Histologischer Aufbau des Nervensystems

Das Nervensystem hat eine komplexe histologische Struktur. Es besteht aus Nervenzellen (Neuronen) mit ihren Fortsätzen (Fasern), Neuroglia und Bindegewebselementen. Die grundlegende strukturelle und funktionelle Einheit des Nervensystems ist das Neuron (Neurozyt). Abhängig von der Anzahl der Fortsätze, die vom Zellkörper ausgehen, gibt es drei Arten von Neuronen – multipolare, bipolare und unipolare. Die meisten Neuronen im zentralen Nervensystem sind bipolare Zellen mit einem Axon und einer großen Anzahl sich dichotom verzweigender Dendriten. Eine detailliertere Klassifizierung berücksichtigt die Merkmale der Form (pyramidenförmig, spindelförmig, korbförmig, sternförmig) und Größe – von sehr klein bis riesig [zum Beispiel beträgt die Länge riesiger Pyramidenneuronen (Betz-Zellen) in der motorischen Zone des Kortex 4–120 µm]. Die Gesamtzahl solcher Neuronen allein im Kortex beider Gehirnhälften erreicht 10 Milliarden.

Bipolare Zellen, die ein Axon und einen Dendriten besitzen, kommen ebenfalls häufig in verschiedenen Bereichen des ZNS vor. Sie sind charakteristisch für das Seh-, Hör- und Geruchssystem – spezialisierte Sinnessysteme.

Unipolare (pseudounipolare) Zellen kommen wesentlich seltener vor. Sie befinden sich im Mesencephalonkern des Trigeminusnervs und in den Spinalganglien (Ganglien der Hinterwurzeln und sensorischen Hirnnerven). Diese Zellen vermitteln bestimmte Arten von Sensibilität – Schmerz-, Temperatur- und Tastsinn sowie Druck- und Vibrationsempfindungen, Stereognosie und die Wahrnehmung der Distanz zwischen zwei Berührungspunkten auf der Haut (zweidimensionaler Raumsinn). Obwohl sie unipolar genannt werden, besitzen solche Zellen tatsächlich zwei Fortsätze (Axon und Dendrit), die in der Nähe des Zellkörpers zusammenlaufen. Charakteristisch für Zellen dieses Typs ist eine einzigartige, sehr dichte innere Kapsel aus Gliaelementen (Satellitenzellen), durch die die zytoplasmatischen Fortsätze der Ganglienzellen verlaufen. Die äußere Kapsel um die Satellitenzellen besteht aus Bindegewebselementen. Echte unipolare Zellen kommen nur im Mittelhirnkern des Trigeminusnervs vor, der propriozeptive Impulse von der Kaumuskulatur zu den Zellen des Thalamus weiterleitet.

Die Funktion von Dendriten besteht darin, Impulse von den rezeptiven Bereichen zum Zellkörper (afferent, zellulolopetal) zu leiten. Generell kann der Zellkörper, einschließlich des Axonhügels, als Teil des rezeptiven Bereichs des Neurons betrachtet werden, da die Axonendigungen anderer Zellen an diesen Strukturen auf die gleiche Weise wie an den Dendriten synaptische Kontakte bilden. Die Oberfläche von Dendriten, die Informationen von den Axonen anderer Zellen empfangen, ist durch kleine Auswüchse (Typicon) deutlich vergrößert.

Das Axon leitet Impulse efferent – vom Zellkörper und den Dendriten. Bei der Beschreibung von Axon und Dendriten gehen wir von der Möglichkeit aus, Impulse nur in eine Richtung zu leiten – dem sogenannten Gesetz der dynamischen Polarisation des Neurons. Einseitige Leitung ist nur für Synapsen charakteristisch. Entlang der Nervenfaser können sich Impulse in beide Richtungen ausbreiten. In gefärbten Abschnitten des Nervengewebes erkennt man das Axon am Fehlen der tigroiden Substanz, während es in Dendriten, zumindest im Anfangsteil, sichtbar ist.

