochondrien → Energiegewinnung
  - Mikrotubuli → anterograder und retrograder Transport zwischen Zellkörper und Axon
  - Neurofilamente → strukturelle Stützfunktion für die Zelle
  - Achtung: Es gibt keine Nissl-Schollen.

Anatomische Einteilung

Neuronen können nach der Anzahl der Fortsätze (Axon und Dendriten) klassifiziert werden, die an den Zellkörper gebunden sind.

Multipolare Neuronen:

> 2 Abzweigungen
Enthalten:
- Ein einzelnes Axon an einem Ende
- Mehrere Dendriten verbinden sich mit dem Zellkörper
Am häufigsten vorkommend in:
- Gehirn
- Rückenmark Rückenmark Rückenmark
Beispiele:
- Motorische Neuronen
- Interneuronen
- Pyramidenzellen:
  - In der Großhirnrinde
  - Axone verlaufen hinunter zum Rückenmark Rückenmark Rückenmark → kommunizieren mit Zellen im Vorderhorn (ventraler Anteil der grauen Substanz) → Bewegung der Skelettmuskulatur Skelettmuskulatur Muskelphysiologie der Skelettmuskulatur
- Purkinje-Zellen:
  - In der Kleinhirnrinde
  - Verantwortlich für die Steuerung und Koordination motorischer Bewegungen
  - Meist hemmende Neuronen (Transmitter: GABA)

Bipolare Neuronen:

Verfügen über 2 Verzweigungen:
- Das Axon projiziert von einem Ende des Zellkörpers.
- Dendritische Verzweigungen breiten sich vom anderen Ende aus
Am häufigsten vorkommend in:
- Ganglien des VIII. Hirnnervs (N. vestibulochochlearis)
- Retina
- Geruchsepithel

Pseudounipolare Neuronen:

Eine Abzweigung, die sich nahe am Zellkörper gabelt:
- Ein Ende besteht aus Dendriten.
- Die Signale wandern direkt zum Axon am anderen Ende.
Funktionieren als sensorische Neuronen
Am häufigsten gefunden in:
- Spinalganglien
- Hirnnerven-Ganglien

Unipolare Neuronen:

Besitzt nur eine Verlängerung des Zellkörpers (Axon)
Dendriten können sich direkt mit dem Axon verbinden.
Selten bei Wirbeltieren vorkommend

Basic neuron types — Grundlegende Arten von Neuronen
Bild von Lecturio.

Types of neurons — Grundlegende Arten von Neuronen
Bild von Lecturio.

Funktionale Einteilung

Neuronen können auch basierend auf ihrer funktionellen Rolle und der Richtung, in der sie Signale übertragen (zum ZNS hin oder von ihm weg), klassifiziert werden.

Sensible Neuronen:

Afferente Signale: Bewegung in Richtung des ZNS
Impulse stammen aus der Haut Haut Haut: Aufbau und Funktion und dem Körperinneren
Unterteilt in:
- Somatoafferente Neuronen:
  - Berührung, Temperatur, Schmerz, Druck, Propriozeption Propriozeption Neurologische Untersuchung
  - Reize, die von Rezeptoren Rezeptoren Rezeptoren in Haut Haut Haut: Aufbau und Funktion, Skelettmuskel, Sehnen und Gelenken wahrgenommen werden
- Viszeroafferente Neuronen:
  - Übertragung von viszeralen Empfindungen (z.B. Meteorismus, Ischämie)
  - Reize aus inneren Organen

Motorische Neurone:

Efferente Signale: Weiterleitung in die Peripherie
Leiten die Impulse zu peripheren Zielen:
- Somatoefferente Neurone innervieren Skelettmuskeln (willkürlich).
- Viszeroefferente Neuronen innervieren:
  - Glatte Muskeln
  - Drüsen

Interneuronen:

Verbinden und ermöglichen die Kommunikation zwischen Neuronen (sensibel oder motorisch)
Spielen bei einigen Reflexbögen eine große Rolle
Repräsentieren die meisten Neuronen im ZNS

Neuroglia

Überblick

Neuroglia, auch bekannt als Gliazellen, sind die am häufigsten vorkommenden Zellen im ZNS.

