Grundlagen Nervengewebe

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1 Grundlagen Nervengewebe David P. Wolfer Institut für Bewegungswissenschaften und Sport, D-HEST, ETH Zürich Anatoisches Institut, Medizinische Fakultät, Universität Zürich Nervensyste, Di :00 Grundlagen, Nervengewebe, Di

2 Gewebefailien / Grundgewebe grosse Gewebevielfalt durch Zelldifferenzierung und Spezialisierung Zusaenfassung zu 4 Grundgewebe it geeinsaen Eigenschaften unterscheidbar durch Funktion, Zellfor, Anteil Extrazellulärrau EZR Grundgewebe weiter unterteilbar Anteil EZR Funktionen Binde- und Stützgewebe + bis +++ Epithelgewebe (+) Struktur, Versorgung, Speicherung, Abwehr, Stroabildung Oberflächen, Drüsen, Rezeptoren, Parenchybildung Muskelgewebe (+) bis + Kontraktion, echanische Arbeit Nervengewebe (+) Transport, Verarbeitung und Speicherung von Inforationen Grundlagen, Nervengewebe, Di

3 Nervengewebe ZNS PNS Vorkoen bildet zentrales (ZNS) und peripheres Nervensyste (PNS) Plexus = Nervengeflecht: vegetatives Nervensyste (zb Blutgefässe ugebend), soatisches Nervensyste (Ausgangspunkt der Nerven zur Versorgung der Extreitäten) enterisches Nervensyste: Nervengewebe i Magendartrakt Neurone Inforation: codiert durch Änderungen des Mebranpotentials (Depolarisation = Erregung, Hyperpolarisation = Heung) Inforationstransport: über lange Strecken durch Axone, können ZNS-PNS-Grenze überschreiten Inforationsverarbeitung, Speicherung: Dendriten & Synapsen Gliazellen Glia = Lei 90% nicht-neuronale Zellen des Nervengewebes, essentiell! Mehrere Zelltypen, unterschiedliche Gliazellen in ZNS & PNS PNS: gutes Milieu für Nervenfaserregeneration, ZNS: keine oder nur iniale Regeneration langer Nervenfasern Zellen Vorkoen Organisation Gehirn Rückenark Netzhaut Seh«nerv» Hirnnerven Spinalnerven Plexus sy. Grenzstrang enterisches NS Neurone: Axone, Dendriten, Synapsen Regeneration Regeneration Gliazellen Astrozyten Oligodendrozyten Schwann- Mikrogliazellen Zellen Ependyzellen Mantelzellen Plexuszellen Graue Substanz (Rinde, Kerne) Foratio reticularis Weisse Substanz (Bahnen, Mark) Ganglien: - sensorisch - vegetativ Nerven, Plexus sy. Grenzstrang Grundlagen, Nervengewebe, Di

4 Gliazellen ZNS PNS Astrozyten überall i ZNS, viele kurze Fortsätze adult: Entsorgung von Stoffwechselabfall, Brennstoff-Bereitstellung, Aktivitätsregulation, Abgrenzung ZNS, Narbenbildung Entwicklung: Stazellen, Zellwanderung Oligodendrozyten überall i ZNS, wenige kurze Fortsätze bilden Markscheiden i ZNS, heen Wachstu und Regeneration Mikrogliazellen ebryonal eingewanderte residente Makrophagen Ependyzellen, Plexuszellen Ependyzellen einschichtiges Epithel der Ventrikel it Kinozilien, Plexuszellen Epithel des Plexus choroideus Liquorproduktion Schwann-Zellen Hüllzellen für Axone i PNS, unterstützen Regeneration Mantelzellen = Satellitenzellen Hüllzellen für Nervenzellkörper i PNS Zellen Vorkoen Organisation Gehirn Rückenark Netzhaut Seh«nerv» Hirnnerven Spinalnerven Plexus sy. Grenzstrang enterisches NS Neurone: Axone, Dendriten, Synapsen Regeneration Regeneration Gliazellen Astrozyten Oligodendrozyten Schwann- Mikrogliazellen Zellen Ependyzellen Mantelzellen Plexuszellen Graue Substanz (Rinde, Kerne) Foratio reticularis Weisse Substanz (Bahnen, Mark) Ganglien: - sensorisch - vegetativ Nerven, Plexus sy. Grenzstrang Grundlagen, Nervengewebe, Di

