Interneuron

Qualitätssicherung von Dr. med. Nonnenmacher am 3. November 2016
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Ein Interneuron, auch als Schaltneuron oder Zwischenneuron bezeichnet, ist eine Nervenzelle innerhalb des zentralen Nervensystems (ZNS). Die Aufgabe des Interneurons besteht darin, zwei Nervenzellen miteinander zu verschalten. Im engeren Sinne handelt sich um ein sensorisches (afferentes) und ein motorisches (efferentes) Neuron.

Inhaltsverzeichnis

Was ist ein Interneuron?

Dieser medizinische Bereich wird durch die Neurologie und die Neurowissenschaft abgedeckt. Der Begriff leitet sich von den griechischen Begriffen „inter“ = zwischen und „neuron“ = Nerven ab. Interneurone sind Nervenzellen, die mit ihren Endknöpfchen (Fortsätze) in einem definierten Bereich des zentralen Nervensystems angeordnet sind und dort zwischen zwei oder mehreren Nervenzellen geschaltet sind.

Sie verfügen nicht über lange Axone und sind daher nicht in der Lage, Signale über große Distanzen weiterzuleiten. Zwischenneurone weisen eine außerordentlich differenzierte, funktionelle und morphologische Vielfalt auf. Zwischenneurone haben eine komplexe Aufgabenvielfalt zu bewältigen, unter anderem steuern sie den In- und Output der Hauptneurone (principal cells) und modifizieren die Signalströme zwischen den einzelnen Zellen.

Wie komplex diese Aufgaben sind, erschließt sich ausschließlich durch die Neuroarchitektur des zentralen Nervensystems, die bislang jedoch nur im Ansatz medizinisch erfasst ist. Es existieren verschiedene Versuche, Interneurone zu klassifizieren, bisher jedoch nur mit mäßigem Erfolg, da noch keine einheitliche Taxomie vorliegt.

Anatomie & Aufbau

Es gibt verschiedene Arten von Nervenzellen. Die Medizin unterscheidet zwischen uniporalen, bipolaren, pseudounipolaren und multipolaren Nervenzellen. Diese werden eingeteilt in sensorische Nervenzellen, Interneurone und motorische Nervenzellen. Sie wirken in einem engen Zusammenspiel im menschlichen Körper.

Sensorische Nervenzellen sind Nerven und Nervenfasern, die mittels Sinnesorganrezeptoren Informationen an Rückenmark und Gehirn weiterleiten. Motoneurone (motorische Nervenzellen) leiten Impulse von Gehirn und Rückenmark an die Muskeln und Drüsen weiter. Sie sind zuständig für einen geordneten Bewegungsablauf des menschlichen Körpers. Interneurone sind zwischen den sensorischen und motorischen Nervenzellen angeordnet und übernehmen eine Vermittlerfunktion. Anschließend leiten sie die eingehenden Signale zwischen den einzelnen Körperbereichen weiter und verarbeiten diese Informationen in örtlichen Schaltkreisen.

Die Medizin unterscheidet zwischen lokalen und intersegmentalen Interneuronen. Zwischenneurone weisen in der Regel wesentlich kleinere Zellen mit vielen Interverbindungen auf als Moto- oder Senso-Neuronen. Diese drei Neuronenarten sind in Form von Ketten und Netzwerken angeordnet. Die einfachste Ausprägung ist der Reflexbogen. Dieser bildet die kürzeste Verbindung zwischen Effektor und Rezeptor über die Nervenzellen eines definierten neuronalen Erregungskreises. Die Verschaltung vom afferenten (zuführende Leistungsrichtung) auf das efferente Neuron (wegführende Leitungsrichtung) erfolgt auf spinaler Ebene über eine Synapse im Vorderhorn des Rückenmarks.

Diese Form des Reflexes wird als monosynaptischer Reflexbogen bezeichnet. Effekoren sind Zellen, die einen bestimmten Effekt auslösen. Meistens handelt es sich um Muskelzellen, die auf das eingehende Signal kontrahieren (zusammenziehen) oder sich entspannen. Die Aufgabe des Reflexbogens besteht darin, die eingehenden Aktionspotentiale zu bündeln und für einen geordneten Bewegungsablauf zu sorgen. In diesem Fall sorgt er dafür, dass die Muskeln auf das eingehende Signal nicht mit Verkrampfung reagieren.

Beispiel für das effektive Zusammenarbeiten der verschiedenen Neuronen: Sinkt der Blutzuckerspiegel unter einen kritischen Sollwert, melden die in den Adern vorhandenen Rezeptoren diesen bedenklichen Zustand über die Interneurone und die afferenten Neurone im zentralen Nervensystem. Dieses leitet über die efferenten Neurone einen Befehl an die beta-Zellen der Bauchspeicheldrüse weiter, den Hormonstoff Insulin auszuschütten. Anschließend wandert dieser Stoff über die Blutbahn in die Leber, die Glucose in wasserlösliches Gycolen umwandelt und speichert. Dieser Mechanismus senkt die Glukosekonzentration im Blut.

