Nervensystem

Gehirn, ZNS, Nerven, Nervenfasern

Englisch: nervous system

Das Nervensystem ist ein in allen komplexeren Lebewesen vorhandenes übergeordnetes Schalt- und Kommunikationssystem.
Das Nervensystem dient grob vereinfacht der Integration und Koordination von Informationen für einen Organismus mit:

1. der Aufnahme von Reizen (Informationen), die von der Umwelt auf den Körper einwirken oder im Körper selbst entstehen (z.B. Schmerz, Sinneseindrücke...)
2. der Umwandlung dieser Reize in nervöse Erregungen (Nervenimpulse, sog. Aktionspotentiale), deren Weiterleitung und Verarbeitung
3. der Aussendung von nervösen Erregungen oder Impulsen zu den Organen, Muskeln etc. (also in die Peripherie) des Körpers.

Für jede dieser Teilaufgaben sind im Nervensystem spezielle Einrichtungen vorhanden:

1. Für die Aufnahme von Informationen sind bestimmte Aufnahme- oder Empfangsapparate, die Rezeptoren im Nervensystem , zuständig.
   Sie sind wie die Sinnesorgane (z.B. Ohren, Nase, Augen etc.) auf bestimmte Stellen des Körpers beschränkt und auf bestimmte Reize spezialisiert, z.B. auf Licht- oder Schallwellen ( Siehe z.B. Thema Sehen).
   Besonders zahlreich finden sie sich in der Haut zur Aufnahme von Tast-, Vibrations- oder Temperaturempfinden, aber auch auf den übrigen Organen (man denke an Bauch- oder Kopfschmerzen).
2. Alle in diesen Empfangsapparaten entstandenen Informationen (nervöse Erregungen) strömen durch zuführende (afferente) Nerven wie in einem elektrischen Kabel zu den zentralen Sammelstellen, dem Gehirn und dem Rückenmark, auch zusammengefasst als das Zentrale Nervensystem (ZNS).
   Dort werden sie gesammelt, verarbeitet und sinnvoll miteinander verknüpft, so dass diese beiden zentralen Organe als DIE übergeordnete Schaltzentrale aller Geschehnisse in unserem Körper verstanden werden können.
3. Die Ergebnisse dieser zentralen Verarbeitung im Nervensystem und Verknüpfung von Nervenimpulsen werden nun durch wegführende (oder ableitende, efferente) Nerven als Informationen zu den Organen (meistens bezeichnet als Peripherie) des Körpers gesendet.
   Dort bewirken sie entsprechende Reaktionen, wie z.B. Bewegungen (wenn die Impulse zu den Muskeln führen), Erweiterung oder Verengung von Gefäßen (z.B. Erblassen vor Schreck) oder eine Beeinflussung der Drüsentätigkeit (z.B. läuft uns beim Anblick von Speisen oder beim puren Gedanken an eine Zitrone das Wasser im Mund zusammen, weil die Speicheldrüsen aktiviert werden).

Dieser funktionellen Dreiteilung des Nervensystems – Reizaufnahme, Reizverarbeitung und Reaktion darauf – entspricht auch seine räumliche Struktur:
Ein einzelnes Bauelement im Nervensystem bezeichnet man als Leitungsbogen. Ein Leitungsbogen ist die sinnvolle funktionelle Verknüpfung von zwei oder mehr Neuronen (= Nervenzellen mit ihren Fortsätzen).

Man kann sich einen einfachen Leitungsbogen im Nervensystem vorstellen als Information zuführendes Kabel zentrale Schaltstelle (Gehirn oder Rückenmark) Information wegleitendes Kabel. Bezogen auf einen einfachen Reflex, zum Beispiel den Patellarsehnenreflex, bedeutet das: Wahrnehmung des Reizes (Dehnungsreiz auf der Sehne) Verschaltung auf den dazugehörigen Muskel Ausführung der Bewegung (Beinstreckung ).