Haben mehrere Funktionen und sorgen für optimale lokale Bedingungen für Neuronenaktivität
Im Gegensatz zu Neuronen behalten Neuroglia die Fähigkeit zur Zellteilung bei.

Vorkommen

Neuroglia können basierend auf ihrer Lokalisation im Nervensystem Nervensystem Nervensystem: Aufbau, Funktion und Erkrankungen klassifiziert werden.

ZNS:
- Astrozyten
- Ependymzellen
- Mikroglia
- Oligodendrozyten
PNS:
- Schwann-Zellen
- Mantelzellen

Arten von Neuroglia und ihr Vorkommen:
Ependymzellen kommen nur im ZNS und in kleinen Subarachnoidalräumen vor. Sie übernehmen dort eine epithelähnliche Funktion. Astrozyten versorgen Neuronen mit Nährstoffen und induzieren die Bildung von endothelialen Tight Junctions, die eine wichtige Rolle für Blut-Hirn-Schranke spielen. Sie füllen auch den Extrazellularraum des ZNS aus. Mantelzellen bedecken die Somata von Neuronen im PNS. Schwann-Zellen und Mikroglia beschleunigen die Leitungsgeschwindigkeit.
Bild von Lecturio

Glial Cell Types — Arten von Neuroglia und ihr Vorkommen:
Ependymzellen kommen nur im ZNS und in kleinen Subarachnoidalräumen vor. Sie übernehmen dort eine epithelähnliche Funktion. Astrozyten versorgen Neuronen mit Nährstoffen und induzieren die Bildung von endothelialen Tight Junctions, die eine wichtige Rolle für Blut-Hirn-Schranke spielen. Sie füllen auch den Extrazellularraum des ZNS aus. Mantelzellen bedecken die Somata von Neuronen im PNS. Schwann-Zellen und Mikroglia beschleunigen die Leitungsgeschwindigkeit.
Bild von Lecturio

Astrozyten

Vorkommen:

ZNS
Unterteilt in:
- Fibrilläre Astrozyten: hauptsächlich in der weißen Substanz
- Protoplasmatische Astrozyten: hauptsächlich in der grauen Substanz

Merkmale:

Größte vorkommende Neuroglia
Sternförmig durch mehrere ausstrahlende Fortsätze
Aufbau:
- Astrozytenendfortsätze:
  - Gehen Verbindungen mit anderen Zellen/Strukturen ein
  - Perivaskulär: umgeben Kapillaren Kapillaren Kapillaren (wichtiger Bestandteil der Blut-Hirn-Schranke)
  - Perineuronal: umgeben Neuronen
- Gliafibrillen:
  - Zytoplasmatische Projektionen
  - Bündel von Intermediärfilamenten, die die Zellstruktur verstärken
  - Enthält das saure Gliafaserprotein (GFAP) → wichtiger Tumormarker
- Granula mit Glykogen:
  - Zytoplasmatische Zellbestandteile
  - Kann zu Glukose gespalten werden→ Energie

Funktionen:

Verbinden Neurone mit:
- Kapillaren Kapillaren Kapillaren
- Pia mater Pia mater Hirnhäute (Meningen)
Überwachen die Umgebung:
- Regulierung des zerebralen Blutflusses (über Ca²⁺-Signalkaskade)
- Pufferung extrazellulärer Ionenkonzentrationen (z.B. K⁺)
- Abbau überschüssiger Neurotransmitter
- Freisetzung neuroaktiver Moleküle (z.B. Enkephaline, Endotheline, Somatostatin)
Stoffe auf Neuronen transferieren:
- Ionen aus dem Blut (über Endfortsätze)
- Laktat (nach Umwandlung von Glukose)
Proliferieren und bilden gliales Narbengewebe in geschädigten Bereichen des ZNS

