Allgemeiner Aufbau des Nervensystems
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Peter Walla Allgemeiner Aufbau des Nervensystems Wie entsteht ein so genanter „Wasserkopf“ (Hydrocephalus)? aus wikipedia Peter Walla Allgemeiner Aufbau des Nervensystems Blut-Hirn-Schranke ein weiterer Schutzmechanismus! Schützt vor dem Übertritt toxischer Substanzen aus dem Blut in das Gehirn Cerebrale Blutgefäße haben eng nebeneinander liegende Zellen in den Gefäßwänden, sodass die meisten Proteine und andere grosse Moleküle nicht passieren können (Schranke!). Medikamente, die im Gehirn wirken sollen, müssen die Blut-HirnSchranke passieren können! Wichtige natürliche Proteine können aktiv durchgeschleust werden! Peter Walla Allgemeiner Aufbau des Nervensystems Zellen des Nervensystems: Es gibt NEURONEN und GLIAZELLEN Neuronen: … sind spezialisiert auf Empfang, Weiterleitung und Übertragung elektrochemischer Signale! Äußere Anatomie Peter Walla Allgemeiner Aufbau des Nervensystems Wichtige Strukturen im Zellinneren: - Endoplasmatisches Reticulum - Cytoplasma - Ribosomen - Golgi-Apparat - Nucleus - Mitochondrien - Mikrotubuli - Synaptische Vesikel - Neurotransmitter Innere Anatomie Peter Walla Allgemeiner Aufbau des Nervensystems Die Zellmembran: … besteht aus einer Lipid-Doppelschicht (zwei Schichten von Fettmolekülen) Entscheidenderweise sind in die Lipid-Doppelschicht Proteinmoleküle eingebettet, die für viele Funktionen der Membran wichtig sind: Kanalprotein Signalprotein Peter Walla Allgemeiner Aufbau des Nervensystems Die wichtigsten Klassen von Neuronen auf Basis morphologischer Unterschiede: - Unipolare Neuronen - Bipolare Neuronen - Multipolare Neuronen - Multipolare Neuronen (als Interneuronen) Funktionelle Bedeutung morphologischer Unterschiede: Mit Axon Weiterleitung über lange Distanzen! Ohne Axon Integration innerhalb einer Gehirnstruktur! Peter Walla Allgemeiner Aufbau des Nervensystems Im Gehirn gibt es zwei grob zu unterscheidende Arten neuronaler Strukturen: - Aus Zellkörpern bestehend Nucleus Ganglion im ZNS im PNS - Aus Axonen bestehend im ZNS im PNS Graue Substanz Trakt Nerv Weisse Substanz MRICRO! Peter Walla Allgemeiner Aufbau des Nervensystems Gliazellen: … es gibt ca. 10 mal mehr Gliazellen als Neuronen! 4 Arten von Gliazellen: Oligodendrocyten (ZNS) Jeder Oligodendrocyt bildet mehrere Myelinsegmente (oft an mehreren Axonen) Schwann-Zellen (PNS) Jede Schwann-Zelle bildet ein Myelinsegment (können axonale Regeneration einleiten) Astrocyten (größte Gliazellen) Ummanteln Blutgefäße im Gehirn und nehmen Kontakt mit Neuronen auf. Sind an der Passage chemischer Verbindungen vom Blut in die ZNS-Neuronen beteiligt! Mikroglia (kleinste Gliazellen) Entfernen abgestorbene Neuronen und lösen Entzündungsprozesse aus. Peter Walla Allgemeiner Aufbau des Nervensystems Oligodendrocyt Schwann-Zelle Peter Walla Allgemeiner Aufbau des Nervensystems Astrocyten Peter Walla Allgemeiner Aufbau des Nervensystems Neuroanatomische Methoden: Wie können Neuronen sichtbar gemacht werden? Schwierigkeit ist nicht die Kleinheit, sondern die enge Verflochtenheit der Neuronen! durch bestimmte Präparationstechniken können Neuronen sichtbar gemacht werden! Golgi-Färbung (Camillo Golgi): wollte eigentlich Meningen färben, indem er Kaliumdichromat und Silbernitrat verwendete. Daraus entstand Silberchromat, welches nur wenige Neuronen schwarz färbt und so prinzipielle Darstellungen ermöglicht. Golgi-Färbung kann keine Auskunft über die Zahl von Neuronen liefern! Peter Walla Allgemeiner Aufbau des Nervensystems Nissl-Färbung (Franz Nissl): Kresylviolett (hauptsächlich verwendeter Farbstoff) dringt in alle Zellen eines Gewebeschnitts ein und lagert sich an Strukturen in den Zellkörpern an. Unter dem Mikroskop kann dann die Zahl der Neuronen sehr gut eingeschätzt werden. (dient der Ermittlung der Zelldichte!) Peter Walla Allgemeiner Aufbau des Nervensystems Elektronenmikroskopie: Dünne Gewebsabschnitte werden mit einer elektronen-absorbierenden Substanz beschichtet. Die Substanz wird von verschiedenen Neuronenteilen unterschiedlich aufgenommen. Ein darauf gerichteter Elektronenstrahl wird dann durch das Gewebe auf einen Film gelenkt und erzeugt detailierte Strukturabbildungen. (dient der Abbildung von Details!) Peter Walla Allgemeiner Aufbau des Nervensystems Tracing-Verfahren: Anterogrades Tracing ermöglicht das Verfolgen der Axone, die von den Zellkörpern eines bestimmten Gebiets entspringen (vom