Oft sind viele dieser „Kabel“ zusammengebunden und verlaufen als ein Nerv durch den Körper. Man kann allerdings an einem Nerven nicht sehen, welcher Teil nun die zuführende und welcher die vom Gehirn wegführende Information trägt.

Das Nervensystem als Teil des Organismus, dient zur Reizaufnahme, Reizsteuerung und Reizregulation des Körpers und hat großen Einfluss auf diesen. Es steht „kommunikativ“ mit dem Körper und der Umwelt in Verbindung.

Die Funktionsweise des Nervensystes kann vereinfacht folgendermaßen dargestellt werden: Über einen Reizempfänger (Sensor, Rezeptor) werden Reize aus den Sinnesorganen wahrgenommen und über eine sensible Nervenfaser zum zentralen Nervensystem (ZNS) hingeleitet. Hier werden die zugeführten (afferenten) Informationen verarbeitet. Die Informationen sind meistens als elektrisches Signal codiert (Aktionspotenzial).
An der Verarbeitung sind verschiedene Nervenzellen beteiligt. Die Informationsübergabe erfolgt unter anderem über Botenstoffe (Transmitter). Schließlich gelangt die Information an eine ableitende motorische (efferente) Nervenfaser, die vom zentralen Nervensystem in Richtung „Zentrum fern“ (Peripherie) zieht, zum Erfolgsorgan, z.B. zu einer Muskelzelle. Dort wird die verarbeitete Information weitergegeben und daraufhin erfolgt eine Reaktion, z.B. dass der Muskel angespannt wird.

Das Rückenmark verläuft strangförmig und weist auf seiner vorderen Seite eine (ventral oder anterior) Furche auf, welche als Fissura mediana ventralis / anterior bezeichnet wird. Durch diese verläuft die Rückenmarksarterie (A. spinalis anterior).
Direkt der Fissura anterior gegenüber liegend, befindet sich eine weitere Einkerbung , der sogenannte Sulcus medianus dorsalis / posterior. Dieser setzt sich nach Innen in eine Scheidewand fort, dem sogenannten Septum medianum dorsale.
Die vordere Einkerbung, also die Fissura mediana ventralis/anterior und die hintere Scheidewand teilen das Rückenmark in zwei Hälften, die sich spiegelbildlich zueinander verhalten.

Ein Querschnitt des Rückenmarks zeigt die im Inneren Bereich liegende und "schmetterlingsartig" formierte graue Substanz, welche in ein vorderes und ein hinteres „Horn“ gegliedert ist. Die graue Substanz wird von der faserhaltigen Substantia alba eingerahmt, welche sich durch seine weiße Farbe deutlich hervorhebt.

Abhängig von der Lokalisation kann sich die Ausprägung der "Schmetterlingsform"der grauen Substanz unterschiedlich gestalten. In den Rückenmarksabschnitten auf Höhe der Brust und der Lenden findet man in der grauen Substanz auf jeder Seite zusätzlich zu dem Vorder- und dem Hinterhorn noch ein kleines Seitenhorn, welches zwischen den beiden Hörnern seinen Platz einnimmt.

In der Mitte der grauen Substanz befindet sich der Zentralkanal (canalis centralis), im Querschnitt zeigt sich dieser als kleines Loch. Der Zentralkanal ist mit Nervenwasser, dem sogenannten Liquor gefüllt und stellt den inneren Liquorraum des Rückenmarks dar.

Bei der Betrachtung eines Längsschnittes sieht man, dass das Rückenmark an einigen Stellen Verdickungen sog. Imtumeszenzen aufweist. Diese finden sich im cervical und lumbal bzw. sacral Bereich wieder, und sind auf eine gesteigerte Anzahl von Nervenkörpern und Nervenfortsätzen in diesem Areal zurückzuführen, welche für die nervale Versorgung der Extremitäten sprich der Arme und Beine zuständig sind.