Funktion & Aufgaben

Verschaltungsneurone erhalten von anderen Neuronen Input und leiten diese erregenden oder hemmenden Signale nach der Verarbeitung an nachfolgende Nervenzellen weiter. Sie nehmen keine motorischen oder sensorischen Aufgaben wahr. Verschaltungsneurone sind zwischen den Motoneuronen und sensorischen Neuronen in Form von Funktionsketten oder Funktionskreisen angeordnet.

Im Rückenmark verlaufen zum Beispiel die poly- und oligosynaptischen Reflexe sowie die Renshaw-Hemmung über Verschaltungsneurone. Dabei handelt es sich um eine Rückwärts-Hemmung, bei der Motoneurone Axonkollateralen an die hemmenden Interneurone weiterleiten, die dasjenige Motoneuron hemmen, von dem das erregende Signal ausgegangen ist. Dadurch erfolgt eine Begrenzung der Erregungsdauer. Das Gehirn weist Interneurone in Form von Nervenzellen mit relativ kurzen Axonen auf (Typ-II-Golgi-Zellen). Diese sind gegenüber den Projektionsneuronen mit langen Axonen angeordnet. Das Enterische Nervensystem (ENS) weist sensorische Interneurone als Abkömmlinge der Neuralleiste auf.

Diese bilden zusammen mit hemmenden und erregenden motorischen und sensorischen Neuronen ein kompliziertes System. Aus diesem Grund werden Interneurone häufig als Verschaltungsneurone bezeichnet, da sie eine vermittelnde Funktion zwischen den beteiligten Nervenzellen wahrnehmen, eingehende Signale zwischen den verschiedenen Körperbereichen weiterleiten und Daten ähnlich wie ein Computer mittels örtlicher Schaltkreise verarbeiten. Diese Signale werden zuvor von Rezeptoren (Sinneszellen) aufgenommen und in elektrische Signale umgewandelt, damit die Interneurone diese verrechnen können.

Sie verrechnen Informationen aus verschiedenen Quellen und leiten das Ergebnis an die Nachfolgezelle weiter. Sie bilden die größte Menge an Neuronen im menschlichen Körper. Die menschliche Netzhaut weist beispielsweise verschiedene Schichten von Interneuronen auf. Diese rechnen die über die Netzhaut eingehenden Signale der Fotorezeptoren (Stäbchen und Zapfen) zusammen und werten sie aus. Während dieses Vorgangs ist jedes Interneuron mit einer großen Anzahl Fotorezeptoren verbunden, die wiederum mit vielen Interneuronen verknüpft sind.

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Für die Erhaltung der verschiedenen Körperfunktionen ist ein gut funktionierendes Nervensystem unerlässlich. Der fortlaufende Kommunikationsaustausch zwischen Gehirn, Sinnesorganen, Muskeln und Neuronen ermöglicht das rechtzeitige Reagieren auf die Anforderungen unserer Umwelt. Diese Mechanik beginnt mit der Steuerung der Körpertemperatur, der Atmung, des Blutkreislaufes und der Bewegungsabläufe.

Hinzu kommen Energieversorgung, Stoffwechsel und Sensorik. Die besondere Funktion der Nervenzellen besteht in der Verarbeitung und Weiterleitung von eingehenden Impulsen, wobei die Körperreaktion eigenständig ohne Beteiligung des Gehirns erfolgt. Für die Informationsverarbeitung ist stattdessen der Reflexbogen im Rückenmark verantwortlich. Um eine schnelle Reaktion auf die eingehenden Informationen herbeizuführen, wird ein Impuls direkt vom Rückenmark ausgesendet und von der beteiligten Muskulatur ausgeführt. Dabei scheint es, als würde dieser Mechanismus bewusst gesteuert, was daran liegt, dass das Gehirn anschließend die Kontrolle über diese Muskelregion übernimmt.

Den Nervenzellen wird gleichfalls ein großer Stellenwert beim Erlernen neuer Dinge beigemessen. Funktioniert das zentrale Nervensystem nicht mehr einwandfrei oder auch nur eingeschränkt, kann dieser Zustand eine Vielzahl an Beschwerden mit sich bringen, da Nervenzellen im ganzen Körper vorkommen. Diese Beschwerden können sowohl neurologischer als auch physiologischer Art sein wie zum Beispiel psychische Erkrankungen und Störungen, Rückenschmerzen, eingeschränkte Bewegungsabläufe, Muskel- und Darmerkrankungen oder Stoffwechselstörungen.

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