Astrozyten können identifiziert werden, weil sie im Gegensatz zu anderen ausgereiften Gliazellen saures Gliafaserprotein (GFAP) exprimieren: Hier wurden Astrozyten unter Verwendung von Anti-GFAP-Antikörpern mit einer fluoreszierenden Markierung identifiziert.
Bild : *“Glial cells” by Maksim.* Lizenz: Public Domain

Ependymzellen

Vorkommen:

ZNS
Bilden Epithelauskleidungen aus:
- Zentralkanal des Rückenmarks
- Ventrikel

Merkmale:

Säulenepithelzellen
Teil mit Kinozilienbesatz
Allgemein lockere Zellkontakte
Spezialisierte Zellen verbinden sich mit Kapillaren Kapillaren Kapillaren:
- Aderhautepithelzellen
  - Aderhautzellen sind durch Tight Junctions miteinander verbunden → bilden die Blut-Liquor-Schranke
- Tanyzyten
  - Lange Fortsätze
  - Große Endfortsätze

Funktionen:

Kinozilien erleichtern die Bewegung von Liquor.
Aderhautepithelzellen des Plexus choroideus produzieren Liquor.
Tanyzyten erleichtern den Transport von Hormonen.

Säulenförmige Ependymzellen, die den Zentralkanal des Rückenmarks auskleiden
Bild : *“Histological image (H&E) of the human central canal” by Erfanul Saker, Brandon M Henry, Krzysztof A Tomaszewski, Marios Loukas, Joe Iwanaga, Rod J Oskouian, and R. Shane Tubbs.* Lizenz: CC BY 3.0

Mikroglia

Im Gegensatz zu den meisten Neuroglia (die aus dem Neuroektoderm stammen), sind Mikroglia Immunzellen, die aus dem Mesoderm Mesoderm Gastrulation und Neurulation stammen.

Vorkommen:

ZNS
Im gesamten Gehirn und Rückenmark Rückenmark Rückenmark

Merkmale:

Klein
Lang gezogen
Kurze Fortsätze (bei Aktivierung ziehen sich Fortsätze zurück → die Zelle ähnelt einem Makrophagen Makrophagen Zellen des angeborenen Immunsystems)
Dichte, gestreckte Kerne

Funktionen:

Fresszellen mit Beteiligung bei:
- Entzündung Entzündung Entzündung:
  - Freisetzung von Entzündungsmediatoren
  - Fungieren als antigenpräsentierende Zellen
- Reparatur
- Entfernung von Zelltrümmern
Stammen von Monozyten Monozyten Zellen des angeborenen Immunsystems ab

Oligodendrozyten und Schwann-Zellen

Die folgenden Neuroglia produzieren Myelin, unterscheiden sich jedoch in ihrer Lage innerhalb des Nervensystems.

Oligodendrozyten:

Vorkommen:
- ZNS
- Fortsätze wickeln sich um Axone
- Unterteilt in:
  - Interfaszikuläre Oligodendrozyten: hauptsächlich in der weißen Substanz zu finden
  - Mantel-Oligodendrozyten: hauptsächlich in der grauen Substanz zu finden
Funktionen:
- Eine Zelle verzweigt sich, um viele Axone zu myelinisieren.
- Mantel-Oligodendrozyten:
  - Nicht direkt an der Myelinisierung beteiligt
  - Beeinflussen vermutlich extrazelluläre Flüssigkeiten

Schwann-Zellen:

Vorkommen:
- PNS
- Zelle wickelt sich um Axone.
Funktionen:
- Je eine Zelle bildet Myelin für je ein Segment eines Axons.
- Spielt eine Rolle bei der Regeneration beschädigter Axone