Der Zellkörper (Perikaryon) erfüllt unter Beteiligung seiner RNA die Funktion eines trophischen Zentrums. Es hat möglicherweise keine regulierende Wirkung auf die Richtung der Impulsbewegung.

Nervenzellen haben die Fähigkeit, Nervenimpulse wahrzunehmen, zu leiten und zu übertragen. Sie synthetisieren Mediatoren, die an ihrer Weiterleitung beteiligt sind (Neurotransmitter): Acetylcholin, Katecholamine sowie Lipide, Kohlenhydrate und Proteine. Einige spezialisierte Nervenzellen besitzen die Fähigkeit zur Neurokrinie (Synthese von Proteinprodukten – Octapeptiden, zum Beispiel antidiuretisches Hormon, Vasopressin, Oxytocin in den Nuclei supraoptici und paraventricularis des Hypothalamus). Andere Neuronen, die Teil der basalen Abschnitte des Hypothalamus sind, produzieren sogenannte Releasing-Faktoren, die die Funktion der Adenohypophyse beeinflussen.

Alle Neuronen zeichnen sich durch eine hohe Stoffwechselrate aus und benötigen daher eine ständige Versorgung mit Sauerstoff, Glukose und anderen Substanzen.

Der Körper einer Nervenzelle verfügt über eigene strukturelle Merkmale, die durch die Spezifität seiner Funktion bestimmt werden.

Der Körper des Neurons besitzt neben der äußeren Hülle eine dreischichtige Zytoplasmamembran, die aus zwei Schichten Phospholipiden und Proteinen besteht. Die Membran erfüllt eine Barrierefunktion, die die Zelle vor dem Eindringen von Fremdstoffen schützt, und eine Transportfunktion, die den Eintritt lebenswichtiger Substanzen in die Zelle gewährleistet. Man unterscheidet zwischen passivem und aktivem Transport von Stoffen und Ionen durch die Membran.

Passiver Transport ist die Übertragung von Substanzen in Richtung abnehmenden elektrochemischen Potenzials entlang des Konzentrationsgradienten (freie Diffusion durch die Lipiddoppelschicht, erleichterte Diffusion – Transport von Substanzen durch die Membran).

Aktiver Transport ist der Transfer von Substanzen gegen den Gradienten des elektrochemischen Potentials mittels Ionenpumpen. Außerdem wird die Zytose unterschieden – ein Mechanismus für den Transfer von Substanzen durch die Zellmembran, der mit reversiblen Veränderungen der Membranstruktur einhergeht. Über die Plasmamembran wird nicht nur der Ein- und Austritt von Substanzen reguliert, sondern es findet auch ein Informationsaustausch zwischen der Zelle und der extrazellulären Umgebung statt. Nervenzellmembranen enthalten viele Rezeptoren, deren Aktivierung zu einer Erhöhung der intrazellulären Konzentration von zyklischem Adenosinmonophosphat (nAMP) und zyklischem Guanosinmonophosphat (nGMP) führt, die den Zellstoffwechsel regulieren.

Der Zellkern eines Neurons ist die größte lichtmikroskopisch sichtbare Zellstruktur. Bei den meisten Neuronen befindet sich der Zellkern im Zentrum des Zellkörpers. Das Zellplasma enthält Chromatingranula, einen Komplex aus Desoxyribonukleinsäure (DNA) mit einfachen Proteinen (Histonen), Nicht-Histon-Proteinen (Nukleoproteinen), Protaminen, Lipiden usw. Chromosomen werden erst während der Mitose sichtbar. Im Zentrum des Zellkerns befindet sich der Nukleolus, der eine erhebliche Menge an RNA und Proteinen enthält; in ihm wird ribosomale RNA (rRNA) gebildet.

