Dornfortsatz (Dendrit)


Übergeordnet
Dendrit
Gene Ontology
QuickGO
Ein dendritischer Dornfortsatz (engl. spine) ist eine knopf- oder pilzförmige Ausstülpung auf Dendriten von Nervenzellen. Dornfortsätze sind in der Regel 0,2 bis 2 µm lang. In den meisten Fällen befindet sich an der Spitze eine Synapse, an der Signale von einer vorgeschalteten Nervenzelle übertragen werden. Viele Nervenzellen besitzen Tausende von Dornfortsätzen auf ihren Dendriten. Sie sind ein wichtiger Ort synaptischer Übertragung auf vielen Nervenzellen. Ihre Form, Größe und biochemischen Eigenschaften bestimmen maßgeblich die Signalübertragung erregender Synapsen in vielen Nervensystemen im Tierreich und auch beim Menschen. Außerdem spielen sie eine wichtige Rolle bei der Ausbildung synaptischer Plastizität.

Aussehen

Dornfortsatz eines Dendriten einer speziellen Neuronzelle aus dem Striatum (Basalganglien).

Dendritische Dornen kommen in unterschiedlichen Größen und Formen vor. Sie wachsen oft mit einem schmaleren Hals aus der Dendritenoberfläche empor und enden mit einem mehr oder weniger voluminösen Kopf, auf dem sich auch die zugehörige Synapse befindet. Grob lassen sich verschiedene Typen unterscheiden, die Übergänge zwischen den Kategorien sind jedoch fließend[1]:

  • Kurze, stummelförmige Dornen (engl. stubby spines): Kurz, ohne klar erkennbaren Hals und Kopf
  • Dünne Dornen (engl. thin spines): Dornen mit langem Hals und klar erkennbarem Kopf
  • Stiellose Dornen (engl. sessile spines): Lange Dornen ohne klar erkennbaren Kopf
  • Pilzförmige Dornen (engl. mushroom spines): Dornen mit einem schmalen Hals und einem voluminösen, kugeligen Kopf
  • Filopodien: Sehr lange, fadenförmige Ausstülpungen ohne Kopf. Filopodien werden oft als Vorstufe von Dendriten angesehen und können mehrere Synapsen tragen.

Über die Gründe für diesen Formenreichtum ist bislang wenig bekannt. Man nimmt an, dass die Form wesentlich die Signalübertragung der zugehörigen Synapse beeinflusst (→ Funktion). Außerdem ist anzunehmen, dass dendritische Dornen nicht dauerhaft einer bestimmten Klasse angehören sondern ihre Form mit der Zeit ändern können (Morphologische Plastizität). Größenmessungen haben ergeben, dass je größer ein Dorn ist, desto mehr Rezeptor-Moleküle für den Neurotransmitter seiner Synapse besitzt er.[2]

Funktion

Dendritische Dornen sind für die Signalübertragung in Nervensystemen in mehrerer Hinsicht von Bedeutung:

  1. Oberflächenvergrößerung: Dendritische Dornen vergrößern die Oberfläche von Dendriten und sorgen so dafür, dass mehr Synapsen auf ihnen Platz finden. Außerdem können sie die Weglänge verkürzen, die Axone zurücklegen müssen, um verschiedene Dendriten miteinander zu verbinden.[3]
  2. Elektrischer Widerstand: Der enge „Hals“ dendritischer Dornen stellt möglicherweise einen elektrischen Widerstand dar, da Ionen diesen Engpass nicht so leicht passieren können. Dadurch könnte das elektrische Signal an Synapsen verstärkt werden. Diese Hypothese ist jedoch umstritten.
  3. Diffusionshindernis: Als Ausstülpungen von der Dendritenoberfläche bilden sie separate Einheiten, die jeweils nur über mehr oder weniger schmale „Brücke“ mit dem restlichen Dendriten in Verbindung stehen. Sie begrenzen so die Diffusion von Molekülen in oder aus einer Synapse. Sie tragen so dazu bei, dass Synapsen ihre molekulare Zusammensetzung beibehalten können und Veränderungen auf einzelne Synapsen beschränkt bleiben.[4]