Myelinscheide:

Zusammengesetzt aus:
- Proteinen
- Lipiden
Isoliert Axone → Geschwindigkeit von Aktionspotentialen ↑
Kapseln Axone vom extrazellulären Raum ab

Myelinisierung eines Axons: Durch die Rotation der Schwann-Zelle um das Axon bildet sich eine Myelinscheide um das Axon.
Bild von Lecturio

Mantel-Gliazellen

Vorkommen:
- PNS (Ganglien)
- Bedecken neuronale Zellkörper
Funktionen:
- Nicht vollständig geklärt, aber wahrscheinlich den Astrozyten ähnlich
- Vermutlich also:
  - Strukturelle Rolle
  - Aufrechterhaltung der chemischen Homöostase
  - Mögliche Rolle bei Schmerz

Elektronenmikroskopische Aufnahme mit geringer Vergrößerung, die eine Satelliten-Gliazellenhülle (rot dargestellt) zeigt, die ein sensorisches Neuron umhüllt.
N1: sensorisches Neuron
s: Satelliten-Gliazellen-Scheide
v: Blutgefäß
N2, 3, 4: benachbarte Neuronen
ct: Bindegewebsraum
Bild: „Role of satellite glial cells in gastrointestinal pain.“ von Hanani M. Lizenz: CC BY 4.0

Nerven

Nervenstränge

Nervenfasern sind die Axone von Neuronen und anhand ihrer Myelinisierung unterschieden werden.

Myelinisiert:

Dickere Axone
Axone sind von Myelinscheide umhüllt:
- PNS: entsteht, wenn sich die Schwann-Zellen um Axone wickelt
- ZNS: gebildet durch Fortsätze von Oligodendrozyten
Besitzen Ranvier-Schnürringe
Reizweiterleitungsgeschwindigkeit von Nervenimpulsen ist höher
Sehen weißlich aus
Beinhaltet Fasern der Klassen A und B:
- Fasern der Gruppe A werden unterteilt in:
  - A-alpha: innervieren primäre Rezeptoren Rezeptoren Rezeptoren der Muskelspindel und des Golgi-Sehnen-Organs
  - A-beta: innervieren sekundäre Rezeptoren Rezeptoren Rezeptoren der Muskelspindel und kutane Mechanorezeptoren
  - A-Delta: freie Nervenenden, die Schmerzreize (Druck und Temperatur) weiterleiten
  - A-Gamma: Motoneuronen, die die intrinsische Aktivierung der Muskelspindel steuern
- B-Fasern:
  - Weiterleitung autonomer Signale
  - Dünn myelinisiert

Unmyelinisiert:

Auch marklose Nervenfasern genannt
Dünnere Axone
Nicht von Myelin umhüllt
- PNS:
  - Axone liegen in Vertiefungen von Schwann-Zellen.
  - Anders als bei myelinisierten Fasern kann eine Schwann-Zelle mehrere Axone umgeben.
Keine Ranvier-Schnürringe
Die Weiterleitung von Nervenimpulsen ist langsamer.
Sehen gräulich aus
Beinhalten Fasern der Gruppe C: Leiten Informationen von thermischen, mechanischen und chemischen Reizen weiter

myelinated axon — Elektronenmikroskopische Aufnahme eines myelinisierten Axons: Die dicke, schwarze Struktur, die das Axon umgibt, ist die Myelinscheide, die von einer Schwann-Zelle gebildet wird.
Bild von Lecturio.

Nerve fiber — Elektronenmikroskopische Aufnahme eines myelinisierten Axons: Die dicke, schwarze Struktur, die das Axon umgibt, ist die Myelinscheide, die von einer Schwann-Zelle gebildet wird.
Bild von Lecturio.

Periphere Nerven

Nerven werden durch Bündel (Faszikel) sensorischer und motorischer Nervenfasern gebildet.
Die Faszikel werden durch Bindegewebsschichten zusammengehalten.