Die in der Chromatin-DNA enthaltene genetische Information wird in Messenger-RNA (mRNA) transkribiert. Anschließend dringen die mRNA-Moleküle durch die Poren der Kernmembran und gelangen in die Ribosomen und Polyribosomen des granulären endoplasmatischen Retikulums. Dort werden Proteinmoleküle synthetisiert; Aminosäuren, die durch spezielle Transfer-RNA (tRNA) eingebracht werden, werden verwendet. Dieser Vorgang wird Translation genannt. Einige Substanzen (cAMP, Hormone usw.) können die Transkriptions- und Translationsrate erhöhen.

Die Kernmembran besteht aus zwei Membranen – einer inneren und einer äußeren. Die Poren, durch die der Austausch zwischen Nukleoplasma und Zytoplasma stattfindet, nehmen 10 % der Oberfläche der Kernmembran ein. Darüber hinaus bildet die äußere Kernmembran Vorsprünge, aus denen die Stränge des endoplasmatischen Retikulums mit daran gebundenen Ribosomen (granuläres Retikulum) hervorgehen. Die Kernmembran und die Membran des endoplasmatischen Retikulums liegen morphologisch nahe beieinander.

In den Körpern und großen Dendriten von Nervenzellen sind Klumpen basophiler Substanz (Nissl-Substanz) unter dem Lichtmikroskop deutlich sichtbar. Die Elektronenmikroskopie hat gezeigt, dass die basophile Substanz ein Teil des Zytoplasmas ist, der mit abgeflachten Zisternen des granulären endoplasmatischen Retikulums gesättigt ist und zahlreiche freie und membrangebundene Ribosomen und Polyribosomen enthält. Die Häufigkeit von rRNA in den Ribosomen bestimmt die basophile Färbung dieses unter dem Lichtmikroskop sichtbaren Teils des Zytoplasmas. Daher wird basophile Substanz mit dem granulären endoplasmatischen Retikulum (Ribosomen, die rRNA enthalten) identifiziert. Die Größe der Klumpen basophiler Granularität und ihre Verteilung in Neuronen verschiedenen Typs sind unterschiedlich. Dies hängt vom Zustand der Impulsaktivität der Neuronen ab. In großen Motoneuronen sind die Klumpen basophiler Substanz groß und die Zisternen kompakt darin angeordnet. Im granulären endoplasmatischen Retikulum werden in rRNA-haltigen Ribosomen kontinuierlich neue zytoplasmatische Proteine synthetisiert. Zu diesen Proteinen gehören Proteine, die am Aufbau und der Wiederherstellung von Zellmembranen beteiligt sind, Stoffwechselenzyme, spezifische Proteine, die an der synaptischen Reizleitung beteiligt sind, und Enzyme, die diesen Prozess inaktivieren. Neu synthetisierte Proteine im Neuronenzytoplasma gelangen in das Axon (und auch in die Dendriten), um die verbrauchten Proteine zu ersetzen.

Wird das Axon einer Nervenzelle nicht zu nahe am Perikaryon durchtrennt (um irreversible Schäden zu vermeiden), kommt es zur Umverteilung, Reduktion und zum vorübergehenden Verschwinden der basophilen Substanz (Chromatolyse) und der Zellkern wandert zur Seite. Während der Axonregeneration im Neuronenkörper kommt es zu einer Bewegung der basophilen Substanz in Richtung Axon, zu einer Zunahme des granulären endoplasmatischen Retikulums und der Mitochondrien, zu einer Steigerung der Proteinsynthese und zur Entstehung von Prozessen am proximalen Ende des durchtrennten Axons.

