Myelin ist eine Substanz, die die Axone von Neuronen umschließt und eine elektrische Isolierung bietet, die die Funktion des Nervensystems unterstützt. Die Bedeutung dieser Substanz zeigt sich am deutlichsten bei den Arten von Krankheiten, die sich entwickeln, wenn sie beschädigt oder zerstört wird. Demyelinisierende Krankheiten wie Multiple Sklerose sind degenerative Erkrankungen, die Seh- und Hörverlust, fortschreitenden Verlust der Gliedmaßenfunktion und viele andere Symptome der Muskelkoordination und -kontrolle verursachen können.
Neuronen sind die Zellen, aus denen das zentrale Nervensystem besteht. Jede Zelle hat eine lange schwanzartige Struktur, die als Axon bezeichnet wird und sich in den extrazellulären Raum erstreckt. Axone treten mit anderen Axonen oder mit Muskel- oder Drüsenzellen in Kontakt und übertragen Nervenimpulse in Form von elektrischer Energie. Myelin, ein Fettprotein, umhüllt jedes Axon in einer Schicht, die als Hülle bezeichnet wird. Dieses Protein ist ein dielektrisches Material, was bedeutet, dass es das Axon innerhalb der Hülle elektrisch isoliert.
Die elektrische Isolierung, die dieses Protein bietet, hat zwei wichtige Funktionen, die zu einer gesunden Funktion des Nervensystems beitragen und für diese unerlässlich sind. Einer davon ist, dass Myelin dazu beiträgt, den elektrischen Strom im Axon zu halten. Dies geschieht auf zwei Arten: durch Erhöhen seines elektrischen Widerstands und durch Verringern seiner Kapazität. Ein zunehmender elektrischer Widerstand verhindert, dass elektrische Energie außerhalb der Zelle verloren geht, während eine Verringerung der Kapazität die Fähigkeit des Axons verringert, elektrische Energie zu speichern.
Die Hauptfunktion des Proteins besteht darin, die Bewegung von Nervenimpulsen entlang des Axons zu unterstützen und die Geschwindigkeit zu erhöhen, mit der diese Impulse wandern können. Dies geschieht über einen Prozess namens saltatorische Leitung, der es Impulsen ermöglicht, entlang des Axons zu „springen“, ähnlich wie ein geworfener Stein über die Wasseroberfläche springen kann. Diese springende Bewegung ermöglicht es den Impulsen, sich schneller zu bewegen, als wenn sie das gesamte Axon entlang wandern müssten.
Myelin ist für eine gesunde Nervenfunktion unerlässlich. Ohne sie werden Axone viel weniger effizient bei der Übertragung elektrischer Energie, was zu Krankheitssymptomen führt, wenn eine große Anzahl von Axonen demyelinisiert wird. Viele der bekanntesten demyelinisierenden Erkrankungen, darunter Multiple Sklerose, sind das Ergebnis einer Autoimmunreaktion, bei der das Immunsystem nach und nach Myelin im Zentralnervensystem zerstört. Die Zerstörung dieses essentiellen Proteins verringert die Geschwindigkeit, mit der elektrische Impulse entlang der Axone wandern, was zu einer erheblichen Störung des Nervensystems führt. Der menschliche Körper ist in der Lage, diese Zerstörung mit einer sehr begrenzten Geschwindigkeit zu reparieren, aber das Fortschreiten der demyelinisierenden Krankheiten übersteigt schließlich die Fähigkeit der Reparatursysteme des Körpers bei weitem.