Frage an das Gehirn
Was machen eigentlich Gliazellen?
Veröffentlicht: 11.10.2020
Ich habe gehört, dass es im Gehirn zehnmal mehr Gliazellen als Neurone gibt. Stimmt das? Und was machen diese Gliazellen?
Die Antwort der Redaktion lautet:
Helmut Kettenmann, Neurobiologe am Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in Berlin: Es gibt keine Region im Gehirn, die keine Gliazellen enthält. Sie kommen auch im peripheren Nervensystem, etwa in den Nerven der Beine und Arme vor. Dort heißen sie Schwannzellen. Im zentralen Nervensystem, dem Gehirn, gibt es drei verschiedene Typen von Gliazellen. Sie heißen Astrozyten, Oligodendrozyten und Mikroglia. Die Hälfte der Zellen im Gehirn sind Gliazellen. Man erkennt sie an ihrer Gestalt, die anders ist als die der Neuronen. Wir haben mittlerweile Möglichkeiten, die verschiedenen Typen der Gliazellen gezielt anzufärben und unter dem Mikroskop sichtbar zu machen.
Die Oligodendrozyten bilden die Umhüllung der Nervenfortsätze, das Myelin. Sie ermöglichen so eine hohe Leitungsgeschwindigkeit innerhalb der Nervenzelle und damit, dass Informationen im Gehirn schnell von A nach B kommen. Defizite bei den Oligodendrozyten haben zur Folge, dass wichtige Hirnfunktionen ausfallen. Das ist bei der Krankheit Multiple Sklerose der Fall. Das körpereigene Immunsystem greift das Myelin an und es kann nicht mehr ausreichend rasch nachgebildet werden.
Die Astrozyten kontrollieren die Blut-Hirnschranke und entscheiden mit darüber, welche Stoffe ins Gehirn kommen dürfen. Sie interagieren aber auch eng mit den Synapsen. An diesen Schaltstellen zwischen den Nervenzellen findet die Informationsübertragung statt. Jede Synapse besteht aus einer Dreiereinheit: aus zwei Neuronen, dem feuernden und dem empfangenden Neuron, und einer astrozytären Umhüllung der Nervenfortsätze. Letztere kontrolliert die Übertragung und moduliert die Effizienz.
Mikroglia sind das Immunsystem des Gehirns. Sie treten auch mit dem übrigen Immunsystem des Körpers in Austausch. Es gibt keine Krankheit des Gehirns von demenziellen Erkrankungen bis zur Hirnhautentzündung, bei der sie nicht von der Partie sind. Sie werden immer aktiviert und greifen dann in den Krankheitsprozess ein. Die große Frage ist, ob sie dabei das Geschehen dämpfen oder befeuern. Wir wissen das noch nicht genau. Mikroglia sind daneben auch für synaptische Plastizität wichtig, also wenn Verknüpfungen zwischen den Neuronen gestärkt oder abgebaut werden. Solche Umbauprozesse laufen ab, wenn wir heranwachsen und lernen.
Wenn wir das Gehirn intensiv beschäftigen, rege Neues lernen, wirkt das protektiv auf die Gliazellen wie auch auf die Neuronen. Die Gliazellen sind keinesfalls wichtiger als die Neuronen. Alle Zellen im Gehirn müssen in der richtigen Art und Weise zusammenspielen. Auf das gesamte Orchester kommt es an.
Aufgezeichnet von Susanne Donner
Gliazellen
Gliazellen/-/glia cells
Gliazellen stellen neben den Neuronen die zweite große Gruppe von Zellen im Gehirn dar. Sie wurden lange Zeit als die inaktiven Elemente des Gehirns, als „Nervenkitt“ bezeichnet. Heute weiß man, dass die verschiedenen Typen von Gliazellen (Astrozyten, Oligodendrozyten und Mikroglia im ZNS; Schwann-Zellen im PNS) klar definierte Aufgaben im Nervensystem erfüllen. So reagieren sie z. B. auf Krankheitserreger, spielen eine wichtige Rolle bei der Ernährung der Nervenzellen oder isolieren Nervenfasern. Ihr Anteil im Vergleich zu den Neuronen liegt bei etwas über 50 Prozent.
Oligodendrozyten
Oligodendrozyten/-/oligodendrocytes
Zellen des Zentralen Nervensystems, die die Myelinscheide um die Nervenzellen bilden und so deren Leitungsgeschwindigkeit erhöhen. Sie gehören zu den Gliazellen.
Mikroglia
Mikroglia/-/microglia
Der kleinste Typ der Gliazellen ist Teil des zellulären Immunsystems und unter anderem zuständig für die Entfernung abgestorbener Neurone. Mikroglia können sich amöbenartig fortbewegen.
Myelin
Myelin/-/myelin
Myelin ist eine fetthaltige Substanz, die aus Gliazellen gebildet wird. Sie umhüllt die Axone (lange faserartige Fortsätze) von Nervenzellen und isoliert diese, so dass Nachrichten nicht unkontrolliert auf benachbarte Nervenzellen übergehen können. Zudem wird so die Signalleitung enorm beschleunigt.
Multiple Sklerose
Multiple Sklerose/Encephalomyelitis disseminata/multiple sclerosis
Eine häufige neurologische Krankheit, die vorwiegend im jungen Erwachsenenalter auftritt. Aus noch ungeklärtem Grund greifen körpereigene Zellen die Myelinscheiden der Nervenzellen an und zerstören diese. Das kann im gesamten zentralen Nervensystem geschehen, weshalb zwei verschiedene Multiple-Sklerose-Patienten an ganz unterschiedlichen Symptomen leiden können. Häufige Beschwerden sind Sehstörungen, Taubheitsgefühle in Armen und Beinen, aber auch Koordinationsprobleme, Muskelschwäche und Blasenstörungen.
Synapse
Synapse/-/synapse
Eine Synapse ist eine Verbindung zwischen zwei Neuronen und dient deren Kommunikation. Sie besteht aus einem präsynaptischen Bereich – dem Endknöpfchen des Senderneurons – und einem postsynaptischen Bereich – dem Bereich des Empfängerneurons mit seinen Rezeptoren. Dazwischen liegt der sogenannte synaptische Spalt.
Plastizität
Plastizität/-/neuroplasticity
Der Begriff Neuroplastizität beschreibt die Fähigkeit von Synapsen, Nervenzellen und ganzen Hirnarealen, sich abhängig vom Grad ihrer Nutzung strukturell und funktionell zu verändern. Unter synaptischer Plastizität versteht man die Anpassung der Signalübertragungsstärke von Synapsen an die Häufigkeit und Intensität der eintreffenden Reize, etwa in Form von Langzeitpotenzierung oder -depression. Darüber hinaus verändern sich auch Größe, Verschaltung und Aktivitätsmuster verschiedener Hirnbereiche in Abhängigkeit von ihrer Nutzung. Dieses Phänomen wird als kortikale Plastizität bezeichnet, wenn es speziell den Cortex betrifft.