Der lamellare Komplex (Golgi-Apparat) ist ein System intrazellulärer Membranen, die jeweils aus einer Reihe abgeflachter Zisternen und sekretorischer Vesikel bestehen. Dieses System zytoplasmatischer Membranen wird aufgrund des Fehlens von Ribosomen an seinen Zisternen und Vesikeln als agranuläres Retikulum bezeichnet. Der lamellare Komplex ist am Transport bestimmter Substanzen aus der Zelle beteiligt, insbesondere von Proteinen und Polysacchariden. Ein erheblicher Teil der in den Ribosomen auf den Membranen des granulären endoplasmatischen Retikulums synthetisierten Proteine wird beim Eintritt in den lamellaren Komplex in Glykoproteine umgewandelt, die in sekretorische Vesikel verpackt und anschließend in die extrazelluläre Umgebung freigesetzt werden. Dies deutet auf eine enge Verbindung zwischen dem lamellaren Komplex und den Membranen des granulären endoplasmatischen Retikulums hin.

Neurofilamente kommen in den meisten großen Neuronen vor, wo sie in der basophilen Substanz sowie in myelinierten Axonen und Dendriten lokalisiert sind. Neurofilamente sind strukturell fibrilläre Proteine mit unklarer Funktion.

Neurotubuli sind nur mit Elektronenmikroskopie sichtbar. Ihre Aufgabe besteht darin, die Form des Neurons, insbesondere seiner Fortsätze, aufrechtzuerhalten und am axoplasmatischen Transport von Substanzen entlang des Axons beteiligt zu sein.

Lysosomen sind Vesikel, die von einer einfachen Membran umgeben sind und die Phagozytose der Zelle ermöglichen. Sie enthalten eine Reihe hydrolytischer Enzyme, die in die Zelle eingedrungene Substanzen hydrolysieren können. Im Falle des Zelltods reißt die lysosomale Membran und die Autolyse beginnt – ins Zytoplasma freigesetzte Hydrolasen bauen Proteine, Nukleinsäuren und Polysaccharide ab. Eine normal funktionierende Zelle wird durch die lysosomale Membran zuverlässig vor der Wirkung der in Lysosomen enthaltenen Hydrolasen geschützt.

Mitochondrien sind Strukturen, in denen Enzyme der oxidativen Phosphorylierung lokalisiert sind. Mitochondrien besitzen äußere und innere Membranen und befinden sich im gesamten Zytoplasma des Neurons. Sie bilden Cluster in den terminalen synaptischen Fortsätzen. Sie sind eine Art Energiestation der Zelle, in der Adenosintriphosphat (ATP) synthetisiert wird – die Hauptenergiequelle eines lebenden Organismus. Dank Mitochondrien erfolgt die Zellatmung im Körper. Die Komponenten der Gewebeatmungskette sowie das ATP-Synthesesystem sind in der inneren Membran der Mitochondrien lokalisiert.

Neben verschiedenen zytoplasmatischen Einschlüssen (Vakuolen, Glykogen, Kristalloide, eisenhaltige Granulate usw.) gibt es auch einige Pigmente von schwarzer oder dunkelbrauner Farbe, ähnlich wie Melanin (in den Zellen der Substantia nigra, blauer Fleck, dorsaler motorischer Kern des Vagusnervs usw.). Die Rolle der Pigmente ist nicht vollständig geklärt. Es ist jedoch bekannt, dass eine Abnahme der Anzahl pigmentierter Zellen in der Substantia nigra mit einer Abnahme des Dopamingehalts in ihren Zellen und im Nucleus caudatus verbunden ist, was zum Parkinson-Syndrom führt.

Die Axone von Nervenzellen sind von einer Lipoproteinhülle umgeben, die in einiger Entfernung vom Zellkörper beginnt und 2 µm vom synaptischen Terminal entfernt endet. Die Hülle befindet sich außerhalb der Axongrenzmembran (Axolemma). Wie die Zellkörperhülle besteht sie aus zwei elektronendichten Schichten, die durch eine weniger elektronendichte Schicht getrennt sind. Nervenfasern, die von solchen Lipoproteinhüllen umgeben sind, heißen myeliniert.Mit dem Lichtmikroskop war es nicht immer möglich, eine solche „isolierende“ Schicht um viele periphere Nervenfasern zu erkennen, die deshalb als myelinfrei (nicht myeliniert) klassifiziert wurden. Elektronenmikroskopische Untersuchungen zeigten jedoch, dass auch diese Fasern von einer dünnen Myelinscheide (Lipoprotein) umgeben sind (dünn myelinierte Fasern).

