Graue und weiße Substanz

Aufbau

Die graue Substanz im ZNS besteht größtenteils aus Perikarya, also den Zellkörpern der Nervenzellen. Diese Zellkörper enthalten den Zellkern.

Daneben gehören zur grauen Substanz ebenfalls, wenn auch mit einem kleineren Anteil, Kapillaren, verschiedene Arten von Gliazellen (Zellen mit Stütz- und Hilfsfunktion) sowie das Neuropilem, auch Neuropil genannt. Dabei handelt es sich hauptsächlich um nicht-myelinisierte Axone, Dendriten benachbarter Zellen und Gliazellfortsätze.

Die Nervenzellkörper sind in Bündeln zusammengelagert und daher auch makroskopisch im Präparat als graue Substanz sichtbar. Im lebenden Organismus sind diese Bereiche übrigens eher rosa. Die graue Farbe, die der Substanz ihren Namen gibt, entwickelt sich erst im Formalin-fixierten Präparat.

Die Zellkörper der Neurone dienen der Reizaufnahme und -verarbeitung, sowie der Generierung von Aktionspotentialen, die der Weiterleitung der durch die Reize generierten Impulse dienen. Entstehungsort dieser Aktionspotentiale ist der Axonhügel, der am Übergang vom Perikaryon zum Axon liegt. Eine weitere wichtige Aufgabe der Neurone ist die Synthese chemischer Botenstoffe, der sogenannten Neurotransmitter.

Lage

Die Verteilung von grauer und weißer Substanz ist charakteristisch für das jeweilige Gebiet des ZNS und unterscheidet sich damit maßgeblich zwischen dem Gehirn und dem Rückenmark. Die graue Substanz befindet sich im ZNS dort, wo viele Zellkörper liegen.

Im Gehirn sind diese beiden Bereiche:

• Rinde (Cortex) und
• Kerngebiete (Nuclei)

Somit liegt die graue Substanz im Bereich des Gehirns vorwiegend außen und umhüllt als Hirnrinde (Cortex cerebri) das Großhirn (Telencephalon), sowie das Kleinhirn (Cerebellum).

Es gibt aber auch zentral liegende graue Substanz, die verschiedene Kerngebiete bildet. Diese können gegeneinander abgegrenzt werden. Beispiele dafür sind die Basalganglien, Formatio reticularis, Nucleus ruber, Substantia nigra, Hirnnervenkerne und Kleinhirnkerne, die alle von weißer Substanz umgeben sind.

Im Rückenmark präsentiert sich die graue Substanz auf eine ganz andere Art und Weise. Hier vereinigen sich die einzelnen Kerne und sind nicht mehr als eigenständige Kerngebiete voneinander abzugrenzen. Die graue Substanz bildet hier eine Einheit, in deren Mitte sich der Zentralkanal (Canalis centralis) befindet, welcher Cerebrospinalflüssigkeit (Liquor cerebrospinalis) enthält.

Wird das Rückenmark im Querschnitt betrachtet, erscheint die graue Substanz hier wie eine zentral liegende schmetterlingsförmige Struktur, die vollständig von weißer Substanz umgeben ist. Im Rückenmark wird die graue Substanz in Vorderhorn (Cornu anterius medullae spinalis), Seitenhorn (Cornu laterale medullae spinalis) und Hinterhorn (Cornu posterius medullae spinalis) unterteilt.

Aufbau

Die weiße Substanz besteht zum größten Teil aus myelinisierten Axonen. Axone sind die Nervenzellfortsätze, über die Nervenimpulse weitergeleitet werden. Hier lassen sich myelinisierte von nicht-myelinisierten Axonen unterscheiden. Die stark lipidhaltige Myelinscheide der myelinisierten Axone verbessert die Erregungsleitung und gibt der weißen Substanz ihre helle Farbe. Die weiße Substanz ist also vor allen Dingen verantwortlich für die Signalweiterleitung in ZNS und PNS.

Gebildet werden die Myelinscheiden durch spezielle Gliazellen und Oligodendrozyten, die somit ebenfalls zur weißen Substanz gehören. Gliazellen finden sich also sowohl in der weißen als auch in der grauen Substanz. In der weißen Substanz gibt es jedoch im Gegensatz zur grauen Substanz keine Perikarya.

Lage

Im Gehirn liegt die weiße Substanz innen und bildet hier das sogenannte Marklager. Es wird umhüllt durch die graue Substanz der Hirnrinde. In die weiße Substanz eingebettet, befinden sich außerdem die Kerngebiete, die ihrerseits aus grauer Substanz bestehen.

Im Rückenmark befindet sich die weiße Substanz außen und umgibt so den zentral liegenden Komplex aus grauer Substanz. Dabei wird die weiße Substanz makroskopisch in mehrere Stränge unterteilt: Vorderstrang (Funiculus anterior), Seitenstrang (Funiculus lateralis) und Hinterstrang (Funiculus posterior). In diesen Strängen verlaufen verschiedene auf- und absteigende Bahnen, die unter anderem Impulse für Motorik und Sensibilität weiterleiten.

Funktionell kann die weiße Substanz unterschieden werden in:

• Komissurenbahnen: verbinden die beiden Großhirnhemisphären miteinander.
• Projektionsbahnen: verbinden die Großhirnrinde mit Rückenmark, Hirnstamm, Thalamus und Basalganglien.
• Assoziationsbahnen: verbinden Neurone innerhalb der gleichen Hemisphäre.