Zellkörper zu den Endknöpfchen). Retrogrades Tracing ermöglicht das Verfolgen der Axone von den Endknöpfchen zum Zellkörper. (dient der Beschreibung von Projektionen!) Peter Walla Allgemeiner Aufbau des Nervensystems Richtungsbezeichnungen im Nervensystem: Wirbeltiernervensysteme werden auf die Orientierung der Wirbelsäule bezogen! Es gibt drei Achsen: anterior-posterior dorsal-ventral medial-lateral Peter Walla Allgemeiner Aufbau des Nervensystems Richtungsbezeichnungen im Nervensystem: Wirbeltiernervensysteme werden auf die Orientierung der Wirbelsäule bezogen! Für Menschen gibt es dieselben Achsenbezeichnungen, nur sind diese durch den aufrechten Gang (Bipedie) für Kopf und Rumpf getrennt zu betrachten. anterior-posterior dorsal-ventral medial-lateral Peter Walla Allgemeiner Aufbau des Nervensystems Weitere Begriffe: rostral-caudal (vorne-hinten), superior-inferior (oben-unten) proximal-distal (nah-entfernt) Schnittebenen: horizontal frontal sagittal Querschnitt Peter Walla Allgemeiner Aufbau des Nervensystems Das Rückenmark: Grob betrachtet gibt es zwei Bereiche: H-förmiger Kern (graue Substanz) Umgebende weiße Substanz Die graue Substanz besteht hauptsächlich aus Zellkörpern und unmyelinisierten Interneuronen! es wird weiters definiert: Hinterhörner (dorsal) Vorderhörner (ventral) Die weiße Substanz besteht hauptsächlich aus myelinisierten Axonen! Peter Walla Allgemeiner Aufbau des Nervensystems Auf 31 Ebenen sind jeweils links und rechts Paare von Spinalnerven mit dem Rückenmark verbunden. Jeder der 62 Spinalnerven teilt sich und seine Axone ziehen entweder über die Hinterwurzel oder über die Vorderwurzel in das Rückenmark hinein! Über die Hinterwurzel ziehen ausschließlich afferente sensorische unipolare Neuronen, deren Zellkörper unmittelbar außerhalb des Rückenmarks das so genannte Hinterwurzelganglion bilden! Die meisten ihrer synaptischen Endknöpfchen befinden sich in den Hinterhörnern der grauen Substanz! Die Neuronen der Vorderwurzel sind efferent, motorisch und multipolar! Ihre Zellkörper liegen in den Vorderhörnern! Die somatischen Neuronen projizieren zu den Skelettmuskeln, während die autonomen Neuronen zu Ganglien projezieren, die über weitere synaptische Kontakte mit inneren Organen in Verbindung stehen! Peter Walla Allgemeiner Aufbau des Nervensystems Peter Walla Die Hauptstrukturen des Gehirns Die 5 Hauptabschnitte des menschlichen Gehirns: Telencephalon (Endhirn) jung Diencephalon (Zwischenhirn) Mesencephalon (Mittelhirn) Entwicklungsgeschichtliche Reihe! Metencephalon (Hinterhirn) Myelencephalon (Nachhirn) alt Die Abschnitte ohne dem Telencephalon werden oft als Truncus encephali (Hirnstamm) bezeichnet! (!!!! Meist wird allerdings das Diencephalon auch nicht dazu gerechnet und der Rest als Truncus cerebri bezeichnet!) Das Myelencephalon wird oft auch als Medulla oblongata (verlängertes Rückenmark) bezeichnet! Peter Walla Die Hauptstrukturen des Gehirns Unterstrukturen der 5 Hauptabschnitte: Das Myelencephalon …überträgt hauptsächlich Signale zwischen dem Rest des Gehirns und dem Körper! Wichtige Unterstruktur: Formatio reticularis Netzwerk aus ca. 100 kleinen Kernen, die sich von der posterioren Grenze des Myelencephalon bis zur anterioren Grenze des Mesencephalon erstrecken! Spielt eine wichtige Rolle bei der allgemeinen Aktivierung (aufsteigendes reticuläres Aktivierungssystem!). Die verschiedenen Kerne sind bsp. beteiligt am Schlaf, der Aufmerksamkeit, der Bewegung, der Aufrechterhaltung des Muskeltonus und diverser autonomer Reflexe! Peter Walla Die Hauptstrukturen des Gehirns Das Metencephalon: …beinhaltet viele auf- und absteigende Nerven und auch Teile der Formatio reticularis Auf der ventralen Seite befindet sich der Pons Auf der dorsalen Seite befindet sich das Cerebellum Das Cerebellum ist wichtig für die präzise Kontrolle von Bewegungen und ihrer Anpassung an sich verändernde Bedingungen (Sensomotorik). Seit einiger Zeit ist deutlich geworden, dass das Cerebellum auch bei vielen kognitiven Prozessen beteiligt ist! Peter Walla Die Hauptstrukturen des Gehirns Das Mesencephalon: Ebenso 2 Abschnitte: dorsal liegt das Tectum ventral liegt das Tegmentum Das Tectum beinhaltet die Colliculi inferiores (auditorisches System) und die Colliculi superiores (visuelles System)! Das Tegmentum beinhaltet weitere Bereiche der Formatio reticularis, das periaquäduktale Grau (Opiate wirken!), die Substantia nigra (Sensomotorik) und den Nucleus ruber (Sensomotorik)
