Wie eine Nervenzelle aufgebaut ist, wie ein Signal sie von den Dendriten bis zur Synapse durchläuft, warum die Myelinscheide es schnell macht, und die drei Fehler, die in Klassenarbeiten immer wieder vorkommen.
Die Dendriten einer Nervenzelle empfangen Nachrichten. Das Axon leitet das Signal vom Zellkörper weg zu den Endknöpfchen, also immer in eine Richtung.
Die Myelinscheide isoliert das Axon, deshalb entsteht ein Aktionspotential nur an den Ranvier-Schnürringen. Das Signal springt von Schnürring zu Schnürring und ist darum viel schneller.
An fast allen Synapsen berühren sich die Zellen nicht, dazwischen liegt der synaptische Spalt. Neurotransmitter tragen die Nachricht hinüber: Aus dem elektrischen Signal wird ein chemisches und dann wieder ein elektrisches.
Ein Neuron hat wie andere Zellen einen Zellkern, Mitochondrien und eine Membran. Seine Form ist verästelt und lang gestreckt, wie ein Baum mit Krone, Stamm und Wurzeln. Die Nachricht läuft immer von der Krone zu den Wurzeln.
Den Schmerz spürst du erst, wenn die Nachricht auch im Gehirn ankommt.
Viele Äste, viele Kontakte
Hier kommen Nachrichten von anderen Nervenzellen an, auch die vom Fuß.
Viele Äste haben viel Oberfläche, darauf passen Tausende Kontakte.
Erkennst du an Ein Signal kommt an einem Ast der Krone an.
Sammeln, dann entscheiden
Im Zellkörper laufen alle Nachrichten zusammen.
Liegt die Summe über dem Schwellenwert, startet ein Aktionspotential.
Stärkerer Reiz: mehr Aktionspotentiale, nicht größere.
Erkennst du an Das Signal zündet am kegelförmigen Ansatz des Axons.
Myelin isoliert, Signal springt
Am Schnürring strömen Ionen durch Kanäle der Membran, erst hinein, dann andere hinaus.
Dazwischen isoliert die Myelinscheide, deshalb springt das Signal von Schnürring zu Schnürring.
Erkennst du an Das Signal blitzt nur in den Lücken der Hülle auf.
Aus elektrisch wird chemisch
Im Endknöpfchen schütten Bläschen Neurotransmitter in den synaptischen Spalt.
Die Botenstoffe treiben hinüber, die Zellen berühren sich nicht.
Erkennst du an Bläschen öffnen sich, Botenstoffe treiben in den Spalt.
Wieder elektrisch
Die Neurotransmitter docken an Rezeptoren der Muskelfaser an.
Aus chemisch wird wieder elektrisch, die Faser zieht sich zusammen.
Erkennst du an Botenstoffe sitzen an den Rezeptoren der Muskelfaser.
Für 1 m braucht ein Signal im dünnen Axon ohne Myelin bis zu 1 s, im dicken mit Myelin nur Hundertstelsekunden.
Schema: oben das ganze Neuron, unten ein Ausschnitt vergrößert
Das Signal entsteht Stelle für Stelle neu, das heißt kontinuierliche Erregungsleitung. Dünne Axone ohne Hülle schaffen oft nur 1 bis 2 m/s.
Ein Aktionspotential entsteht nur an den Schnürringen, das Signal springt: saltatorische Erregungsleitung. Dicke Axone mit Myelin schaffen bis rund 100 m/s.
Im Video ab 7:11 (auf YouTube ab 7:11, neuer Tab), Kapitel „Typische Fehler“.
Falsch
„Nerven leiten Strom wie ein Kabel.“
Richtig
Im Kabel fließen Elektronen durch einen Draht. Im Axon fließen Ionen durch die Membran, das Signal entsteht Stelle für Stelle neu und ist viel langsamer.
Falsch
„Das Axon empfängt die Signale.“
Richtig
Die Dendriten empfangen die Signale, das Axon leitet sie vom Zellkörper weg. Kurz gesagt: Dendriten rein, Axon raus.
Falsch
„An der Synapse berühren sich die Zellen.“
Richtig
Bei fast allen Synapsen liegt zwischen den Zellen der synaptische Spalt. Neurotransmitter tragen die Nachricht hinüber.
Sofort ausgewertet, ohne Anmeldung. Es werden keine Daten gesendet. Die falschen Antworten sind genau die Fehler aus dem Video.
