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Lexikon der Neurowissenschaft: Riesenfasern

Riesenfasern, Riesenaxone, Kolossalfasern, E giant axons, giant fibers, Axone, deren Durchmesser im Vergleich zu den übrigen Axonen der jeweiligen Tierart erheblich vergrößert sind. Sie sind bei den Wirbellosen weitverbreitet (z.B. Ringelwürmer, Tintenfische, Schaben; siehe Zusatzinfo , siehe Abb. ) und entstehen durch Verschmelzung einer großen Zahl dünner Axone einzelner Nervenzellen. Sie entspringen meist aus Nervenzellen, die in lange Leitungsbahnen eingeschaltet sind. Ihr großer Durchmesser (bis zu 0,5 mm bei Loligo) ermöglicht eine erhöhte Nervenleitungsgeschwindigkeit (10-20 m/s) trotz Fehlen einer Myelinscheide. Sie sind deshalb für rasche, reflexartige Reaktionen wie Flucht-, Abwehr- und Startreaktionen von Bedeutung. An den Riesenfasern von Loligo wurden wesentliche Mechanismen der Erregungsleitung entschlüsselt. Anneliden-Nervensystem.

Riesenfasern

Ringelwürmer
Bei vielen Ringelwürmern finden sich im dorsalen Bereich des Bauchmarks drei Riesenfasern, die über dessen gesamte Länge verlaufen. Die Riesenfasern sind, analog den Myelinscheiden der Wirbeltiere, von einer isolierenden Bindegewebsschicht umgeben. Die mittlere der drei Fasern leitet von vorne nach hinten. Sie ist an ihrem Vorderende mit Sinneszellen verbunden, die bei adäquater Reizung ein Aktionspotential der Faser auslösen. Am Hinterende des Tieres ist die mittlere Riesenfaser mit der Längsmuskulatur des Hautmuskelschlauchs und mit der Borstenmuskulatur so verschaltet, daß eintreffende Potentiale Kontraktionen der Längsmuskulatur und der Borstenmuskulatur auslösen, so daß der Wurm sich im Boden verankert und nach hinten gezogen wird. Die beiden seitlichen Riesenfasern sind entsprechend ihrer Leitungsrichtung von hinten nach vorne geschaltet. Verknüpfungen des Riesenfaser-Systems mit dem allgemeinen Nervensystem bestehen nicht. Es ist ein funktionell selbständiges System, das keine integrativen Fähigkeiten hat.

Insekten
Das Riesenfaser-System der Insekten ist am besten bei den Schaben untersucht ( siehe Abb. ). Bei diesen Tieren verlaufen die Riesenfasern von dem letzten Ganglion des Hinterleibs, wo sie mit zahlreichen sensiblen Fasern der Schwanzanhänge verknüpft sind, durch das gesamte Bauchmark bis zum Ober- bzw. Unterschlundganglion-Komplex. Am Gehirn enden sie u.a. an den Antennenmuskeln. In den beintragenden Segmenten des Brustabschnitts verjüngen sich die Riesenfasern; dort entsenden sie Abzweigungen zu den Bein-Motoneuronen. – Die Riesenfasern leiten "Gefahrensignale", die auf die Schwanzanhänge (Cerci) treffen, rasch nach vorne, wo sie ein Niederschlagen der Fühler bewirken. Gleichzeitig wird ein Alarmsystem im Gehirn ausgelöst, das die Fluchtreaktion einleitet. Die seitlichen Abzweigungen in den Segmenten des Brustabschnitts haben gleichzeitig durch ihre hemmende Wirkung auf die Bein-Motoneurone die gerade stattfindende Beinbewegung unterbrochen und für die Fluchtreaktion vorbereitet. Der ganze Vorgang, vom Auslösen des Impulses an den Cerci bis zum Beginn der Schreckreaktion (Wegspringen der Schabe), dauert ca. 20 ms.



Riesenfasern

Organisation der Riesenfasern im Nervensystem der Amerikanischen Schabe (Periplaneta americana).
Bb Beinbasis, Ce Cercalnerven, dR dorsale Riesenfasern, Is Isthmus der ventralen Riesenfaser, kl kurzes Interneuron, Og Oberschlundganglion, Ug Unterschlundganglion, Ve Verengung der Riesenfaser; vR ventrale Riesenfaser; I,II und III Pro-, Meso- und Metathorakalganglion

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