Epineurium:
- Äußere Schicht aus dichtem, faserigem Bindegewebe Bindegewebe Bindegewebe
- Umfasst 30%‒75% des Querschnitts
Perineurium:
- Epitheliale Zellen
- Wickeln sich um Faszikel
- Bilden eine Barriere zum Schutz der Nervenfasern
Endoneurium:
- Innerste Schicht aus lockerem Bindegewebe Bindegewebe Bindegewebe
- Umgibt Gruppen markloser Axone oder einzelne myelinisierte Axone

Histology of peripheral nerves — Histologie der peripheren Nerven, die die verschiedenen Schichten des Bindegewebes zeigt: Das Epineurium ist die äußerste Schicht, das Perineurium umgibt die Nervenfaszikel und das Endoneurium (innerste Schicht) umgibt einzelne myelinisierte Axone (oder Gruppen nicht myelinisierter Axone).
Bild von Lecturio.

Nerve Structure — Histologie der peripheren Nerven, die die verschiedenen Schichten des Bindegewebes zeigt: Das Epineurium ist die äußerste Schicht, das Perineurium umgibt die Nervenfaszikel und das Endoneurium (innerste Schicht) umgibt einzelne myelinisierte Axone (oder Gruppen nicht myelinisierter Axone).
Bild von Lecturio.

Ganglien

Die neuronalen Zellkörper von Nervenfasern können sich im ZNS (Gehirn, Rückenmark Rückenmark Rückenmark oder Hirnnervenganglien) oder im PNS (periphere Ganglien) befinden.

Allgemein:

Ein Ganglion ist eine Ansammlung von Somata mit:
- Mantelzellen
- Bindegewebskapsel
- Basalmembran Basalmembran Syndrom der dünnen Basalmembran
Ovales Erscheinungsbild

Einige Haupttypen von peripheren Ganglien:

Spinalganglien:
- Lage: nahe dem Hinterhorn
- Enthalten:
  - Zellkörper sensorischer Neuronen (normalerweise pseudounipolar)
  - Axone
  - Mantelzellen
Autonome Ganglien:
- Vorkommen:
  - Sympathikus: nahe dem Rückenmark Rückenmark Rückenmark (Grenzstrang)
  - Parasympathikus: in der Nähe/innerhalb von viszeralen Organen
- Eigenschaften:
  - Besitzen neuronale Zellkörper mit großen dendritischen Verzweigungen (multipolar)
  - Weniger prominente Mantelzellen
Enterische Ganglien:
- Ort: Wand des Magen-Darm-Trakts
- Eigenschaften:
  - Sehr klein im Vergleich zu anderen Ganglientypen
  - Fehlende Bindegewebskapsel

HE Stain — Hochleistungsmikroskopische Aufnahme eines histologischen Schnitts eines Spinalganglions (HE-Färbung)
Bild von Lecturio.

Neuron Cell Body — Hochleistungsmikroskopische Aufnahme eines histologischen Schnitts eines Spinalganglions (HE-Färbung)
Bild von Lecturio.

Gewebe des zentralen Nervensystems

Weiße vs. graue Substanz

Das Gewebe des ZNS (Gehirn und Rückenmark Rückenmark Rückenmark) hat eine charakteristische Unterscheidung in weiße oder graue Substanz.