Welches Bauteil einer Nervenzelle nimmt Nachrichten von anderen Nervenzellen auf?
Zwei Reize liegen am Axonhügel über dem Schwellenwert, einer ist deutlich stärker. Wie unterscheiden sich die Aktionspotentiale, die sie auslösen?
Wie läuft das Signal an einem dünnen Axon ohne Myelinscheide entlang?
Warum leitet ein Axon mit Myelinscheide das Signal schneller als ein gleich dickes Axon ohne Hülle?
Wie entsteht die Myelinscheide um ein Axon, das außerhalb von Gehirn und Rückenmark verläuft?
Wie kommt die Nachricht vom Endknöpfchen einer Nervenzelle zur Muskelfaser?
0/6
Erst selbst lösen, dann die Lösung aufklappen.
Klasse 9/10
Tipp Folge der Nachricht in ihrer Richtung: von der Krone über den Stamm zu den Wurzeln.
Musterlösung in vier Teilen
Oberstufe
Musterlösung in drei Teilen
Zwei Seiten: der Ablauf in Bildern, typische Fehler, Prüfungsaufgaben mit Lösung
Kostenlos. Frei für Schule, Unterricht und Lernen, Logo und URL bleiben drauf.
Du läufst barfuß durchs Zimmer, und dann: ein Legostein. Noch bevor du „Au“ sagen kannst, ist dein Fuß schon weggezuckt. Dafür ist eine Nachricht gereist: vom Fuß bis ins Rückenmark, rund einen Meter weit. Dort fällt sofort die Entscheidung: Fuß weg. Den Schmerz spürst du erst, wenn die Nachricht auch im Gehirn ankommt.
Eine einzige Zelle trägt den Befehl „Fuß weg“ vom Rückenmark bis ins Bein. Wie baut der Körper eine Zelle, die eine Nachricht so schnell so weit trägt? Darum geht es in den nächsten rund elf Minuten. Und Legosteine liegen übrigens nie zufällig rum. Die warten auf dich.
Unser Weg hat vier Schritte. Erstens: der Bauplan der Nervenzelle. Zweitens: der Weg eines Signals. Drittens: drei typische Fehler. Viertens: zwei Prüfungsaufgaben, eine davon mit dem Legostein.
Fangen wir bei dieser Zelle an. Eine Nervenzelle heißt in der Fachsprache Neuron. Sie hat, wie andere Zellen, einen Zellkern, Mitochondrien und eine Membran drumherum. Aber ihre Form ist besonders: verästelt und lang gestreckt. Warum so seltsam? Weil ein Neuron vor allem Nachrichten aufnimmt und weitergibt.
Stell dir das Neuron wie einen Baum vor. Oben die Krone aus feinen Ästen: die Dendriten. Sie nehmen Nachrichten von anderen Zellen auf. Wo die Äste zusammenlaufen, sitzt der Zellkörper, auch Soma genannt, mit dem Zellkern. Hier kommt alles an, was die Äste aufnehmen.
Aus dem Zellkörper wächst ein einziger langer Fortsatz heraus, wie ein Stamm: das Axon. Am anderen Ende verzweigt sich das Axon wie Wurzeln. Jede Spitze endet in einer kleinen Verdickung, dem Endknöpfchen. Dort geht die Nachricht an die nächste Zelle. Und sie läuft immer in eine Richtung: von der Krone zu den Wurzeln.
An einer Stelle hinkt der Baum allerdings. Ein Axon ist viel dünner als ein Haar und kann trotzdem riesig lang werden. Funfact: Manche Axone reichen vom Rückenmark bis in den großen Zeh, rund einen Meter. Wäre der Zellkörper so groß wie ein Tennisball, wäre das Axon über einen halben Kilometer lang. Merksatz: Dendriten, Zellkörper, Axon, Endknöpfchen, und die Nachricht läuft immer in diese Richtung.
Zum Beweis, dass ich's kann: Arm drei, zeig aufs Axon. Arm drei? Das sind die Dendriten. Und das ist meine Brille.
Bei Kraken sitzen rund zwei Drittel der Nervenzellen in den Armen. Die Arme steuern vieles selbst. Und Arm drei hat heute eine eigene Meinung.
