Wie funktioniert die Reizweiterleitung über elektrische Impulse? Das wird am Beispiel unserer Haut deutlich: Temperatur, Berührungen und Druck werden über die Rezeptoren der Haut aufgenommen und in elektrische Impulse umgewandelt.

Was passiert, wenn wir uns mit einer Nadel in den Arm stechen? Wir empfinden Schmerz und ziehen die Hand zurück. Doch wie kommt es dazu?

Die sensorischen und motorischen Nervenbahnen sind Teil des peripheren Nervensystems. Die sensorischen - oder auch afferenten (= "hinführenden") - Nervenbahnen leiten die Impulse vom Sinnesorgan zum Gehirn. Die motorischen - oder auch efferenten (="hinaustragenden") - Nervenbahnen leiten die Impulse von Gehirn zum ausführenden Organ. Die Nervenbahnen bestehen aus einzelnen Nervenzellen - davon besitzt der Mensch rund einhundert Milliarden.

Aufbau der Nervenzelle

Nervenzelle: Zellkörper mit Zellkern und Dendriten

Eine Nervenzelle - auch Neuron genannt - ist in der Regel eine lang gestreckte Zelle. Sie gliedert sich in drei Abschnitte: Zellkörper, Dendriten und Axon. Der Zellkörper beinhaltet den Zellkern und verzweigt sich in viele Fortsätze, die sogenannten Dendriten. An ihrer Oberfläche werden Signale von anderen Nervenzellen aufgenommen.

Nervenzelle: Axon mit Verzweigungen und Endknöpfchen

Ein Fortsatz des Zellkörpers ist besonders lang und groß: das Axon. Es hat die Aufgabe, die von den Dendriten aufgenommenen Reize in der Nervenzelle weiterzuleiten. Das Axon verzweigt sich an seinem Ende baumartig, die Verzweigungen enden in Endknöpfchen. Sie liegen nahe an den Dendriten der nächsten Nervenzelle. Zwischen den Endknöpfchen der einen Nervenzelle und den Dendriten der nächsten Nervenzelle liegt der sogenannte synaptische Spalt. Er ist 0,000016 bis 0,00003 mm breit und muss zur Übertragung der Reize überbrückt werden. Hier wird der elektrische Impuls in ein chemisches Signal umgewandelt. Wie das funktioniert, sehen Sie im folgenden Video.

Neurotransmitter

Die Überbrückung des synaptischen Spalts übernehmen also Überträgersubstanzen: Botenstoffe, die Neurotransmitter genannt werden. Es gibt mindestens 50 verschiedene Botenstoffe, die der Erregungsleitung zwischen den Neuronen dienen. Zu den bekannten Neurotransmittern gehören zum Beispiel Noradrenalin, Acetylcholin, Dopamin und Serotonin.

Wirkung von Neurotransmittern

Der Überträgerstoff entscheidet darüber, ob die nachgeschaltete Nervenzelle, eine Drüse oder ein Muskel aktiviert oder gehemmt wird. Acetylcholin ist ein Neurotransmitter, der aktivierend auf die Skelettmuskulatur wirkt, Noradrenalin ein Transmitter, der je nach Zelle, an die er abgegeben wird, fördert oder hemmt. Noradrenalin wird überwiegend im Sympathikus ausgeschüttet und aktiviert die Herzmuskelzellen, während es die Muskelzellen des Darms hemmt.

Wirkung von Drogen

Drogen sind Wirkstoffe, die den Neurotransmittern im Aufbau sehr ähnlich sind. Deshalb wirken sie auf dieselben Synapsen. Nikotin ist dem Acetylcholin verwandt und wirkt anregend. Curare, das Pfeilgift der Indios, hingegen bindet zwar auch an den Rezeptoren, die normalerweise für das Acetylcholin zur Verfügung stehen, hemmt diese jedoch. So kann keine neue Erregung durch Acetylcholin erfolgen. Die Muskeln werden gelähmt.

Opiate haben eine ähnliche Struktur wie Endorphin - ein Neurotransmitter, der Glücksgefühle im Gehirn auslöst. Darauf ist auch die suchtfördernde Wirkung von Heroin zurückzuführen.