Markus Kipp - Neuroanatomie

Mikrogliazellen sind dazu in der Lage, sich amöboid fortzubewegen. Bei einer Gewebeläsion werden sie in große, phagozytierende Zellen (Makrophagen) umgeformt (Abräumzellen). Als Teil des Immunsystems erfüllen Sie wichtige Aufgaben wie Antigenpräsentation, Zytokin-Sekretion und die Eliminierung apoptotischer Zellen. Mikroglia spielt für die Entwicklung des Gehirns und bei zahlreichen Erkrankungen eine wichtige Rolle. Die Zellen entfernen zum Beispiel während der Hirnentwicklung überflüssige Nervenzellen und deren Synapsen. Außerdem sollen sie bei der Entstehung von Krankheiten des Zentralnervensystems beteiligt sein, etwa beim Morbus Alzheimer und Morbus Parkinson, bei Hirn- und Hirnhautentzündungen sowie bei Multipler Sklerose.

Ependymzellen

Ependymzellen kleiden die Hirnventrikel des Gehirns und den Zentralkanal des Rückenmarks aus. Morphologisch handelt es sich um kubische oder prismatische Epithelzellen, die ebenso wie Nervenzellen, Astrozyten und Oligodendrozyten aus dem embryonalen Neuroepithel hervorgehen. Ependymzellen besitzen im Allgemeinen zahlreiche Kinozilien und sind nur durch Nexus und Zonulae adhaerentes miteinander lose verbunden. An ihnen vorbei ist somit ein reger Flüssigkeitsaustausch zwischen Hirngewebe und Ventrikellumen möglich – beide Kompartimente stehen in Kontakt. Die Zusammensetzung des Liquors spiegelt also die Zusammensetzung des extrazellulären Raumes im Gehirn wieder. Diese Durchlässigkeit der Ependymzellen für eine Vielzahl von Substanzen hat große klinische Bedeutung. Entzündungen, Infektionen oder aber metabolische Störungen innerhalb des Gehirngewebes können sich teilweise oder auch ganz in den Liquor ausbreiten. Nicht alle Krankheiten, die das Zentralnervensystem betreffen, können durch eine Blutuntersuchung nachgewiesen werden. In solchen Fällen kann man sich der Untersuchung des Nervenwassers (Liquor) bedienen. Der zu untersuchende Liquor wird meist durch eine Lumbalpunktion der Wirbelsäule unterhalb des dritten Lendenwirbelkörpers gewonnen. Anschließend wird er im Labor auf verschiedene Parameter wie Anzahl der Zellen, Proteine, Enzyme, Elektrolyte und Zucker, Antikörper, Bakterien und Pilze, Blutgerinnsel, Eiter und Verfärbungen untersucht. Charakteristische Veränderungen weisen auf Erkrankungen des Gehirns hin. Spezielle Ependymzellen bilden das Epithel der Plexus choroideiund spielen so eine Rolle bei der Bildung des Liquor cerebrospinalis (Hirnwasser). All die genannten Strukturen werden wir später noch genauer besprechen.

Zusammenfassung

In der Neurohistologie unterscheidet man zwei Zellpopulationen: Neurone (Nervenzellen) und Gliazellen.

Von den Neuronenexistieren verschiedene Typen, ihr Grundaufbau ist jedoch immer gleich: Sie bestehen aus einem Zellkern ( Soma), einem Axon und beliebig vielen Dendriten. An den Dendritenwerden Aktionspotenziale aufgenommen und über das Axon weitergeleitet. Im Axonkann sowohl anterograder als auch retrograder Transport stattfinden. Auch die Schnelligkeit der Weiterleitung von Aktionspotenzialen innerhalb der Axone kann – abhängig von der Myelinisierung – variieren. Das Axon endet in einer Synapse, die stets aus einem präsynaptischen und einem postsynaptischen Anteil besteht. Hier wird die Information einer Nervenzelle an eine weitere oder an ein Erfolgsorgan übertragen.

Die zweite wichtige Zellpopulation im Gehirn sind die Gliazellen. Ursprünglich wurde ihnen lediglich eine Stützfunktion zugeschrieben. Mittlerweile weiß man, dass sie für die regelhafte Funktion des Nervensystems unersetzbar sind: Astrozyten regulieren das chemische Milieu des Extrazellulärraums, Oligodendrozyten und Schwann-Zellen synthetisieren die Myelinscheide und sind somit essenziell für die saltatorische Erregungsleitung. Mikrogliazellen sind eine wichtige Effektorzellpoluation des angeborenen Immunsystems, Ependymzellen kleiden die inneren Liquorräume aus.

