Das Nervensystem ist eines der komplexesten Systeme des menschlichen Körpers. Es koordiniert sämtliche Körperfunktionen und ermöglicht uns, unsere Umwelt wahrzunehmen. Dies geschieht durch den ständigen Austausch von Informationen zwischen vielen Milliarden Nervenzellen. Die Entwicklung einzelner Bestandteile des Nervensystems beginnt beim Embryo bereits in der 3. Schwangerschaftswoche. Daher ist es besonders wichtig, dass Frauen mit Kinderwunsch am besten schon vor der Empfängnis mit allen wichtigen Nährstoffen versorgt sind, die für den Aufbau von Nervengewebe nötig sind (v. a. Folsäure).
Grundlagen des Nervensystems
Funktionsweise des Nervensystems
Die Arbeit des Nervensystems basiert auf elektrischen Impulsen. Diese dienen der Reizwahrnehmung, Reizverarbeitung und Reizweiterleitung, beispielsweise für motorische Befehle an die Muskeln. Das Nervensystem ist die zentrale Informations- und Kommunikationsplattform unseres Körpers. Es erfasst, leitet und verarbeitet Informationen mithilfe von spezialisierten Sensoren. Die gesammelten Informationen werden in elektrische Impulse umgewandelt und über Nervenfasern mit einer Geschwindigkeit von rund 400 km/h an das Gehirn weitergeleitet, wo sie verarbeitet und gespeichert werden. Auf diese Weise werden nicht nur Bewegungsabläufe und die Funktion unserer Organe gesteuert, sondern auch komplexe Funktionen wie Gedächtnis, Bewusstsein, Gefühle, Verstand und Vernunft ermöglicht.
Nervenzellen: Die Bausteine des Nervensystems
Als kleinste funktionelle Einheit bilden die Nervenzellen (Neuronen) mit ihren umgebenden Gliazellen die Grundbausteine unseres Nervensystems. Die Dendriten empfangen Signale, während das Axon die elektrische Erregung zum Ende der Nervenzelle weiterleitet. Dort wird der Reiz durch die Synapsen zur nächsten Zelle transportiert. Ein Nerv besteht aus einem Zusammenschluss mehrerer, parallel verlaufender, gebündelter Nervenfasern (Axone). Je nachdem, welche Aufgabe der Nerv erfüllt bzw. in welche Richtung er die Informationen weiterleitet, wird er als efferenter (motorischer), afferenter (sensorischer) oder gemischter Nerv bezeichnet. Efferente Nerven leiten elektrische Impulse vom Zentrum (Gehirn, Rückenmark) zur Peripherie, beispielweise zur Skelettmuskulatur. Afferente Nerven hingegen senden den Reiz von der Peripherie (z. B. Haut) zum Zentrum.
Die Struktur des Nervensystems
Zentrales und peripheres Nervensystem
Das Nervensystem lässt sich in verschiedene Bereiche untergliedern. Anhand der Lage bzw. des Aufbaus wird zwischen dem zentralen Nervensystem (ZNS) und dem peripheren Nervensystem (PNS) unterschieden. Gemäß der Funktion unterscheidet die Neurobiologie zwischen dem somatischen (willkürlichen) Nervensystem und dem vegetativen (unwillkürlichen) Nervensystem. Alle diese Bereiche sind in ihrer Funktion miteinander gekoppelt.
Unser Gehirn und das Rückenmark bilden gemeinsam das zentrale Nervensystem (ZNS). Sowohl Gehirn als auch Rückenmark bestehen aus einer grauen und weißen Substanz. Die graue Substanz, die vor allem aus Nervenzellkörpern besteht, befindet sich in der Großhirnrinde (Kortex) und im schmetterlingsförmigen Teil des Rückenmarks. Sie dient der Reizaufnahme und Reizverarbeitung. Die weiße Substanz bildet im Gehirn das innenliegende Gewebe aus Nervenfasern (Axone). Hier sind Nervenzellen durch millionenfache Verbindungen verschaltet und für die Reizweiterleitung verantwortlich. Das zentrale Nervensystem steuert die bewusste Koordination der Bewegung (Motorik), vermittelt Nachrichten aus der Umwelt oder unserem Körperinneren und reguliert das Zusammenspiel aller Körpersysteme (Atmung, Hormonhaushalt, vegetatives und peripheres Nervensystem, innere Organe, Herz-Kreislauf-System, Muskulatur). Darüber hinaus ermöglicht es uns komplexe Funktionen wie Gedächtnis, Bewusstsein, Gefühle, Verstand und Vernunft.
