Ranvier-Schürring

Medizinische Qualitätssicherung von Dr. med. Nonnenmacher (Facharzt für Innere Medizin) am 4. Dezember 2016
Gesundpedia.deAnatomie Ranvier-Schürring

Mit den Ranvier-Schnürringen sind die isolierungslosen Stellen neuronaler Axone gemeint. Die Schürringe generieren Aktionspotenziale und sind für die Nervenleitfähigkeit entscheidend. Demyelinisierende Erkrankungen können die Leitfähigkeit stören.

Inhaltsverzeichnis

Definition

Die Ranvier-Schnürringen sind die freien Stellen von neuronalen Axonen im peripheren und zentralen Nervensystem. Das isolierende Myelin der Nervenfasern ist an den Schnürringe unterbrochen.

Während die isolierten Abschnitte für die bioelektrische Erregungsleitung eine Rolle spielen, sind die Schürringe der Nervenfasern der Hauptschauplatz der saltatorischen Erregungsleitung und generieren erst die Aktionspotenziale. Der Anatom und Pionier Ranvier ist Namensgeber der Schürringe. Er hat die Strukturen schon im 19. Jahrhundert beschrieben.

Anatomie

Die Schnürringe weisen eine Länge von einem μm auf. Entlang der neuronalen Axone kommen sie in Abständen von ein bis zwei Millimetern vor. Der Zwischenbereich wird Internodium genannt und entspricht einem myelinisierten Abschnitt, der die elektrische Isolierung der Neuronen gewährleistet. Diese Isolierung ist für die Leitfähigkeit und die Leitgeschwindigkeit des Nervensystems entscheidend.

Ohne das Myelin gingen große Mengen an Erregung auf dem Weg zu den nach geschaltenen Nervenbahnen ungenutzt verloren. Im zentralen Nervensystem schließen sich Gliazellen zu den Myelinscheiden zusammen. Im peripheren Nervensystem sind es Schwann-Zellen. An den Schnürringen hat die neuronale Zellmembran die höchste Dichte. Weil in diesen Abschnitten aber keine Myelinscheide vorliegen, ist die neuronale Struktur in diesen Bereichen nicht elektrisch isoliert.

Das Axon der Neurone wird mit den Gliazellen oder Schwann-Zellen seitlich des jeweiligen Schnürrings zusammengeschlossen. Der Zusammenschluss entspricht je einer paranodalen Septumverbindung die aus schmalen Bändern Membranpotenzial besteht. So schaffen die Schürringe vor und hinter sich einen geschlossenen Raum.

Das biochemische Milieu dieses Raums lässt sich von der Umgebung unabhängig regulieren. An den Schürringen liegen außerdem die spannungsabhängigen Natriumkanäle der neuronalen Membran, die für die Generierung und Weitergabe von Erregungen eine wichtige Rolle spielen.

Funktion

Das Nervensystem arbeitet mit Erregung in Form von Aktionspotenzialen. In den Schürringen werden diese neuronalen Aktionspotenziale erst generiert. Damit ermöglichen die Ranvier-Schnürringe die saltatorische Erregungsleitung, die eine schnelle Erregbarkeit von Nervenfasern gewährleistet. Dicke Nervenfasern haben eine bessere Leitfähigkeit, als dünne Axone. Dank der saltatorischen Erregungsleitung wird die Leitgeschwindigkeit dünner Äste angehoben.

Erregung springt in Form von Aktionspotenzialen von Schnürring zu Schürring. Das isolierte Internodium zwischen den Ringen leitet die Erregung wie ein isoliertes Kabel auf bioelektrischem Weg weiter. In den Schürringen der Neurone entsteht das Aktionspotenzial, indem sich die Natriumkanäle öffnen. Nach der Öffnung fließt ein Na+-Ionenstrom ein, der je am nächsten Schnürring aus dem Axon austritt.

Zwischen dem Extra- und Intrazellulärraum der Nervenzelle liegt so eine Potentialdifferenz vor, aber im Axon selbst besteht keine Spannungsdifferenz. Dank des Ionenstroms depolarisiert das Neuron das nächstgelegene Axon über sein Ruhepotenzial hinaus und löst so auch dort ein Aktionspotenzial aus.

Erregung entsteht also je am Schnürring eines Axons. Das Internodium wird übersprungen. In Form dieser springenden Erregung ermöglichen die Ranvier-Schnürringe Nervenleitgewschwindigkeiten von 120 m/s. Gerade für das motorische Nervensystem sind solche Leitgeschwindigkeiten entscheidend. Fließende Bewegungen wären anders nicht denkbar.



Erkrankungen der Ranvier-Schnürringe

Selbst von Erkrankungen betroffen sind die Ranvier-Schürringe selten. Nichtsdestotrotz gibt es Erkrankungen, die das Prinzip der saltatorischen Erregungsleitung stören. Diese Krankheiten werden as demyelinisierenden Erkrankungen bezeichnet und greifen die Myelinscheide im Internodium der Axone an.

Durch den Abbau des Myelins sind die Nerven elektrisch nicht mehr gegen die Umgebung isoliert und die Leitfähigkeit ist eingeschränkt. Die saltatorische Weiterleitung von Erregung über die Schnürringe ist durch das Fehlen der Isolierung störanfällig oder sogar unmöglich.

Zwar können die Ringe ihre Aufgabe theoretisch noch erfüllen, aber das Aktionspotenzial ist wegen der Verluste zu gering, um die anschließenden Axone über ihr Ruhepotenzial hinaus zu depolarisieren. In den Leitungen wird damit kein Aktionspotenzial mehr ausgelöst.

Die mit bekannteste demyelinisierende Erkrankung ist die Autoimmunerkrankung Multiple Sklerose. Bei der degenerativen Krankheit greift das Immunsystem Nervengewebe im zentralen Nervensystem an und baut durch Entzündungen das Myelin der Internodien ab. Von Sensibilitätsstörungen bis hin zu Lähmungen kann eine so gestörte saltatorische Erregungsleitung zahlreiche Beschwerden hervorrufen.

Eine ähnliche Auswirkung hat eine fehlende Balance des Eiweiß- oder Vitaminhaushalts. Auch Vitaminaufnahmestörungen können so die Erregungsleitung stören. Ebenso verbreitet sind Polyneuropathien, die vor allem das periphere Nervensystem betreffen. Polyneuropathien können toxische, genetische oder infektiöse Ursache haben.

Teilweise betrifft ihr Ursprung auch den Stoffwechsel. Als ursprünglicher Auslöser kommen zum Beispiel Tumorerkrankungen infrage. Auch Zeckenbisse, Mangelernährung, Alkoholismus, Diabetes oder Lepra können aber Polyneuropathien hervorrufen.

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