Axon – Aufbau, Funktion und Erkrankungen
Das Axon ist der lange Fortsatz einer Nervenzelle, der elektrische Signale vom Zellkörper zu anderen Zellen weiterleitet. Es bildet die Grundlage der Nervenkommunikation im gesamten Körper.
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Das Axon ist der lange Fortsatz einer Nervenzelle, der elektrische Signale vom Zellkörper zu anderen Zellen weiterleitet. Es bildet die Grundlage der Nervenkommunikation im gesamten Körper.
Was ist ein Axon?
Ein Axon ist der lange, fadenförmige Fortsatz einer Nervenzelle (Neuron). Es leitet elektrische Impulse, sogenannte Aktionspotenziale, vom Zellkörper des Neurons weg zu anderen Nervenzellen, Muskeln oder Drüsen. Axone sind die zentralen Übertragungsleitungen des Nervensystems und ermöglichen die schnelle Kommunikation innerhalb des gesamten Körpers.
Axone können je nach Typ wenige Millimeter bis über einen Meter lang sein – beispielsweise reichen die Axone der Motoneuronen vom Rückenmark bis in die Zehen.
Aufbau des Axons
Ein Axon besteht aus mehreren charakteristischen Strukturen:
- Axonhügel: Der Ursprungsbereich, an dem das Aktionspotenzial entsteht.
- Axonschaft: Der lange Hauptteil des Axons, der das Signal weiterleitet.
- Myelinscheide: Eine isolierende Fettschicht, die das Axon umhüllt und die Signalübertragung beschleunigt. Sie wird von Schwann-Zellen (peripheres Nervensystem) oder Oligodendrozyten (zentrales Nervensystem) gebildet.
- Ranvier-Schnürringe: Regelmäßige Unterbrechungen der Myelinscheide, an denen das Signal sprungweise weitergeleitet wird (saltatorische Erregungsleitung).
- Axonterminale: Die Endverzweigungen des Axons, die über Synapsen mit der nächsten Zelle kommunizieren.
Funktion des Axons
Die Hauptaufgabe des Axons ist die Weiterleitung von elektrischen Nervensignalen. Trifft ein Aktionspotenzial am Axonhügel ein, wandert es entlang des Axons bis zu den Axonterminalen. Dort wird das elektrische Signal in ein chemisches Signal umgewandelt: Neurotransmitter werden in den synaptischen Spalt freigesetzt und binden an Rezeptoren der nachgeschalteten Zelle.
Je dicker das Axon und je stärker die Myelinisierung, desto schneller erfolgt die Signalübertragung. Myelinisierte Axone können Signale mit Geschwindigkeiten von bis zu 120 Metern pro Sekunde leiten.
Axon im zentralen und peripheren Nervensystem
Im zentralen Nervensystem (ZNS) – also Gehirn und Rückenmark – verlaufen Axone in sogenannten Bahnen (Trakten). Im peripheren Nervensystem (PNS) sind Axone zu Nerven gebündelt. Diese Nerven steuern Bewegungen, vermitteln Sinneseindrücke und regulieren innere Organe.
Erkrankungen mit Beteiligung des Axons
Schädigungen oder Erkrankungen der Axone können zu erheblichen neurologischen Ausfällen führen. Häufige Erkrankungen, bei denen Axone betroffen sind:
- Multiple Sklerose (MS): Autoimmunerkrankung, bei der die Myelinscheide der Axone im ZNS zerstört wird, was die Signalleitung verlangsamt oder unterbricht.
- Amyotrophe Lateralsklerose (ALS): Fortschreitende Degeneration der Motoneuronen und ihrer Axone.
- Periphere Neuropathien: Schädigung der Axone peripherer Nerven, etwa durch Diabetes mellitus, Alkohol oder Toxine.
- Guillain-Barré-Syndrom: Entzündliche Erkrankung, die periphere Axone und Myelinscheiden angreift.
- Traumatische Hirnverletzungen: Können zu einer diffusen axonalen Schädigung führen.
Axonale Regeneration
Im peripheren Nervensystem besitzen Axone eine begrenzte Regenerationsfähigkeit: Nach einer Durchtrennung kann das Axon unter günstigen Bedingungen wieder auswachsen. Im zentralen Nervensystem ist die Regeneration stark eingeschränkt, was schwere Folgen bei Rückenmarksverletzungen oder Hirnschäden erklären kann.
Die Forschung arbeitet intensiv an Methoden zur Förderung der axonalen Regeneration im ZNS, etwa durch den Einsatz von Wachstumsfaktoren oder stammzellbasierte Therapien.
Quellen
- Kandel ER, Koester JD, Mack SH, Siegelbaum SA. Principles of Neural Science. 6. Auflage. McGraw-Hill Education; 2021.
- Trepel M. Neuroanatomie: Struktur und Funktion. 7. Auflage. Elsevier; 2021.
- National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NINDS). Brain Basics: The Life and Death of a Neuron. National Institutes of Health (NIH); 2023. Verfügbar unter: https://www.ninds.nih.gov
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