Morphologie und Lage
Die Kleinhirnrinde hat einen streng geordneten dreischichtigen Aufbau. Die Purkinje-Zellen befinden sich in der Ganglienschicht, zwischen der äußeren Molekularschicht und der inneren Körnerschicht.
- Zellkörper: die größten in der Kleinhirnrinde, von spezifischer birnenförmiger Gestalt; in der Purkinje-Zellschicht in einer einzigen Reihe angeordnet.
- Dendriten: bilden einen ausgedehnten Dendritenbaum, verzweigen sich dicht, verlaufen nach außen, flechten sich in die Molekularschicht ein und erstrecken sich senkrecht zur Längsachse der Kleinhirnlamelle.
- Axone: ziehen nach unten durch die Körnerschicht in das weiße Mark des Kleinhirns.
Afferente Verbindungen (Eingänge)
Die Purkinje-Zellen bilden die Endetappe eines komplexen polysynaptischen Weges in der Kleinhirnrinde. An ihren Dendriten und Zellkörpern enden Fasern verschiedener Typen:
- Kletterfasern (Fibre climbantes): stammen aus der Olive. Sie steigen in die Molekularschicht auf, wo sie die Dendriten der Purkinje-Zellen direkt umwinden und zahlreiche Synapsen bilden; sie wirken erregend, Neurotransmitter ist Aspartat.
- Parallelfasern: stellen die Axone der Körnerzellen dar, die Signale von Moosfasern empfangen. Sie bilden erregende Synapsen an den Dendriten der Purkinje-Zellen, Neurotsansmitter ist Glutamat. Auf eine Purkinje-Zelle entfallen ca. 200.000 Parallelfasern.
- Hemmende Interneurone: Korbzellen, Sternzellen und Golgi-Zellen gehören zu den hemmenden Interneuronen. Inhibitorische Schaltneurone hemmen die Purkinje-Zellen, Neurotransmitter ist GABA. Die Fortsätze der Korbzellen umwinden die Zellkörper der Purkinje-Zellen und bilden ein charakteristisches „Körbchen“.
Mengenverhältnis: erregende Neurone dominieren zahlenmäßig in der Kleinhirnrinde. Auf 1 Purkinje-Zelle kommen etwa 1.600 Körnerzellen, 5 Sternzellen und 0,3 Golgi-Zellen.
Efferente Funktion und Wirkungsmechanismus
Die Axone der Purkinje-Zellen sind die einzige Art von ausgehenden efferenten Fasern der Kleinhirnrinde.
- Richtung: die Mehrzahl der Axone zieht zu den tiefen Kleinhirnkernen. Ausnahme: Efferente Fasern aus der Rinde des Vestibulozerebellums werden nicht in den tiefen Kernen verschaltet, sondern projizieren direkt in Strukturen des Nervensystems außerhalb des Kleinhirns.
- Integrationsmechanismus: in den tiefen Kleinhirnkernen erfolgt ein Abgleich zweier Signalströme. Primäre Informationen gelangen direkt über Kollaterale der afferenten Bahnen, während modulierte Informationen von der Kleinhirnrinde als Hemmsignale von den Purkinje-Zellen eintreffen. Durch die Freisetzung von GABA hemmen die Purkinje-Zellen die Neuronen der Kleinhirnkerne.
- Rückwärtshemmung (rekurrente Inhibition): Purkinje-Zellen werden als Beispiel für Neuronen angeführt, die an der rekurrenten Inhibition beteiligt sind. Dabei zieht eine Kopie des Impulses über eine Axonkollaterale zu einem inhibitorischen Schaltneuron, welches aktiviert wird und eine dämpfende Wirkung auf dieselbe Nervenzelle ausübt.
Klinische Bedeutung und Altersveränderungen
Da die Hauptsignalübertragung zu den Purkinje-Zellen glutamaterg vermittelt wird, führt die Verabreichung von Glutamat-Antagonisten bei Kleinhirnerkrankungen erwartungsgemäß zu einer Verschlimmerung der Dysfunktion.
In der Ontogenese: im höheren und senilen Alter kommt es zu einer Abnahme der Gesamtzahl der Neuronen. Purkinje-Zellen im Kleinhirn sterben neben den riesigen Pyramidenzellen (Betz-Zellen) am intensivsten ab. Der Mechanismus ihres Untergangs ist Apoptose, die durch die Akkumulation irreparabler Zellschäden ausgelöst wird: Durchblutungsstörungen, Toxine, Stress, Ansammlung von Lipofuszin.
Nicht verwechseln: Purkinje-Zellen im Herzen
Der Begriff „Purkinje-Fasern/Zellen“ wird auch bei der Beschreibung des Reizleitungssystems des Herzens verwendet. Man unterscheidet dort drei Typen atypischer Kardiomyozyten: P-Zellen, Übergangszellen und Purkinje-Zellen.
Fragen aus Vorlesungen und Prüfungen
Welche Fasern üben eine erregende Wirkung auf die Purkinje-Zellen aus?
Eine erregende Wirkung üben die aus der Olive kommenden und Aspartat ausschüttenden Kletterfasern sowie die Glutamat ausschüttenden Parallelfasern der Körnerzellen aus.
Wohin ziehen die Axone der Purkinje-Zellen?
Sie ziehen in das weiße Mark und verlaufen überwiegend zu den tiefen Kleinhirnkernen. Eine Ausnahme bilden die efferenten Fasern aus der Rinde des Vestibulozerebellums: Sie werden nicht in den tiefen Kernen verschaltet, sondern projizieren direkt in Strukturen des Nervensystems außerhalb des Kleinhirns.
Welche Rolle spielen die Purkinje-Zellen bei der Informationsverarbeitung?
Sie stellen den einzigen Ausgangsweg aus der Kleinhirnrinde dar. Die Purkinje-Zellen übermitteln das Ergebnis der verarbeiteten afferenten Information in Form von inhibitorischen GABAergen Signalen an die tiefen Kleinhirnkerne.
Was es zum Thema noch zu wiederholen gibt
- Tiefe Kleinhirnkerne
- Körnerzellen und Parallelfasern
- Kletterfasern und Moosfasern
- Erregungsleitungssystem des Herzens
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