Die Nervenzelle (Neuron) ist die funktionelle Grundeinheit des Nervensystems. Sie ist auf die schnelle Aufnahme, Verarbeitung und Weitergabe elektrischer Signale spezialisiert. Im menschlichen Gehirn existieren rund 86 Milliarden Neurone, die durch über 100 Billionen Synapsen miteinander verknüpft sind.
Der Zellkörper enthält den Nucleus und alle typischen Organellen: Mitochondrien, einen ausgeprägten Golgi-Apparat und vor allem reichlich rauen ER, der lichtmikroskopisch als Nissl-Schollen erscheint. Hier findet die intensive Proteinbiosynthese für Neurotransmitter, Enzyme und Membranbestandteile statt. Der Zelldurchmesser beträgt 5–120 µm.
Dendriten sind kurze, stark verzweigte Fortsatze, die wie eine Antenne Signale von vorgeschalteten Neuronen empfangen. Auf ihren Dornfortsatzen (Spines) liegen exzitatorische Synapsen. Ein einzelnes Neuron der Großhirnrinde trägt bis zu 10.000 Synapsen. Im Dendritenbaum erfolgt die räumliche und zeitliche Summation der eingehenden postsynaptischen Potenziale.
Das Axon ist meist ein einziger, langer Fortsatz, der das Aktionspotenzial vom Soma weg zu anderen Neuronen oder Effektoren leitet. Seine Länge reicht von Mikrometern bis über 1 Meter (Motoneurone zum Fuß). Am Axonhügel mit besonders hoher Dichte spannungsgesteuerter Na+-Kanäle entsteht das Aktionspotenzial, sobald die Schwelle von etwa −55 mV überschritten wird.
Im PNS umhüllen Schwann-Zellen, im ZNS Oligodendrozyten das Axon mit einer lipidreichen Myelinscheide. Sie wirkt als elektrischer Isolator und verringert die Membrankapazität. Die etwa 1 µm langen myelinfreien Ranvier-Schnürringe liegen im Abstand von 0,2–2 mm und erlauben die saltatorische Erregungsleitung mit Geschwindigkeiten bis 120 m/s.
Am Axonende bildet das Neuron präsynaptische Endigungen mit Vesikeln, die Neurotransmitter enthalten. Über den synaptischen Spalt (20–40 nm) wird das Signal chemisch übertragen und löst an der postsynaptischen Membran ein neues Potenzial aus.
Abitur-Tipp: Merke die Funktionen: Dendriten empfangen, Soma integriert, Axonhügel zündet AP, Axon leitet, Synapse überträgt. Die Myelinisierung erklärt die hohe Leitungsgeschwindigkeit motorischer Nerven.