Axoplasma

Als Axoplasma bezeichnet man den Anteil des Zytoplasmas einer Nervenzelle, der innerhalb des Axons lokalisiert ist. Bei einigen Nervenzellen kann das Axonplamsa mehr als 99% des gesamten Zytoplasmas der Zelle ausmachen. Das Axoplasma hat eine andere Zusammensetzung an Organellen und anderen Elementen als die, die im Zellkörper (Soma) oder Dendriten des Neurons vorhanden sind. So besteht das Axoplasma aus diversen Organellen und Zytoskelettelementen. Das Axoplasma enthält eine hohe Konzentration an Mitochondrien, Mikrofilamenten und Mikrotubuli. Darüber hinaus enthält Axoplasma die präsynaptischen Vesikel des Neurotransmitters, die schließlich in die synaptische Spalte freigesetzt werden. Hingegen fehlt dem Axoplasma ein Großteil der sonstigen zellulären Elemente wie Ribosomen und Nukleus, Elemente die zur Transkription und Translation komplexer Proteine ​​erforderlich sind.

Das Axoplasma ist für die Gesamtfunktion von Neuronen für die Ausbreitung des Aktionspotentials durch das Axon von essenzieller Bedeutung. So ist auch die Menge an Axoplasma im Axon wichtig für die kabelähnlichen Eigenschaften des Axons in der sog. Kabeltheorie. In Bezug auf diese Kabeltheorie bestimmt der axoplasmatische Gehalt den Widerstand des Axons gegen eine mögliche Änderung. Die zusammengesetzten zytoskelettalen Elemente von Axoplasma, die neuralen Filamente und Mikrotubuli ermöglichen den axonalen Transport (auch als axoplasmatischer Transport bekannt), der es letztlich den Neurotransmittern ermöglicht, die Synapse zu erreichen. Beim axonalen Transport werden Substanzen durch das Axoplasma zum oder vom Soma transportiert.

Der axonale Transport: Der axonale Transport erfolgt entweder durch:

• schnellen Transport
• oder
• langsamen Transport.

Beim schnellen axoplasmatischen Transport werden vesikuläre Inhalte (wie Organellen) von Motorproteinen mit einer Geschwindigkeit von 50–400 mm pro Tag entlang von Mikrotubuli bewegt. Der elektrische Widerstand des Axoplasmas, der als axoplasmatischer Widerstand bezeichnet wird, ist ein Aspekt der Kabeleigenschaften eines Neurons, da er die Bewegungsgeschwindigkeit eines Aktionspotentials entlang eines Axons beeinflusst. Wenn das Axoplasma viele Moleküle enthält, die nicht elektrisch leitend sind, verlangsamt es die Bewegung des Potentials, da mehr Ionen durch das Axolemma (die Axonmembran) fließen als durch das Axoplasma.

Der langsame axoplasmatische Transport beinhaltet die Bewegung von zytosolisch löslichen Proteinen und Zytoskelettelementen mit einer viel langsameren Geschwindigkeit von 0,02 bis 0,1 mm / Tag. Der genaue Mechanismus des langsamen axonalen Transports ist unbekannt. Es gibt Hinweise darauf, dass er durch vorübergehende Assoziation mit den schnellen axonalen Transportvesikeln funktioniert.

Schadenserkennung und –regeneration: Das Axoplasma enthält sowohl die mRNA als auch das Ribonuklearprotein, die für die axonale Proteinsynthese erforderlich sind. Es konnte gezeigt werden, dass die axonale Proteinsynthese sowohl bei der neuronalen Regeneration als auch bei lokalisierten Reaktionen auf Axonschäden eine wesentliche Rolle spielt.