Einzelnachweise

  1. K. E. Sorra u.a., in: The international journal of neuroscience. London 1998,18, S.658. ISSN 0020-7454
  2. Z. Nusser u. a., in: Neuron. Cambridge 1998,21, S.545. ISSN 0896-6273
  3. T. Bonhoeffer, R. Yuste, in: Neuron. Cambridge 2002,35, S. 1019. ISSN 0896-6273
  4. B. L. Sabatini u. a., in: Current opinion in neurobiology. Oxford 2001,11, S. 349. ISSN 0959-4388

Literatur

  • Eric R. Kandel, J. H. Schwartz, T. M. Jessell: Neurowissenschaften. Eine Einführung. Spektrum Akad. Verl., Heidelberg 1996. ISBN 3-86025-391-3
  • R. F. Thompson: Das Gehirn. Von der Nervenzelle zur Verhaltenssteuerung. Spektrum Akad. Verl., Heidelberg 2001. ISBN 3-8274-1080-0
  • J. Dudel, R. Menzel, Robert Franz Schmidt: Neurowissenschaft. Vom Molekül zur Kognition. Springer, Berlin 2001. ISBN 3-540-41335-9

Diese Artikel könnten dir auch gefallen



Die letzten News


Knochen des Tages

Elemente:

,

21.11.2020
Manche mögen‘s heiß: Globale Erwärmung als Motor für Evolution der Langhalssaurier
Ein internationales Paläontologen-Team, zu dem auch SNSB-Forscher Oliver Rauhut gehört, findet Belege für einen raschen Klimawandel vor 180 Million...
11.11.2020
Der Popa-Langur: ein neu entdeckter Affe aus Asien
Erbgutanalysen, unter anderem an hundert Jahre altem Museumsexemplar, erlauben Einblick in die Evolutionsgeschichte der Haubenlanguren.
03.11.2020
Neanderthaler-Mütter stillten nach fünf bis sechs Monaten ab
Als Grund für das Aussterben der Neanderthaler vermuten einige Forscher, dass die damaligen Mütter ihre Säuglinge lange stillten und die Säuglinge...
31.10.2020
Populationsgeschichte der Hunde deckt sich nur teilweise mit der des Menschen
Wissenschaftler haben die Genome von bis zu 10.900 Jahre alten Hunden untersucht und zeigen, dass die Populationsgeschichte der prähistorischen Hunde...
30.10.2020
Denisovaner-DNA im Erbgut früher Ostasiaten
Forschende des Max-Planck-Instituts für evolutionäre Anthropologie und der Mongolischen Akademie der Wissenschaften haben das Genom des ältesten me...
24.10.2020
Bissspuren und ausgefallene Zähne bringen Licht ins Fressverhalten von Dinosauriern
Forscherteam der Universität Tübingen untersucht 160 Millionen Jahre alten Fressplatz im Nordwesten Chinas.
22.10.2020
Kognitive Bausteine der Sprache existierten schon vor 40 Millionen Jahren
Nicht nur Menschen, sondern auch Affen und Menschenaffen erkennen Regeln in komplexen sprachlichen Konstruktionen. Dies haben Sprachwissenschaftler du...
21.10.2020
Mehr noch als Fleisch und Milch
Stabile Isotopendaten von Menschen- und Tierknochen zeigen eine sehr effektive Nutzung des vielfältigen Nahrungsangebots im nördlichen Kaukasus und ...
18.10.2020
Madagaskar: Mensch und Klima verursachten Massenaussterben
Die gesamte endemische Megafauna Madagaskars und der östlich davon gelegenen Inselkette der Maskarenen, zu der Mauritius und Rodrigues zählen, wurde...
17.10.2020
Chemische Evolution - Am Anfang war der Zucker
Der Ursprung allen Lebens liegt in organischen Molekülen. Doch wie sind diese aus anorganischen Stoffen entstanden? Der LMU-Chemiker Oliver Trapp ber...
14.10.2020
Der moderne Mensch kam auf Umwegen nach Europa
Klimatische Bedingungen leiteten die geographische Ausbreitung von Homo sapiens in der Levante vor 43.000 Jahren.