Weiße Substanz:
- myelinisierte Nervenfasern
- typischerweise keine Zellkörper
Graue Substanz:
- Zellkörper und Dendriten
- Neuroglia

Gehirn

Die graue Substanz bildet im Allgemeinen die äußere Schicht des Gehirns und umfasst:

Kleinhirnrinde (äußere Schicht) besteht aus 3 Schichten:
- Molekularschicht (äußere):
  - Korbzellen und Sternzellen (multipolare, GABAerge Interneurone)
  - Axone aus der Körnerschicht
- Purkinje-Schicht (Mitte):
  - Enthält Zellkörper von Purkinje-Zellen
  - Dendriten reichen in die Molekularschicht.
  - Axone reichen durch die Körnerschicht.
- Körnerschicht (innen):
  - Körnerzellen (kleine Neuronen)
  - Golgi-Zellen (GABAerge Interneuronen)
Großhirnrinde (äußere Schicht) hat 6 Schichten:
- Stratum molkulare enthält Dendriten und Axone aus anderen Schichten.
- Stratum granulosum externum enthält:
  - Sternzellen
  - Kleine Pyramidenzellen
- Stratum pyramidale externum: enthält Zellkörper der Pyramidenzellen
- Stratum granulosum internum: ähnlich dem Stratum granulosum externum
- Stratum pyramidale internum: enthält mehr pyramidenförmige Zellkörper
- Stratum multiforme: enthält spindelförmige Zellen
Basalkerne/Ganglien: befinden sich tief in der weißen Substanz des Gehirns

Weiße Substanz bildet im Allgemeinen die innere Region des Gehirns und enthält:

Nervenstränge
Neuroglia (meist Oligodendrozyten)
Blutgefäße

Histology of the cerebellum — Histologie des Kleinhirns: Links sehen wir die Unterscheidung zwischen der grauen Substanz (heller gefärbte Schicht) und der weißen Substanz (dunkler gefärbter innerer Bereich). Bei näherer Betrachtung der grauen Substanz sind 3 verschiedene Schichten zu sehen, die sich in ihrer Zusammensetzung unterscheiden, nämlich die molekulare Zellschicht (bestehend aus Interneuronen und Neuronenfortsätzen), die Purkinje-Schicht (bestehend hauptsächlich aus Purkinje-Zellkörpern) und die Körner-Schicht (bestehend aus Körner- und Golgi-Zellen).
Bild von Lecturio.

Gray and white matter — Histologie des Kleinhirns: Links sehen wir die Unterscheidung zwischen der grauen Substanz (heller gefärbte Schicht) und der weißen Substanz (dunkler gefärbter innerer Bereich). Bei näherer Betrachtung der grauen Substanz sind 3 verschiedene Schichten zu sehen, die sich in ihrer Zusammensetzung unterscheiden, nämlich die molekulare Zellschicht (bestehend aus Interneuronen und Neuronenfortsätzen), die Purkinje-Schicht (bestehend hauptsächlich aus Purkinje-Zellkörpern) und die Körner-Schicht (bestehend aus Körner- und Golgi-Zellen).
Bild von Lecturio.

Rückenmark Rückenmark Rückenmark

Weiße Substanz (äußerste Schicht):

Enthält Faserbündel parallel aufsteigender und absteigender Axone (Strangbahnen)
Organisiert in:
- Vorderstrang
- Seitenstrang
- Hinterstrang

Graue Substanz (innerste Schicht):

Hinterhorn (sensorisch):
- Sensorische neuronale Axone treten in das Rückenmark Rückenmark Rückenmark ein (Zellkörper befinden sich in Ganglien).
- Interneurone
Vorderhorn (motorisch):
- Zellkörper von somatischen Motoneuronen
- Interneurone
Seitenhorn:
- Nur im Brust- und Lendenwirbelbereich zu finden
- Enthält Neurone des sympathischen Nervensystems
Enthält auch den Canalis centralis innerhalb der Commissura grisea, der mit Ependymzellen ausgekleidet ist

Histologie des Rückenmarks, gefärbt mit Luxol-fast-Blue, das myelinisierte Fasern blau färbt: Es ist zu erkennen, dass sich die weiße Substanz (die myelinisierte Axone enthält) im Gegensatz zum Gehirn in der Peripherie befindet und die graue Substanz umgibt (die hauptsächlich Neuronen mit gering myelinisierten Axonen enthält). Die graue Substanz hat 3 Regionen, die Neuronen und Interneuronen enthalten, nämlich das Hinterhorn (sensorisch), das Seitenhorn (sympathisch) und das Vorderhorn (somatomotorisch), wobei jede unterschiedliche Funktionen hat.
Bild von Lecturio.