Myelinscheiden enthalten Cholesterin, Phospholipide, einige Cerebroside und Fettsäuren sowie Eiweißsubstanzen, die in Form eines Netzwerks (Neurokeratin) miteinander verflochten sind. Die chemische Natur des Myelins peripherer Nervenfasern und des Myelins des zentralen Nervensystems ist etwas unterschiedlich. Dies liegt daran, dass Myelin im zentralen Nervensystem von Oligodendrogliazellen und im peripheren Nervensystem von Lemmozyten gebildet wird. Diese beiden Myelintypen haben auch unterschiedliche antigene Eigenschaften, was sich im infektiös-allergischen Charakter der Erkrankung zeigt. Die Myelinscheiden von Nervenfasern sind nicht durchgehend, sondern werden entlang der Faser durch Lücken, sogenannte Ranvier-Interzeptionen, unterbrochen. Solche Interzeptionen kommen in Nervenfasern sowohl des zentralen als auch des peripheren Nervensystems vor, obwohl ihre Struktur und Periodizität in verschiedenen Teilen des Nervensystems unterschiedlich sind. Die Äste der Nervenfaser gehen üblicherweise von der Stelle ab, an der der Knoten unterbrochen wird, was dem Ort des Verschlusses zweier Lemmozyten entspricht. Am Ende der Myelinscheide, auf Höhe der Knotenunterbrechung, ist eine leichte Verengung des Axons zu beobachten, dessen Durchmesser um 1/3 abnimmt.

Die Myelinisierung der peripheren Nervenfaser erfolgt durch Lemmozyten. Diese Zellen bilden einen Auswuchs der Zytoplasmamembran, die die Nervenfaser spiralförmig umhüllt. Bis zu 100 spiralförmige Myelinschichten mit regelmäßiger Struktur können gebildet werden. Beim Umwickeln des Axons wird das Zytoplasma des Lemmozyten in Richtung seines Kerns verlagert; dies gewährleistet die Konvergenz und den engen Kontakt benachbarter Membranen. Elektronenmikroskopisch besteht das Myelin der gebildeten Hülle aus dichten Platten von etwa 0,25 nm Dicke, die sich radial mit einer Periode von 1,2 nm wiederholen. Zwischen ihnen befindet sich eine helle Zone, die durch eine weniger dichte Zwischenplatte mit unregelmäßigem Umriss zweigeteilt ist. Die helle Zone ist ein stark wassergesättigter Raum zwischen den beiden Komponenten der bimolekularen Lipidschicht. Dieser Raum steht der Ionenzirkulation zur Verfügung. Die sogenannten „nicht-myelinisierten“ Fasern des autonomen Nervensystems sind von einer einzelnen Spirale der Lemmozytenmembran umhüllt.

Die Myelinscheide sorgt für eine isolierte, nicht dekrementelle (ohne Abfall der Potentialamplitude) und schnellere Erregungsleitung entlang der Nervenfaser. Es besteht ein direkter Zusammenhang zwischen der Dicke dieser Hülle und der Geschwindigkeit der Impulsleitung. Fasern mit einer dicken Myelinschicht leiten Impulse mit einer Geschwindigkeit von 70–140 m/s, während Leiter mit einer dünnen Myelinscheide Impulse mit einer Geschwindigkeit von etwa 1 m/s und sogar langsameren 0,3–0,5 m/s – „myelinfreie“ Fasern – leiten.

Die Myelinscheiden um Axone im Zentralnervensystem sind ebenfalls mehrschichtig und werden von Fortsätzen der Oligodendrozyten gebildet. Der Mechanismus ihrer Entwicklung im Zentralnervensystem ähnelt der Bildung der Myelinscheiden in der Peripherie.