5 Neuron, Grundbauplan soatodendritisches Kopartient Soa = Zellkörper: Zellkern hell (Euchroatin, viele Gene expriiert), Perikaryon = Zytoplasa it Nissl-Substanz (rer) Dendriten: eist ehrere, <1, fliessender Übergang it Nissl- Substanz i Anfangsteil, verzweigt, ev dekoriert it Dornen = Spines axonales Kopartient Axon: singulär, Kollateralen, Hüllzellen (i PNS ier vorhanden, i ZNS fakultativ), Länge bis über 1 keine Nissl-Substanz initiales Segent: erster Abschnitt des Axons, Kopartientgrenze, keine Hüllzellen axonaler Endbau, Boutons Synapsen: Input & Output Dendriten & Soa: Integration erregender & heender Inputs initiales Segent: Resultat der Integration neues Ipulsuster, Modulation durch heende Inputs Axon & Kollateralen: Verbreitung der Ipulse als Aktionspotential Endbau & Boutons: Output, Übertragung auf andere Zellen oduliert durch erregende & heende Inputs 10e10-10e12 X 10,000-25,000 K Perikaryon Axonhügel Zellkern Nukleolus Dendriten initiales Segent Axon Kollaterale Hüllzellen axonaler Endbau Boutons Input Output Erregung Heung K Grundlagen, Nervengewebe, Di

6 Neuron, Foren Multipolares Neuron 1 Axon + ehrere Dendriten Pyraidenzellen (Grosshirnrinde), Sternzellen (ZNS+PNS) Bipolares Neuron 1 Axon + 1 Dendrit (Netzhaut) Pseudounipolares Neuron priäre Neurone Soa in Spinal- oder sensorische Hirnnervenganglion (PNS), ohne Dendriten, kein synaptischer Input peripherer Fortsatz (dendritisches Axon, PNS): Verbindung zu Rezeptor / Sinnesorgan in Peripherie zentraler Fortsatz (PNS ZNS): Weiterleitung der Signale an Neurone in sensiblen Kernen in Rückenark und Hirnsta Reichweite kurzes Axon: Interneurone, heend oder erregend langes Axon: Projektionsneurone, eist aber nicht ier erregend ultipolar bipolar pseudounipolar zentraler Fortsatz peripherer Fortsatz Grundlagen, Nervengewebe, Di

7 Nervenfaser Nervenfaser (ZNS+PNS) Definition: Axon (Neuron) + Hüllzellen (Glia) nicht yelinisiert oder yelinisiert PNS: Basallaina zwischen Hüllzelle und ugebende Bindegewebe Myelinscheide = Markscheide Uwicklung durch Zellebran der Hüllzelle, Stabilisation durch Proteine pro Hüllzelle elektrische Isolation auf Strecke von (Internodiu) zwischen Hüllzellen Ranvier-Knoten: erregbare Mebrandoäne des Axons, saltatorische Erregungsleitung PNS: yelinisierende Schwann-Zelle uhüllt nur ein Axon ZNS: Oligodendrozyt, yelinisiert via Fortsätze ehrere Axone Nicht yelinisierte Fasern PNS: ehrere Axone pro nicht-yelinisierende Schwann-Zelle ZNS: keine Hüllzelle, Axone + Dendriten + Gliafortsätze = Neuropil Schwann-Zelle Oligodendrozyt Neuropil yelinisiert Axon Dendriten, Gliafortsätze Myelin nicht yelinisiert 1 1 PNS ZNS 2 3 Grundlagen, Nervengewebe, Di

8 Nervenfasertypen i PNS Leitgeschwindigkeit steigt it Faserdurchesser, beschleunigt durch Myelinisierung: kontinuierliche saltatorische Erregungsleitung Ökonoie: Fasern nur so schnell wie nötig breites Spektru an Fasertypen Klassifikation: Erlanger-Gasser Aα-δ,B,C; Lloyd-Hunt (nur ): I-IV Erlanger Gasser Lloyd Hunt Myelin Funktion Ø μ /s Aα Aα Aα Aβ Aβ Aγ Aδ Aδ B Ia Ib II II III III dünn dünn efferent efferent efferent Skelettuskelfasern Muskelspindeln Sehnenspindeln Muskelspindeln Haut-Mechanorezeptoren Muskelspindeln Teperatur, Scherz tiefe Druckrezeptoren vegetativ präganglionär dünn C C IV nein nein efferent vegetativ postganglionär Teperatur, Scherz Grundlagen, Nervengewebe, Di

