Axon – Funktion

Axon – Funktion und Struktur in Nervenzellen

Das Axon ist ein unverzichtbarer Bestandteil des Nervensystems und hat eine zentrale Aufgabe in der Funktion und Struktur von markhaltigen und marklosen Nervenzellen. Es leitet elektrische Signale weiter, die es Nervenzellen ermöglichen, miteinander und mit anderen Zellen im Körper zu kommunizieren. Um das Nervensystem besser zu verstehen, schauen wir uns die Struktur und Funktion des Axons genauer an.

Axon – Funktion

Die Hauptaufgaben des Axons sind:

• Signalübertragung: Es leitet elektrische Signale, sogenannte Aktionspotentiale, schnell und effizient weiter.
• Verbindung und Kommunikation: Es verknüpft Nervenzellen miteinander und verbindet diese mit Muskeln oder Drüsen, um Reaktionen auszulösen.
• Langstreckenleitung: Axone sind oft sehr lang und können Signale über weite Entfernungen im Körper übertragen (besonders bei markhaltigen Neuronen) – z. B. vom Rückenmark bis in die Zehen.

Axon und Aktionspotential

Aktionspotentiale sind kurze elektrische Impulse, die das Axon entlang wandern und Informationen übertragen. Ein Aktionspotential entsteht, wenn die Zellmembran depolarisiert wird (kurzzeitig ihre Spannung ändert), nachdem ein bestimmter Schwellenwert überschritten wurde.

Axontypen – markhaltige und marklose Nervenfasern

Es gibt zwei Arten von Axonen, die sich durch ihre Signalgeschwindigkeit unterscheiden:

Markhaltige Nervenfasern

Sie besitzen eine Myelinscheide, eine isolierende Schicht aus Fett und Protein, die von Schwannschen Zellen (manchmal auch Schwann Zelle; im peripheren Nervensystem) oder Oligodendrozyten (im zentralen Nervensystem) gebildet wird. Beides sind Arten von Gliazellen.

Vorteile:

• sehr schnelle Signalübertragung durch saltatorische Erregungsleitung (das Signal „springt“ von einem Ranvier-Schnürring zum nächsten)
• gute Isolation, die elektrische Verluste minimiert

Marklose Nervenfasern

Diese Axone besitzen keine Myelinscheiden.

Eigenschaften:

• langsame Signalweiterleitung, da das Signal kontinuierlich weitergegeben wird
• typisch für Bereiche, in denen Geschwindigkeit nicht entscheidend ist, z. B. im Verdauungssystem

Unterschiede der Axontypen

In der folgenden Tabelle sind die Unterschiede der markhaltigen und marklosen Nervenfasern aufgelistet. Das darunterliegende Axon mit der Beschriftung kann dir zusätzlich helfen.

Axon – Aufbau

Der Aufbau eines Axons umfasst viele spezialisierte Strukturen, die seine Funktion unterstützen:

• Axonhügel: Der Axonhügel ist der Ort an dem das Axon beginnt und Aktionspotentiale erzeugt werden.
• Ranvier-Schnürringe: Dies sind kleine Lücken in der Myelinscheide, die die saltatorische Erregungsleitung ermöglichen.
• Hüllzellen: Diese Zellen unterstützen und isolieren das Axon, indem die Geschwindigkeit der Reizweiterleitung erhöht wird. (Schwannsche Zellen als Zellen des PNS und Oligodendrozyten für Zellen des ZNS.)
• Axonplasma: Das Zytoplasma des Axons enthält wichtige Organellen, Nährstoffe und Moleküle für den axonalen Transport.
• Axolemm: Die Zellmembran des Axons ist für die Signalweiterleitung verantwortlich.
• Endknöpfchen: Die Endknöpfchen sind Verbindungsstellen zu anderen Zellen, an denen das elektrische Signal in ein chemisches Signal (Freisetzung von Neurotransmitter) umgewandelt wird.
• Kollaterale: Kollaterale sind Seitenäste des Axons, die Signale an mehrere Zielzellen gleichzeitig senden können.

Axonaler Transport

Eine weitere wichtige Aufgabe des Axons ist der effektive axonale Transport von Stoffen. Es gibt zwei Haupttypen des axonalen Transports:

• Anterograder Transport: Der Transport von Nährstoffen, Proteinen und Organellen geht vom Zellkörper zum Axonende.
• Retrograder Transport: Der Rücktransport von Abfallstoffen und Informationen geht zum Zellkörper hin.

Ausblick – das lernst du nach Axon

Vertiefe dein Wissen über weitere Aspekte des Nervensystems, wie die Gliazellen, als heimliche Helden des Nervensystems oder die Rolle von Synapsen in der neuronalen Kommunikation.

Häufig gestellte Fragen zum Thema „Axon“