Bei dir sitzen die meisten Nervenzellen im Gehirn. Wie eine einzige Nervenzelle eine Nachricht weitergibt, sehen wir jetzt von innen. Wir nehmen aber die Nervenzelle im Rückenmark, die beim Legostein befiehlt: Fuß weg. Mit ihrem Signal reisen wir einmal hindurch.
Erste Station: die Dendriten. Hier kommen Nachrichten von anderen Nervenzellen an, auch die vom Fuß. Aber warum so viele Äste? Viele Äste haben viel Oberfläche, und darauf passen viele Kontakte, bei unserem Neuron Tausende. Merksatz: Dendriten empfangen. Viele Äste, viele Kontakte.
Alle Nachrichten laufen im Zellkörper zusammen und werden verrechnet. Manche sagen: los. Andere sagen: stopp. Am Axonhügel, dem kegelförmigen Ansatz des Axons, fällt die Entscheidung. Liegt die Summe über einem Schwellenwert, feuert das Neuron. Sonst startet kein Signal. Wie du am Beckenrand vor dem kalten Wasser. Nur dass der Axonhügel nicht fünf Minuten überlegt.
Und wenn das Neuron feuert, dann immer gleich stark. Ein bisschen feuern gibt es nicht, so wenig wie ein bisschen ins Becken springen. Entweder ganz oder gar nicht. Ein stärkerer Reiz macht das Signal nicht größer, sondern häufiger. Merksatz: Der Zellkörper sammelt, der Axonhügel entscheidet.
Jetzt startet das Signal und läuft das Axon hinunter. Es heißt Aktionspotential: ein elektrisches Signal, aber anders als der Strom im Kabel. Wie dann? In der Membran sitzen winzige Kanäle. Durch sie strömen geladene Teilchen, die Ionen, erst hinein, dann andere hinaus. Das kippt die Spannung an dieser Stelle kurz um, und die Stelle stößt die nächste an. Wie eine Welle im Stadion. Merksatz: Das Axon leitet das Signal als Welle an der Membran.
Nur ist diese Welle langsam, denn sie kippt Stelle für Stelle um. Diese kontinuierliche Erregungsleitung schafft in einem dünnen Axon ohne Hülle oft nur einen bis zwei Meter pro Sekunde. Für einen Meter bis ins Bein wäre das bis zu einer ganzen Sekunde. Und der Fuß stünde noch auf dem Legostein. Wie geht das schneller?
Die Lösung: Das Axon wird eingewickelt. Außerhalb von Gehirn und Rückenmark legen sich um viele Axone Schwann-Zellen. Jede wickelt sich mit ihrer Membran viele Male um das Axon, wie eine Biskuitrolle. So entsteht eine dicke, fettreiche Hülle: die Myelinscheide. Die Myelinscheide hat aber Lücken: Zwischen zwei Schwann-Zellen bleibt ein Stück frei, der Ranvier-Schnürring.
Jetzt der Vergleich. Zwei Axone, zwei Signale, gleicher Start. Oben ohne Myelin: Die Welle kriecht Stelle für Stelle. Unten mit Myelin: Unter der Hülle kann kein Signal entstehen, nur an den Schnürringen. Also springt das Signal von Schnürring zu Schnürring. Und ist längst am Ziel. Bis zu rund hundert Meter pro Sekunde. Das heißt saltatorische Erregungsleitung, von lateinisch saltare, springen. Merksatz: Die Myelinscheide isoliert, das Signal springt, und darum ist es schnell.
Am Ende des Axons kommt das Signal im Endknöpfchen an. Überraschung: Das Endknöpfchen berührt die nächste Zelle gar nicht. Dazwischen liegt ein winziger Spalt, der synaptische Spalt. Die ganze Kontaktstelle heißt Synapse. Aber wie kommt die Nachricht hinüber?
Mit Botenstoffen. Im Endknöpfchen liegen kleine Bläschen voller Neurotransmitter. Kommt das Signal an, schütten die Bläschen sie in den Spalt. Die Moleküle treiben hinüber und docken an passende Rezeptoren an. Das ändert die Spannung der nächsten Zelle, hier einer Muskelfaser. Sie zieht sich zusammen, und der Fuß zuckt weg. Merksatz: An der Synapse wird aus elektrisch chemisch, und dann wieder elektrisch.