Das Zytoplasma des Axons (Axoplasma) enthält zahlreiche fadenförmige Mitochondrien, axoplasmatische Vesikel, Neurofilamente und Neurotubuli. Ribosomen sind im Axoplasma sehr selten. Ein granuläres endoplasmatisches Retikulum fehlt. Dies führt dazu, dass der Neuronenkörper das Axon mit Proteinen versorgt; daher müssen sich Glykoproteine und eine Reihe makromolekularer Substanzen sowie einige Organellen wie Mitochondrien und verschiedene Vesikel vom Zellkörper entlang des Axons bewegen.

Dieser Vorgang wird als axonaler oder axoplasmatischer Transport bezeichnet.

Bestimmte zytoplasmatische Proteine und Organellen bewegen sich in mehreren Strömen mit unterschiedlicher Geschwindigkeit entlang des Axons. Der antegrade Transport erfolgt mit zwei Geschwindigkeiten: Ein langsamer Strom fließt mit einer Geschwindigkeit von 1–6 mm/Tag entlang des Axons (auf diese Weise bewegen sich Lysosomen und einige Enzyme, die für die Synthese von Neurotransmittern in den Axonendigungen notwendig sind) und ein schneller Strom aus dem Zellkörper mit einer Geschwindigkeit von etwa 400 mm/Tag (dieser Strom transportiert Komponenten, die für die synaptische Funktion notwendig sind – Glykoproteine, Phospholipide, Mitochondrien, Dopaminhydroxylase für die Adrenalinsynthese). Es gibt auch eine retrograde Bewegung des Axoplasmas. Ihre Geschwindigkeit beträgt etwa 200 mm/Tag. Sie wird durch die Kontraktion des umgebenden Gewebes, die Pulsation benachbarter Gefäße (dies ist eine Art Axonmassage) und die Blutzirkulation aufrechterhalten. Durch den retrograden Axontransport können einige Viren entlang des Axons in die Neuronenkörper eindringen (beispielsweise das durch Zecken übertragene Enzephalitis-Virus von der Stelle eines Zeckenbisses).

Dendriten sind in der Regel deutlich kürzer als Axone. Im Gegensatz zu Axonen verzweigen sich Dendriten dichotom. Im ZNS besitzen Dendriten keine Myelinscheide. Große Dendriten unterscheiden sich von Axonen zudem dadurch, dass sie Ribosomen und Zisternen des granulären endoplasmatischen Retikulums (basophile Substanz) enthalten; außerdem sind zahlreiche Neurotubuli, Neurofilamente und Mitochondrien vorhanden. Somit besitzen Dendriten den gleichen Satz an Organellen wie der Körper einer Nervenzelle. Die Oberfläche der Dendriten wird durch kleine Auswüchse (Stacheln) deutlich vergrößert, die als synaptische Kontaktstellen dienen.

Das Parenchym des Hirngewebes umfasst nicht nur Nervenzellen (Neuronen) und ihre Fortsätze, sondern auch Neuroglia und Elemente des Gefäßsystems.

