Axon: Aufbau und Funktion

Ein Axon ist gewissermaßen ein Kabel im menschlichen Nervensystem – sogar mit einer eigenen Isolierschicht. Diese wichtigen Stränge ermöglichen die Kommunikation von Zellen untereinander und sichern so ein reibungsloses Funktionieren des Organismus. Alles zu Struktur, Aufbau, Einteilung und Funktion gibt es in diesem Artikel.

Axon – Definition

Ein Axon, synonym auch Neurit oder Neuraxon genannt, ist ein Fortsatz einer Nervenzelle (Neuron). Es leitet elektrische Impulse vom Zellkörper (Soma) aus weg. Das Axon plus die umgebenden Hüllstrukturen bezeichnet man als Nervenfaser.

Axon – Struktur und Aufbau

Das Axon entspringt dort, wo am Zellkörper der Nervenzelle die Nervenimpulse entstehen. Dieses Gebiet bezeichnet man als “Axonhügel”. Anschließend verläuft der Neurit wie ein Strang zu seinem Zielort. Die Länge ist dabei sehr variabel: Axone können lediglich Bruchteile eines Millimeters oder aber bis über einen Meter lang sein. Am Ende verzweigt sich das Axon baumartig in knopfartige Endigungen, welche man auch “Telodendren” nennt. Die Telondendren haben wiederum Kontakt mit Nervenzellen (eine Synapse entsteht), Muskel– oder Drüsenzellen. Wichtig zu erwähnen ist zudem, dass jede Nervenzelle nur ein einziges Axon besitzt.

Weitere Bestandteile eines Neurits sind die Zellmembran (Axolemm) und das Zytoplasma (Axoplasma). Man findet außerdem folgende Mikrostrukturen, die für einige wichtige Funktionen zuständig sind:

• Neurofilamente: Proteinstränge zur Stärkung
• Neurotubuli: Stabilität und Formgebung
• Aktinfasern: Beweglichkeit von Zellen

Myelinisierung

Manche Axone, sogenannte “markhaltige” Fasern, besitzen darüber hinaus einen weiteren wichtigen Bestandteil: die Myelinscheide. Hierbei handelt es sich um eine Umhüllung, die sich vor allem aus Lipiden zusammensetzt. Diese schützende Schicht wird im peripheren Nervensystem von Schwann´schen Zellen, im ZNS jedoch von Oligodendrozyten gebildet.

Allerdings wird die Myelinscheide alle 0,1 bis 1,5 Millimeter unterbrochen. Die nicht umhüllten Bereiche bezeichnet man als “Ranvier´sche Schnürringe”, den ummantelten Bereich dazwischen als “Internodium”.

Die Funktion der Myelinscheide gleicht der Aufgabe bei der Hülle eines Kabels, denn auch die Myelinschicht dient der elektrischen Isolierung. Somit kann eine deutlich schnellere Weiterleitung der elektrischen Impulse erreicht werden. Nochmals verbessert wird die Leitungsgeschwindigkeit durch das Prinzip der “saltatorischen Erregungsleitung”, denn die elektrischen Signale springen quasi von Schnürring zu Schnürring.

Axon – Einteilung

Neuriten lassen sich anhand verschiedener Kriterien klassifizieren. Mehr dazu in den folgenden Abschnitten.

Ummantelung

Wie bereits erwähnt, lassen sie sich in marklose und markhaltige Fasern einteilen. Die Zugehörigkeit ist in dieser Hinsicht davon abhängig, ob eine Myelinscheide vorhanden ist oder nicht.

Leitungsgeschwindigkeit

Eng verbunden mit der Ummantelung ist natürlich auch die Leitungsgeschwindigkeit der Axone. Nach Erlanger und Gasser werden Nervenfasern des peripheren Nervensystems daher anhand dem Grad ihrer Myelinisierung und des Durchmessers sowie der damit einhergehenden Leitungsgeschwindigkeit eingeteilt.

Leitungsrichtung

Die Weiterleitung des Signals kann im Axon in zwei verschiedene Richtungen erfolgen:

• afferent: zum ZNS hin (= sensibel / sensorisch)
• efferent: vom ZNS weg (= motorisch)

Afferenz

Die afferenten Fasern werden weiter wie folgt unterteilt:

Faserqualität

Die Faserqualität beschreibt gewissermaßen, zu welchem Teil des Nervensystems ein Neurit gehört und welche Funktion innerhalb dieses Systems ausgeführt wird. Dabei unterscheidet man zunächst:

• Somatisches Nervensystem (bewusst)
• Vegetatives / Viszerales Nervensystem (unbewusst)

Des Weiteren ist es wichtig, ob das Axon eine Bewegung veranlasst (motorisch) oder eine Empfindung wahrnimmt (sensibel). Damit ergeben sich schon folgende Kombinationen: somatosensibel, viszerosensibel und somatomotorisch, viszeromotorisch.

Nun besitzen die Hirnnerven zum Teil noch speziellere Funktion, wie beispielsweise die Innervation von Kiemenbogenmuskeln oder die sensorische Wahrnehmung. Solche Fasern nennt man dann “speziell”, die normalen Neuriten des peripheren Nervensystem hingegen “allgemein”.

Mit all diesen Bezeichnungen lassen sich die Nervenfasern dann genau einzelnen Gruppen zuordnen.

Axon – Funktion

Axone sind für die Weiterleitung elektrischer Signale (Aktionspotentiale) vom Zellkörper zur Zielzelle verantwortlich. Außerdem findet im Neurit selber ein axonaler Transport statt. Dadurch können beispielsweise Bestandteile von Synapsen, Zellorganellen oder Vesikel innerhalb des Nervensystems transportiert werden. Man unterscheidet beim axonalen Transport grundsätzlich zwei Richtungen:

• anterograd (Zellkörper -> Peripherie)
• retrograd (zurück zum Zellkörper)

Der anterograde Transport erfolgt über das Motorprotein Kinesin, der retrograde über Dynein. Beide bewegen sich entlang der Neurotubuli der Axone.