Axonhügel
Medizinische Expertise: Dr. med. NonnenmacherQualitätssicherung: Dipl.-Biol. Elke Löbel, Dr. rer nat. Frank Meyer
Letzte Aktualisierung am: 26. Februar 2024Dieser Artikel wurde unter Maßgabe medizinischer Fachliteratur und wissenschaftlicher Quellen geprüft.
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Der Axonhügel stellt die Ursprungsstelle des Axons dar. Hier erfolgt die Bildung des Aktionspotenzials, welches über das Axon zum präsynaptischen Endknöpfchen weitergeleitet wird. Das Aktionspotenzial bildet sich im Axonhügel aus der Summe einzelner spezifischer Reize und muss zur Reizweiterleitung einen bestimmen Schwellenwert erreichen.
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Was ist der Axonhügel?
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Der Axonhügel dient als Ausgangspunkt für die Weiterleitung des Aktionspotenzials. Er stellt die zentrale Schaltzentrale für postsynaptische Reize dar. Dabei wird zunächst das Aktionspotenzial durch die Summierung der einzelnen postsynaptischen Signale aufgebaut, die von den Dendriten der Nervenzelle aufgenommen wurden.
Erreicht dieses Potenzial einen bestimmten Schwellenwert, wird es über die Axonen zum präsynaptischen Endknöpfchen oder retrograd wieder über das Soma an die Dendriten weitergeleitet. Reize, welche in der Summe den Schwellenwert nicht erreichen, werden von der Impulsweiterleitung ausgeschlossen und dienen nicht mehr der Wahrnehmung. Der Axonhügel gehört noch nicht zum eigentlichen Axon, sondern stellt dessen Ausgangspunkt dar. Da er frei von den sogenannten Nissl-Schollen ist, kann er im Rahmen der Nissl-Färbung durch eine heller erscheinende Färbung leicht erkannt werden.
Anatomie & Aufbau
Das sich anschließende Axon ist von lipidreichen Zellen umgeben, die es elektrisch von der Umgebung isolieren. Diese Zellen bestehen aus fettreichem Myelin und werden als Schwannsche Zellen bezeichnet. Sogenannte Ranviersche Schnürringe unterbrechen in regelmäßigen Abschnitten diese Schwannschen Zellen. Die Ranvierschen Schnürringe bewirken aufgrund ihrer unterschiedlichen Spannung die Weiterleitung der Erregung. Zum Ende des Axons gelangen die elektrischen Reize weiter zu den präsynaptischen Endknöpfchen. Dort kommt es zur Umwandlung des elektrischen Reizes in ein chemisches Signal.
Dabei werden Neurotransmitter in den synaptischen Spalt ausgeschüttet. In der Folge binden sich diese Neurotransmitter wieder an spezielle Rezeptoren, die sich an den Dendriten der nächsten Nervenzelle befinden. Die Ionenkanäle am Dendriten werden daraufhin geöffnet. Dabei kommt es zu einer Spannungsänderung, die eine Weiterleitung des elektrischen Impulses über den Zellkörper zum nächsten Axonhügel bewirkt. Von dort wiederholt sich der gesamte Vorgang wieder.
Funktion & Aufgaben
Der Axonhügel hat die Funktion, eingehende elektrische Signale zu empfangen und zum Aktionspotenzial zu summieren. Dabei gilt er als der zentrale Summationsort erregender und inhibierender postsynaptischer Potenziale. Wenn der Schwellenwert für das Aktionspotenzial erreicht ist, wird es von Neuem über das Axon zum präsynaptischen Endknöpfchen oder über das Soma zurück zu den Dendriten geleitet.
Grundsätzlich findet an jeder Stelle der Zelle eine Potenzial-Summation statt. Allerdings sind die Membranen von Dendriten und Zellkörper weniger erregbar als die Nervenfasern (Axonen). Daher werden bevorzugt am Ursprung der Nervenfasern Aktionspotenziale ausgelöst. Dort befindet sich eine hohe Dichte an Natrium-Ionen-Kanälen, die darüber entscheiden, ob lokale synaptische Potenziale zu einer weitergeleiteten Erregung zusammengefasst werden. In diesem Sinne spielt der Axonhügel eine entscheidende Rolle bei der Auswahl der Signale. Die Reize sind zunächst nicht gerichtet.
Vom Axonhügel werden die Aktionspotenziale gerichtet über die Nervenfasern von Neuron zu Neuron weitergeleitet. Ohne diese Schaltzentrale wäre der Körper einer Reizüberlastung ausgesetzt, die er nicht mehr bewältigen könnte. Wichtige Signale könnten nicht mehr von unwichtigen Reizen unterschieden werden. Wirkt also ein Reiz intensiver auf den Organismus ein, bilden sich mehr Potenzialunterschiede aus als bei weniger starken Reizen. In der Folge davon wird auch das Schwellenpotenzial durch Potenzial-Summation bei den stärkeren Signalen im Axonhügel schneller und öfter erreicht als bei den Schwächeren.
Krankheiten
In Abhängigkeit von der Intensität von eingehenden elektrischen Erregungen werden dort unter Erreichung des Schwellenwertes Aktionspotenziale zur Weiterleitung gebildet. Ein Überangebot an Reizen kann bereits für die Ausbildung von zu viel Aktionspotenzialen verantwortlich sein und damit zur Überforderung der Reizverarbeitung führen. Häufig bestehen an den Synapsen Störungen bei der Umwandlung von elektrischen Impulsen zu chemischen Signalen und umgekehrt. Ursachen sind unter anderem fehlende oder überschüssige Neurotransmitter, Störungen bei ihrer Bindung an Rezeptoren oder Vergiftungen mit neurotransmitterähnlichen Substanzen.
In der Folge werden entweder zu viel oder zu wenig Reize übertragen. Die resultierenden Krankheiten zeigen sich durch vielfältige Symptome. Bei verstärkter Reizweiterleitung kann es allgemein zu Symptomen wie Nervosität, Unruhe, verstärkter Bewegungsdrang, Aufmerksamkeitsstörungen und vielen weiteren kommen. Ein Beispiel für diesen Zustand ist das Krankheitsbild von ADHS. Wenn zu wenig Reize übertragen werden, resultiert oft eine Depression. Bei einer lokalen Überhöhung der Reizweiterleitung können sich solche Erkrankungen wie die Epilepsie oder das Tourette-Syndrom herausbilden.
Auch Fehlfunktionen an anderen Organen wie beispielsweise bei Herzrhythmusstörungen können durch Reizweiterleitungsstörungen verursacht werden. Die Ursachen dieser Störungen sind hauptsächlich an den Synapsen zu suchen. Der Axonhügel spielt nur als Schaltzentrale eine Rolle.
Typische & häufige Nervenerkrankungen
Quellen
- Frotscher, M., et al.: Taschenatlas Anatomie, Band 3: Nervensystem und Sinnesorgane. Thieme, Stuttgart 2018
- Kirsch, J. et al.: Taschenlehrbuch Anatomie. Thieme, Stuttgart 2017
- Renz-Polster, H., Krautzig, S. (Hrsg.): Basislehrbuch Innere Medizin. Urban & Fischer, München 2012