Blut-Hirn-Schranke

Die Blut-Hirn-Schranke ist eine wichtige Struktur, die das empfindliche ZNS schützt.

Tight-junctios:
- Verankern kapillare Endothelzellen
- Schaffen eine relativ undurchlässige Barriere für die meisten Substanzen und Krankheitserreger
- Durchlässig für Gase (z.B. O₂ , CO₂)
- Andere gelöste Stoffe benötigen spezifische Transporter.
Perizyten:
- Perivaskuläre Zellen
- Regulieren die Kapillarfunktion und den Eintritt von Immunzellen in das ZNS
Podozyten von Astrozyten umgeben Kapillaren Kapillaren Kapillaren (perivaskuläre Endfortsätze).

Zellen und Strukturen der Blut-Hirn-Schranke
Bild von Lecturio.

Klinische Relevanz

Multiple Sklerose Multiple Sklerose Multiple Sklerose: eine chronische, entzündliche Autoimmunerkrankung, die zur Zerstörung von Oligodendrozyten und somit Demyelinisierung von Nerven im ZNS führt, was zur Schädigung und Degeneration von Axonen führt. Die Übertragung von Aktionspotentialen wird beeinträchtigt. Das klinische Erscheinungsbild ist sehr unterschiedlich, umfasst jedoch typischerweise neurologische Symptome, die das Sehvermögen, die motorischen Funktionen, die Sensorik und die autonomen Funktionen beeinflussen. Die Diagnose erfolgt mittels MRT MRT Magnetresonanztomographie (MRT) des gesamten ZNS und Untersuchung des Liquors. Die Behandlung umfasst Kortikosteroide für akute Exazerbationen und krankheitsmodifizierende Medikamente, um das Fortschreiten der Krankheit zu verlangsamen.
Guillain-Barré-Syndrom Guillain-Barré-Syndrom Guillain-Barré-Syndrom (GBS): eine Familie von immunvermittelten demyelinisierenden Polyneuropathien, die nach Infektionen auftreten, bei denen das Immunsystem die Myelinscheide und Schwann-Zellen angreift. Ein typisches GBS ist durch eine akute monophasische neuromuskuläre Lähmung gekennzeichnet, die symmetrisch und aufsteigend verläuft. Wenn die Atemmuskulatur betroffen ist, kann GBS zum Atemstillstand führen, was eine intensivmedizinische Betreuung erfordert. Die Behandlung ist meist supportiv und kann aber auch eine Plasmapherese oder i.v.-Immunglobuline erfordern.
Gliome: Von Neuroglia entartete primäre Hirntumoren, zu denen gutartige Astrozytome, Glioblastoma multiforme Glioblastoma multiforme Glioblastoma multiforme, Oligodendrogliome Oligodendrogliome Oligodendrogliom und Ependymome gehören. Astrozytome sind die häufigste Form von Gliomen. Die Symptome variieren je nach Lokalisation des Tumors und können sich als fokale neurologische Defizite, Enzephalopathie, Persönlichkeitsveränderungen oder Krampfanfälle Krampfanfälle Krampfanfälle im Kindesalter manifestieren. Die Diagnose basiert auf klinischen Befunden und wird durch ein MRT MRT Magnetresonanztomographie (MRT) bestätigt. Eine Biopsie ist für die molekulare Untersuchung notwendig. Die Behandlung kann eine chirurgische Exzision, Strahlentherapie und bei einigen Tumoren eine Chemotherapie umfassen.