9 Cheische und elektrische Synapse Synapse Zellkontakt zur Ipulsübertragung erregbare Zellen: Neurone, Muskelzellen, Sinneszellen elektrische Synapse Gap Junction, elektrische Koppelung cheische Synapse Präsynapse: Bereitstellung Transitter, präsynaptisches Potential bewirkt Freisetzung synaptischer Spalt: keine zytoplasatische Kontinuität zwischen Prä- und Postsynapse, überwunden durch Diffusion des Transitters Postsynapse: Prozesse bestit durch Kobination Rezeptor-Transitter: Hyperpolarisation = Heung (IPSP), Depolarisation = Erregung (EPSP), Stoffwechselveränderung (Plastizität) gerichtete Inforationsübertragung, Ipulsveränderung, Heung, Inforationsspeicherung durch Plastizität Feedback Postsynapse Präsynapse Transitter erregend: Glu heend: GABA, Gly je nach Rezeptor: DA, NA, ACh, 5HT cheische Synapse: Struktureleente und Prozesse: Präsynapse synaptischer Spalt Postsynapse präsynaptisches Potential postsynaptisches Potential: Hyperpolarisation Depolarisation Transitter Rezeptor Stoffwechsel, Plastizität Grundlagen, Nervengewebe, Di

10 Cheische Synapse PNS versus ZNS geeinsae Struktureleente Präsynapse = Bouton it synaptischen Vesikeln, aktive Zone, Mitochondrien Postsynapse durch synaptischen Spalt von Präsynapse getrennt, Mitochondrien Speziell für neurouskuläre Synapse Schwann-Zellen, Basallaina i synaptischen Spalt, Postsynapse = Muskelfaser, Mebranauffaltung Speziell für ZNS-Synapse axodendritisch: Postsynapse = Spine oder Schaft, axoaxonisch: Postsynapse = Bouton postsynaptische Verdichtung: Typ Gray I = erregend; ohne Verdichtung: Typ Gray II = heend neurouskulär tt Motoneuron Schwann-Zellen Basallaina Muskelfaser tt T-Tubulus sr sarkopl. Retikulu d Dendrit Spine postsynaptische Verdichtung axoaxonisch sr Axon + Bouton synaptische Vesikel aktive Zone, präsynaptische Mebran synaptischer Spalt postsynaptische Mebran Mitochondrien (prä- & postsynaptisch) axodendritisch d Grundlagen, Nervengewebe, Di

11 Organisation des Nervengewebes ZNS PNS Graue und weisse Substanz i ZNS weisse Substanz spezialisiert auf Leitungsfunktion. Histologie: yelinisierte Nervenfasern und Gliazellen (v.a. Oligodendrozyten), fehlend: Soata, Dendriten, axonale Endbäue Synapsen graue Substanz spezialisiert auf Verarbeitung, Speicherung. Histologie: Neurone (Soata, Dendriten, Axone, axonale Endbäue), Synapsen, Gliazellen, wenige yelinisierte Fasern Rinde = oberflächliche graue Substanz (Grosshirn, Kleinhirn) Kerne = tiefliegende Bereiche grauer Substanz Foratio reticularis: Bereich des Hirnstas it verstreut angeordneten Neuronen, weder weiss noch grau periphere Ganglien und Nerven i PNS neuronale Soata i PNS in Ganglien konzentriert: - sensorisch: Soata er Neurone, Gliazellen - vegetativ: Soata efferenter Neurone, Dendriten, Synapsen, Gliazellen Rest nur Nervenfasern: Leitungsfunktion (Nerven, Plexus, sypathischer Grenzstrang, kleine Nervenfaserbündel) Zellen Vorkoen Organisation Gehirn Rückenark Netzhaut Seh«nerv» Hirnnerven Spinalnerven Plexus sy. Grenzstrang enterisches NS Neurone: Axone, Dendriten, Synapsen Regeneration Regeneration Gliazellen Astrozyten Oligodendrozyten Schwann- Mikrogliazellen Zellen Ependyzellen Mantelzellen Plexuszellen Graue Substanz (Rinde, Kerne) Foratio reticularis Weisse Substanz (Bahnen, Mark) Ganglien: - sensorisch - vegetativ Nerven, Plexus sy. Grenzstrang Grundlagen, Nervengewebe, Di