Das breite Vorderhorn (Cornu anterius) der grauen Rückenmarkssubstanz beinhaltet die Nervenzellkörper, deren Fortsätze (Axone) zu verschiedenen Muskeln ziehen (sog. Motoneurone).
Die Fortsätze der Nervenzellkörper des Vorderhorn bilden den vorderen motorischen (also der Bewegung dienenden) Teil der Spinalnervenwurzel, die seitlich aus dem Rückenmark heraustreten.

Im Hinterhorn des Rückenmarks findet sich die Eintrittsstelle für den hinteren, sensiblen Teil der Spinalnervenwurzeln wieder, welcher die in der Peripherie entstandenen, „gefühlten“ Informationen weiter Richtung Gehirn leitet (z.B. Schmerz, Temperatur, Tastsinn).
Die für die Sensibilität verantwortlichen Nervenzellkörper liegen im Gegensatz zu den motorischen im sog. Spinalganglion, welches sich außerhalb des Rückenmarks (jedoch noch im Wirbelkanal) befindet.
Dennoch finden sich auch im Hinterhorn Zellkörper (Strangzellen) wieder, diese gehören allerdings den langen Vorder- und Seitenstränge der weißen Substanz an.

Das Seitenhorn umfasst die vegetativen Nervenzellen (Neurone) des Sympathicus (im Brust- und Lendenmark) und des Parasympathicus (im Sakralmark).

Die beschriebenen 3 Hörner stellen sich nur im Querschnitt als „Hörner“ dar („Schmetterlingsflügel“). Dreidimensional betrachtet handelt es sich eigentlich um Säulen in deren Zusammenhang auch von Columnae (Leisten) gesprochen wird. Die Vorderhorn-Säule wird als Columna anterior, die Hinterhorn-Säule als Columna posterior und die Seitenhorn-Säule als Columna lateralis bezeichnet.

Die Columnae darf man sich nicht als durchgehend gleich dicke Stränge vorstellen, die von oben nach unten ganze Rückenmark durchziehen, es handelt sich hierbei vielmehr um zusammen gelagerte Zellgruppen, meistens bestehend aus fünf. Die Zellgruppen bilden kleine Säulen, die sich gegebenenfalls über mehrere Segmente (Rückenmarksetagen) erstrecken können.

Man bezeichnet diese Zellgruppen als Kerngebiete (Kerne = Nuklei). Die Zellen einer solchen Gruppierung sind dann jedes Mal für die Innervation bestimmter Muskeln verantwortlich. Wenn sich z.B. eine Zellgruppe über mehrere Segmente erstreckt, so treten ihre Zellfortsätze (Axone) auch durch mehrer vordere Wurzeln aus dem Rückenmark aus.
Nach Ihrem Austritt lagern sich die Fortsätze im Verlauf wieder zu einem Nerven zusammen, der zu einem Muskel zieht. In diesem Fall spricht man von einem peripheren Nerven. Kommt es zur Schädigung eines peripheren Nerves, führt dies zu einer peripheren Lähmung, welche zum komplett Ausfall des dazugehörigen Muskels führt.

Wird dagegen eine Nervenwurzel des Nervensystem beschädigt, ruft dies eine radikuläre Lähmung vor ( Radix=Wurzel), d.h. es fallen bestimmte Funktionen von verschiedenen Muskeln aus. (siehe auch Wurzelsyndrom). Im Bereich der Arme und Beine kommt es zu einer Besonderheit, hier lagern sich die Spinalnerven zu Nervengeflechten zusammen, dem sogenannten Plexus.

Den Hautbereich, der von den Nervenfasern eines Segmentes versorgt wird, bezeichnen wir als Dermatom.
Die Muskelfasern, die von den Nervenfortsätzen eines Segmentes versorgt werden, bezeichnet man als Myotom.
Hierbei sollte man in Erinnerung behalten, dass nicht ein Segment einen Muskel versorgt, sondern unter Umständen viele Teilfunktionen mehrerer Muskeln.