Die Reise im Schnelldurchlauf. Die Dendriten empfangen. Zellkörper und Axonhügel verrechnen: feuern oder nicht. Das Axon leitet, mit Myelin für Tempo. Die Synapse überträgt mit Botenstoffen. Jedes Bauteil hat genau die Form, die zu seiner Aufgabe passt. Das ist der Zusammenhang von Struktur und Funktion. Merksatz: Empfangen, verrechnen, leiten, übertragen.
Nach so einer Reise klingt manches einfacher, als es ist. Fehler Nummer eins: „Nerven leiten Strom wie ein Kabel.“ Nein. Im Kabel wandern Elektronen durch einen Draht. Im Axon entsteht das Signal an der Membran immer wieder neu, Stelle für Stelle, mit Ionen. Deshalb ist es millionenfach langsamer als ein Signal im Kupferkabel: höchstens rund hundert Meter pro Sekunde. Und ein Ladekabel brauchst du auch nicht. Geladen wird bei dir über den Mund.
Fehler Nummer zwei dreht die Richtung um: „Das Axon empfängt die Signale.“ Nein, andersherum. Empfangen tun die Dendriten. Das Axon sendet weg. Kurz: Dendriten rein, Axon raus.
Bleibt Fehler Nummer drei, ganz am Ende der Reise: „An der Synapse berühren sich die Zellen.“ Nicht ganz. Bei fast allen Synapsen liegt dazwischen der synaptische Spalt, zu schmal fürs Lichtmikroskop, aber er ist da. Hinüber kommt die Nachricht mit Neurotransmittern. Ausnahme sind die selteneren elektrischen Synapsen. Merksatz: Dendriten empfangen, das Axon leitet mit Ionen, und über den Spalt gehen Botenstoffe.
Drei Fehler weniger, jetzt zur Probe, mit dem Legostein vom Anfang. Aufgabe eins, Niveau Klasse neun und zehn. Welches Bauteil unserer Nervenzelle empfängt die Nachricht? Welches entscheidet, ob ein Signal startet? Welches leitet es bis ins Bein? Und welches gibt es an die Muskelfaser ab? Drück Pause. Arm drei weiß es übrigens schon. Er darf nur nicht vorsagen.
Die Lösung. Die Dendriten empfangen die Nachricht vom Fuß. Der Axonhügel entscheidet: Liegt die Summe über dem Schwellenwert, startet ein Aktionspotential. Das Axon leitet es bis ins Bein, schnell dank der Myelinscheide. Und die Endknöpfchen geben an der Synapse Neurotransmitter an die Muskelfaser ab. Achte auf die Richtung: Dendriten rein, Axon raus.
Eine Stufe schwerer. Aufgabe zwei, Niveau Oberstufe: „Erläutern Sie den Zusammenhang von Struktur und Funktion an der Myelinscheide.“ Erläutern heißt: einen Sachverhalt veranschaulichen und durch zusätzliche Informationen verständlich machen. Also: den Bau beschreiben und begründen, warum er das Signal schneller macht. Drück Pause und formuliere.
Volle Punkte gibt es für drei Teile. Erstens, die Struktur: Schwann-Zellen wickeln ihre fettreiche Membran viele Male um das Axon und bilden die Myelinscheide. Dazwischen liegen freie Stellen, die Ranvier-Schnürringe. Zweitens, die Funktion: Die fettreiche Hülle isoliert, darunter strömen keine Ionen. Ein Aktionspotential entsteht nur an den Schnürringen. Dazwischen breitet sich die Spannung im Axon sehr schnell aus, und das Signal springt von Schnürring zu Schnürring: die saltatorische Erregungsleitung. Drittens, die Folge: Das ist viel schneller als an einem gleich dünnen Axon ohne Myelin. Dünne Axone ohne Myelin schaffen ein bis zwei Meter pro Sekunde, dicke mit Myelin bis zu rund hundert. Und weil Ionen nur an den Schnürringen strömen, muss die Zelle weniger Ionen zurückpumpen. Das spart Energie.
Das war die Nervenzelle. Merk dir drei Dinge. Erstens: Dendriten empfangen, das Axon leitet weiter. Zweitens: Die Myelinscheide isoliert, das Signal springt und ist darum schnell. Drittens: An der Synapse tragen Botenstoffe die Nachricht über den Spalt. Das Quiz und den Lernzettel zu diesem Video findest du kostenlos auf achtmalklug punkt de. Und falls du heute noch auf einen Legostein trittst: Dein Rückenmark ist schneller als dein „Au“. Bleib neugierig.
Faktencheck vom 26.10.2026.
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