12.10.2020
Reiter wetteiferten vor 3000 Jahren um die ältesten Lederbälle Eurasiens
Wissenschaftler haben in Gräbern von Reitern in Nordwest-China die ältesten Bälle Eurasiens untersucht. Gemäss dem internationalen Forscherteam so...
08.10.2020
Forscher rekonstruieren Käfer aus der Kreidezeit
Ein internationales Forscherteam hat vier neu gefundene Exemplare der fossilen Käfer Mysteriomorphidae mithilfe der Computertomographie untersucht un...
01.10.2020
Jagdverhalten säbelzahntragender Raubtiere erforscht
Ein internationales Team von Forschenden aus dem Vereinigten Königreich und Spanien sowie unter Beteiligung vom Museum für Naturkunde in Berlin, unt...
25.09.2020
Vor 120.000 Jahren: Älteste sicher datierte Nachweise von Menschen auf der arabischen Halbinsel
Unter Verwendung hochauflösender paläoökologischer Informationen, die aus versteinerten Fußabdrücken gewonnen wurden, präsentiert eine neue, in ...
25.09.2020
Neandertaler haben männliches Geschlechtschromosom vom modernen Menschen übernommen
Ein internationales Forschungsteam unter der Leitung von Martin Petr und Janet Kelso vom Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie in Leipz...
21.09.2020
Versteinerte Bäume im Thüringer Wald: Forscherteam entschlüsselt fossile Mikrowelten
Paläontologen des Museums für Naturkunde Chemnitz und der TU Bergakademie Freiberg führen aktuell in Manebach bei Ilmenau wissenschaftliche Grabung...
21.09.2020
Auch Schimpansen leiden ein Leben lang, wenn sie im Kindesalter die Mutter verlieren
Der Tod eines Elternteils ist für ein Kind traumatisch und Waisenkinder leiden häufig für den Rest ihres Lebens unter diesem Verlust – ein verzö...
21.09.2020
Älteste Spermien der Welt
In einem Bernstein entdeckte ein internationales Team von Paläontologen im Inneren eines weiblichen Muschelkrebses 100 Millionen Jahre alte Riesenspe...
17.09.2020
Schimpansenverhalten und -kultur sind in variabler Umwelt am vielfältigsten
Ein internationales Forschungsteam unter der Leitung des Max-Planck-Instituts für evolutionäre Anthropologie und dem Deutschen Zentrum für integrat...
15.09.2020
Weinpresse aus der Eisenzeit gibt Aufschluss über Bautechnik der Phönizier
Forschungsteam der Universität Tübingen entdeckt seltenen Nachweis der frühen Weinherstellung an der Ausgrabungsstätte Tell el-Burak im Libanon.
09.09.2020
Die älteste Neandertaler-DNA Mittelosteuropas
Ein internationales Team berichtet in einer neuen Studie über das älteste mitochondriale Genom eines Neandertalers aus Mittelosteuropa. Das aus eine...
09.09.2020
Das letzte Zucken der Eiszeit
Ein internationales Team von Forschenden blickt präzise wie nie in das Ende der letzten Eiszeit. Wann und wo genau die Jüngere Dryaszeit begann und ...
03.09.2020
Milchverträglichkeit hat sich in wenigen Tausend Jahren in Mitteleuropa verbreitet
Paläogenetiker der Johannes Gutenberg-Universität Mainz finden nur in wenigen Knochen vom bronzezeitlichen Schlachfeld an der Tollense Hinweise auf ...
03.09.2020
Himmelsscheibe von Nebra wird neu datiert
Bisher galt die Himmelsscheibe von Nebra als frühbronzezeitlich und damit als älteste Himmelsdarstellung der Welt. Archäologen der Goethe-Universit...