Um den Zentralkanal herum verlaufen darüber hinaus noch Nervenfasern, welche die beiden Hälften des Rückenmarks miteinander verbinden, diese bezeichnet man als Kommissurenfasern (Commissura grisea). Diese sorgen dafür das die jeweils eine Hälfte weiß, was die andere macht.
Dieser Abgleich dient dem Gleichgewichtsprozess. Die Kommisurenfasern gehören dem sogenannten Eigenapparat des Rückenmarks an. Dieser umfasst diejenigen Nervenzellen und ihre Fasern, die auf Rückenmarks Ebene miteinander kommunizieren und damit Prozesse ermöglichen ohne die zentrale Verschaltung über das Gehirn in Anspruch nehmen zu müssen. Hierzu zählen z.B die Eigenreflexe des Rückenmarks.

Bei einem Bandscheibenvorfall kommt es zu einem Austritt der Gallertmasse der Bandscheibe. Diese Gallertmasse kann in den Wirbelkanal vorfallen und das Rückenmark bedrängen.
Wird der Druck zu groß, kann es zu Schmerzen, Gefühlsstörungen, Lähmungen und vollständigem Funktionsverlust kommen.
Weitere Informationen zu diese Thema erhalten Sie unter: Bandscheibenvorfall.

Bei einem HWS-Schleudertrauma kommt es häufig durch plötzliche und unerwartete Gewalteinwirkungen auf den Kopf zu Schädigungen der Halswirbelsäule und der umgebenden Muskulatur.
Durch “das Schleudern des Kopfes” versucht die Halsmuskulatur den Kopf abzufangen, wird jedoch aufgrund der Gewalteinwirkung mit den Kräften überfordert.
Weitere Informationen zu diese Thema erhalten Sie unter: HWS-Schleudertrauma

Die sportliche Bewegung kann erst durch ein Zusammenspiel von Nervensystem und Muskulatur realisiert werden. Informationen werden ausgehend von höheren Zentren des ZNS an den Motorcortex weitergegeben um von dort aus über motorische Endplatten an die Muskulatur übertragen zu werden. Die Bewegungskoordination als Teilbereich der Bewegungswissenschaft wird neben dem motorischen Lernen in der Trainingspraxis zur Verbesserung der sportlichen Leistung immer öfter angewandt.

Weitere Informationen erhalten sie unter Bewegungskoordination.

Das Nervensystem kann man beruhigen, in dem man die körpereigenen Botenstoffe (Transmitter) beeinflusst. Beispielsweise haben Endorphine (Synonym: körpereigenes Morphin) eine beruhigende Wirkung. Sie werden häufig verstärkt ausgeschüttet bei Entspannungsübungen, wie z. B. bei der progressiven Muskelrelaxation nach Jacobson oder wie beim autogenen Training oder bei beruhigend wirkenden Bewegungen und Tätigkeiten – die individuell sehr unterschiedlich sein können. Ebenfalls hilfreich können Meditationstechniken, meditative Atemübungen und Vorstellungen (Imaginationen) von angenehmen Situationen wirken.

Ein ebenfalls körpereigener und beruhigender Botenstoff ist das Melatonin, das insbesondere eine Einschlafwirkung hat. Seine Ausschüttung wird meist verstärkt durch Dunkelheit oder bei der Vorstellung (Imagination) von Dunkelheit.

Entspannungsübungen, angenehme, beruhigende Gedanken oder das Lesen eines beruhigenden Buches, können ebenfalls Melatonin mobilisieren. Auch bestimmte Düfte, z.B. Lavendel oder Melisse, sowie das Einhalten des natürlichen Biorhythmus können die Ausschüttung des körpereigenen Melatonins verstärken und eine beruhigende, Einschlaffördernde Wirkung haben.

Auf das vegetative Nervensystem kann nervenstärkende Ernährung, die bestimmte Vitamine und Inhaltsstoffe enthält, beruhigend einwirken. Auch medikamentöse Behandlungen greifen oft ins „Botenstoffsystem“ (Transmittersystem) ein und können beruhigende Wirkungen erzeugen. Da es sich jedoch hierbei immer um eine Art Eingriff in das Körpersystem handelt, können Nebenwirkungen kurz- oder langfristig nicht ausgeschlossen werden.