Amyotrophe Lateralsklerose Amyotrophe Lateralsklerose Amyotrophe Lateralsklerose (ALS): eine vereinzelt spontan auftretende oder vererbte neurodegenerative Erkrankung der ersten und zweiten Motoneurone. Der genaue Mechanismus ist unbekannt, scheint aber multifaktoriell zu sein. Amyotrophe Lateralsklerose Amyotrophe Lateralsklerose Amyotrophe Lateralsklerose (ALS) ist durch Anzeichen und Symptome gekennzeichnet, die auf die Koexistenz von Degeneration beider Motoneurone hinweisen. Die Diagnose wird klinisch gestellt. Die Therapie ist supportiv und symptomatisch. Sie reicht bis zur Sterbebegleitung.
Parkinson-Krankheit (PD): eine langsam fortschreitende neurologische Erkrankung, die durch den Verlust der Sekretion des Neurotransmitters Dopamin durch Zellen in der Substantia nigra und den Basalganglien Basalganglien Basalganglien (Stammganglien) des Gehirns verursacht wird. Dopamin ist für die synaptische Übertragung in den Nervenbahnen für die Koordination glatter Muskulatur und konzentrierter Aktivität der Skelettmuskulatur Skelettmuskulatur Muskelphysiologie der Skelettmuskulatur verantwortlich. Die Parkinson-Krankheit ist gekennzeichnet durch einen Ruhetremor der Gliedmaßen, insbesondere in den Händen, Starrheit/Steifigkeit in allen Muskeln (Rigor), langsame Bewegung (Bradykinesie), Unfähigkeit zur Einleitung einer Bewegung (Akinesie), Beeinträchtigung des Stehens (posturale Instabilität) Mangel an spontanen Bewegungen, kleinschrittiger Gang, undeutliche Sprache und Langsamkeit des Denkens. Sekundäre PD und Symptome der PD können auch durch Enzephalitis Enzephalitis Enzephalitis, Arzneimittel zur Behandlung neurologischer Erkrankungen (vorwiegend die typischen Antipsychotika [Neuroleptika] zur Behandlung von Schizophrenie Schizophrenie Schizophrenie und anderen psychiatrischen Erkrankungen), Toxine (z.B. 1-Methyl-4-phenyl-1,2,3,6-Tetrahydropyridin [MPTP]) und wiederholtes Trauma ausgelöst werden.
Tollwut Tollwut Rabiesvirus (Tollwut): eine Virusinfektion, die am häufigsten durch den Biss eines infizierten Tieres auf den Menschen übertragen wird. Das Tollwutvirus befällt vor allem neurales Gewebe und dringt in die peripheren motorischen und sensorischen Nerven ein, um retrograd zum ZNS zu wandern. Beim Menschen unterscheidet man fünf Krankheitsstadien: Inkubation, Prodrom, akute neurologische Periode, Koma Koma Koma und Tod. Die Diagnose wird anhand des Nachweises von Antikörpern, Antigenen oder viraler RNA RNA Die Ribonukleinsäure – Aufbau, Struktur und verschiedene Arten von RNA im Biopsiegewebe, Serum, Liquor oder Speichel gestellt. Es gibt keine wirksame Behandlung für symptomatische Erkrankungen. Daher ist die Prävention mit menschlichem Tollwut-Immunglobulin und Impfung Impfung Impfung Hauptbestandteil der Therapie.

Quellen

Takamori, Y., Mori, T., Wakabayashi, T., Nagasaka, Y., Matsuzaki, T., Yamada, H. (2009). Nestin-positive microglia in adult rat cerebral cortex. Brain Res. 1270:10-18. [PubMed]
Stolt, C.C., Schlierf, A., Lommes, P., Hillgärtner, S., Werner, T., Kosian, T., Sock, E., Kessaris, N., Richardson, W.D., Lefebvre, V., Wegner, M. (2006). SoxD proteins influence multiple stages of oligodendrocyte development and modulate SoxE protein function. Dev Cell. 11(5):697-709. [PubMed]
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