Was das IMPP wissen möchte

Als Neurogenesewird die Bildung von Nervenzellen aus bestimmten Stamm- oder Vorläuferzellen bezeichnet. Unterschieden wird zwischen Neurogenese während der Embryonalentwicklung und nach der Geburt. Bis in die 1990er Jahre hinein galt Neurogenese im menschlichen, erwachsenen Zentralnervensystem als ausgeschlossen, selbst wenn bekannt war, dass unter anderem bei einigen Singvögeln auch nach der Geschlechtsreife weiterhin Nervenzellen gebildet werden können. Weiterführende Untersuchungen zur Neurogenese allerdings weisen nach, dass es bei Menschen, wie auch bei anderen Säugetieren, zu einer Vermehrung neuronaler Stammzellen und zur Bildung neuer Nervenzellen selbst in hohem Alter kommen kann. Am besten untersucht ist diese adulte Neurogenese im Hippocampus (Teil des Telencephalons) sowie in Bereichen um die Hirnventrikel (Subventrikularzone). Auf die Neurogenese werden große Hoffnungen für die Heilung von Krankheiten und Verletzungen des Zentralnervensystems gesetzt.

Bei vielen Erkrankungen des zentralen Nervensystems findet man eine Veränderung der Astrozyten-Morphologie. Dieser Prozess wird Astrogliosegenannt. Er ist charakterisiert durch eine Induktion der Expression des Intermediär-Filamentproteins GFAP(saures Gliafaserprotein), das sich auch in der Pathologie als Marker für aktivierte Astrozyten verwenden lässt. Astrozyten im pathologischen Gehirn können ähnlich wie Mikrogliazellen Zytokine, Chemokine und Wachstumsfaktoren freisetzen und damit die Pathologie wesentlich beeinflussen. Für die Regeneration sind die sogenannten reaktiven Astrozyten, die bei einer Astrogliose auftreten, eher hinderlich. Man spricht hier auch von einer Glianarbe. Solche reaktiven Astrozyten bzw. die Astrogliose finden sich bei sämtlichen Verletzungen des Gehirns und bei Krankheiten wie z. B. der Alzheimer-Krankheit oder der Multiplen Sklerose.

Immer wieder werden die Mikrogliazellenvom IMPP hergenommen, um Verwirrung zu stiften. Wie oben erwähnt sind Mikrogliazellen dazu in der Lage, Phagozytose zu betreiben. Dies tun sie jedoch ausschließlich im Zentralnervensystem und nicht in der Peripherie. Im Auge beispielsweise sind es die Pigmentepithelzellen, die die abgenutzten Außengliedabschnitte der Photorezeptoren der Retina phagozytieren und nicht Mikroglia!

MC-Fragen

1.Welche Zellen bilden die Markscheiden innerhalb des zentralen Nervensystems?

(A)Müller-Zellen

(B)Bergmann-Glia

(C)Astrozyten

(D)Oligodendrozyten

(E)Schwann-Zellen

2.Welche(s) Struktur/Element ist nicht mit Synapsen assoziiert?

(A)Axonterminale

(B)dendritische Spines

(C)Axonhügel

(D)Astrozytenfortsatz

(E)Neurotransmitter

3.Die folgende Abbildung zeigt eine Versilberung des Cortex cerebri in mittlerer Vergrößerung. Eine Struktur ist eingekreist. Hierbei handelt es sich um eine(n)

(A)perivaskulären Astrozytenfuß

(B)dendritischen Dorn („spine“)

(C)Synapse en passant

(D)terminalen synaptischen Bouton

(E)Axonhügel

4.Welcher der folgenden Zelltypen entwickelt sich aus dem Mesoderm?

(A)Nervenzelle

(B)Schwann-Zelle

(C)Oligodendrozyt

(D)Mikroglia

(E)Ependymzelle

5.Welche Aussage trifft nicht zu?

(A)Mikrotubuli sind die größten Elemente des neuronalen Zytoskeletts.

(B)Neurofilamente sind die kleinsten Elemente des neuronalen Zytoskelettons.

(C)Der Axonhügel ist frei von Nissl-Substanz.

(D)Axone können sich terminal aufspalten.

(E)Kinesin vermittelt den anterograden axonalen Transport.

Index

A

α-Internexin 8

Aktionspotenzial 8, 18