Nervenzellen verbinden sich nur durch Kontakt miteinander – eine Synapse (griechisch synapsis – berühren, greifen, verbinden). Synapsen können nach ihrer Lage auf der Oberfläche des postsynaptischen Neurons klassifiziert werden. Man unterscheidet: axodendritische Synapsen – das Axon endet am Dendriten; axosomatische Synapsen – es entsteht Kontakt zwischen Axon und Neuronenkörper; axo-axonale Synapsen – es entsteht Kontakt zwischen Axonen. In diesem Fall kann das Axon nur am unmyelinierten Teil eines anderen Axons eine Synapse bilden. Dies ist entweder im proximalen Teil des Axons oder im Bereich des Endknopfes des Axons möglich, da an diesen Stellen die Myelinscheide fehlt. Es gibt auch andere Arten von Synapsen: dendrodendritische und dendrosomatische. Etwa die Hälfte der gesamten Oberfläche des Neuronenkörpers und fast die gesamte Oberfläche seiner Dendriten sind mit synaptischen Kontakten anderer Neuronen übersät. Allerdings übertragen nicht alle Synapsen Nervenimpulse. Einige hemmen die Reaktionen des Neurons, mit dem sie verbunden sind (inhibitorische Synapsen), während andere, die sich auf demselben Neuron befinden, es erregen (exzitatorische Synapsen). Die kombinierte Wirkung beider Synapsentypen auf ein Neuron führt zu einem Gleichgewicht zwischen den beiden entgegengesetzten Arten synaptischer Wirkungen. Exzitatorische und inhibitorische Synapsen sind identisch aufgebaut. Ihre gegensätzliche Wirkung erklärt sich durch die Freisetzung unterschiedlicher chemischer Neurotransmitter in den synaptischen Endigungen, die die Durchlässigkeit der synaptischen Membran für Kalium-, Natrium- und Chlorionen unterschiedlich verändern können. Zudem bilden exzitatorische Synapsen häufiger axodendritische Kontakte, während inhibitorische Synapsen axosomatische und axoaxonale Kontakte bilden.

Der Teil des Neurons, durch den Impulse in die Synapse gelangen, wird als präsynaptischer Terminal bezeichnet, der Teil, der die Impulse empfängt, als postsynaptischer Terminal. Das Zytoplasma des präsynaptischen Terminals enthält zahlreiche Mitochondrien und synaptische Vesikel, die Neurotransmitter enthalten. Das Axolemm des präsynaptischen Axonabschnitts, der dem postsynaptischen Neuron am nächsten liegt, bildet die präsynaptische Membran in der Synapse. Der Teil der Plasmamembran des postsynaptischen Neurons, der der präsynaptischen Membran am nächsten liegt, wird als postsynaptische Membran bezeichnet. Der Interzellularraum zwischen prä- und postsynaptischer Membran wird als synaptischer Spalt bezeichnet.

Der Aufbau von Neuronenkörpern und ihren Prozessen ist sehr vielfältig und hängt von ihren Funktionen ab. Es gibt Rezeptorneuronen (sensorisch, vegetativ), Effektorneuronen (motorisch, vegetativ) und kombinatorische (assoziative) Neuronen. Reflexbögen werden aus einer Kette solcher Neuronen aufgebaut. Jeder Reflex basiert auf der Wahrnehmung von Reizen, deren Verarbeitung und Übertragung an das reagierende Organ. Die für die Umsetzung eines Reflexes notwendigen Neuronen werden als Reflexbogen bezeichnet. Seine Struktur kann sowohl einfach als auch sehr komplex sein und sowohl afferente als auch efferente Systeme umfassen.

Afferente Systeme sind aufsteigende Leiter des Rückenmarks und des Gehirns, die Impulse aus allen Geweben und Organen weiterleiten. Das System, einschließlich spezifischer Rezeptoren, ihrer Leiter und ihrer Projektionen in der Großhirnrinde, wird als Analysator definiert. Es erfüllt die Funktionen der Analyse und Synthese von Reizen, d. h. die primäre Zerlegung des Ganzen in Teile, Einheiten und dann die schrittweise Addition des Ganzen aus Einheiten, Elementen.

Efferente Systeme entspringen in vielen Teilen des Gehirns: der Großhirnrinde, den subkortikalen Ganglien, dem Subthalamus, dem Kleinhirn und den Hirnstammstrukturen (insbesondere in den Teilen der Formatio reticularis, die den segmentalen Apparat des Rückenmarks beeinflussen). Zahlreiche absteigende Leiter dieser Hirnstrukturen nähern sich den Neuronen des segmentalen Apparats des Rückenmarks und gelangen dann zu den ausführenden Organen: quergestreifte Muskulatur, endokrine Drüsen, Gefäße, innere Organe und Haut.

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