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Das Gehirn wird orientierungsweise in fünf größere Abschnitte unterteilt:
- Großhirn
- Zwischenhirn
- Mittelhirn
- Kleinhirn
- Nachhirn
Umgeben ist das Gehirn von drei Hautschichten. Die äußere Hülle (harte Hirnhaut) ist innen mit den Schädelknochen fest verbunden. Zwischen der inneren und der mittleren Haut befindet sich Flüssigkeit, die bei Erschütterungen wie eine Art Stoßdämpfer wirkt und somit zum Schutz des Gehirns beiträgt. Im Inneren des Gehirns befinden sich vier Hohlräume (Hirnkammern), die mit Gehirnflüssigkeit gefüllt sind. Das Großhirn, dessen Entwicklung den Menschen mit all seinen einzigartigen und vielfältigen Fähigkeiten erst ermöglicht, nimmt 80% der Hirnmasse ein. Es besteht aus einer rechten und einer linken Großhirnhälfte, die durch einen breiten und dicken Nervenstrang (den „Balken“) miteinander verbunden sind. Die äußere Schicht des Großhirns bildet die Großhirnrinde. Sie ist 2 bis 3 Millimeter dick und wird auch, wegen ihres Aussehens, als graue Substanz bezeichnet. Ihre graue Farbe erhält die Großhirnrinde von den Zellkörpern der Neurone. Unterhalb der Großhirnrinde befindet sich die weiße Substanz.
Als peripheres Nervensystem (PNS) werden all jene Nerven zusammengefasst, die nicht zum ZNS gehören. Die Hirnnerven verknüpfen unsere Sinnesorgane mit dem Gehirn und der Muskulatur im Kopf- und Rumpfbereich. Entsprechend der Reihenfolge, in der sie aus dem Gehirn austreten, werden sie mit römischen Zahlen nummeriert. Zu den Hirnnerven gehören beispielsweise unser Riechnerv (I. Hirnnerv; Nervus olfactorius), der Sehnerv (II. Hirnnerv; Nervus opticus) und unser Gesichtsnerv (VII. Hirnnerv; Nervus facialis). Rund die Hälfte der Hirnnerven sind sogenannte gemischte Nerven, d. h. sie enthalten sowohl motorische als auch sensorische Fasern. Die Spinalnerven sind ebenfalls gemischte Nerven. Sie bilden sich aus den Nervenwurzeln im Rückenmark und verzweigen sich nach ihrem Austritt aus dem Wirbelkanal in 3-4 Äste, um verschiedene Körperbereiche versorgen zu können. Der vordere Ast z. B. versorgt die Haut und Muskulatur der Gliedmaßen. Um sensorische Informationen zu übertragen und Körperfunktionen sowie Reaktionen zu koordinieren, arbeiten unser peripheres und zentrales Nervensystem als perfektes Team zusammen. Nicht immer wird dabei das Gehirn involviert. Bei Reflexen wie z. B. dem Rückziehreflex bei Berührung einer heißen Herdplatte erfolgt die Reaktion ohne Beteiligung des Gehirns.
Somatisches und vegetatives Nervensystem
Je nachdem, ob unser Körper Reize der Umwelt verarbeitet oder Körperfunktionen im Inneren koordiniert, unterscheidet man zwischen dem somatischen (willkürlichen) Nervensystem und dem vegetativen (unwillkürlichen) Nervensystem.
Das somatische Nervensystem steuert die Motorik der Skelettmuskulatur und damit alle bewussten, willentlichen Körperreaktionen und Reflexe, die als Reaktion auf unsere Umwelt erfolgen. Wenn wir also im Sommer nach draußen gehen und realisieren, dass es uns zu hell ist, leiten die Sinneszellen der Augen die Information über sensorische Nervenfasern an das Gehirn weiter. Dort wird die Information dann zur Entscheidung umgewandelt, eine Sonnenbrille zu tragen - und der Befehl „Sonnenbrille aufsetzen“ wird über motorische Nervenfasern an die Hand weitergeleitet.
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Im Gegensatz zum somatischen Nervensystem haben wir über das vegetative Nervensystem keinerlei Kontrolle. Die Tatsache, dass wir es nicht beeinflussen können, bedeutet aber nicht, dass es weniger wichtig für uns ist. Im Gegenteil: Das vegetative Nervensystem innerviert unser Herz, die Gefäße sowie Drüsen und die glatte Muskulatur der Eingeweide und steuert so sämtliche „Vitalfunktionen“ (u. a. Atmung, Verdauung, Stoffwechsel, Blutdruck, Herzfrequenz, Sexualfunktionen). Wenn sich beim Sport unser Puls erhöht und wir zu schwitzen beginnen, verdanken wir das der Arbeit des vegetativen Nervensystems. Darüber hinaus beeinflusst das vegetative Nervensystem auch einzelne Organe und Muskeln, darunter unsere Sexualorgane oder den inneren Augenmuskel, der u.a. für die Pupillenreaktion zuständig ist.
Das vegetative Nervensystem besteht aus drei Teilen:
- Sympathikus
- Parasympathikus
- Enterisches Nervensystem
Sympathikus und Parasympathikus werden oft als Gegenspieler bzw. Antagonisten bezeichnet. Dabei wirkt der Sympathikus erregend bzw. leistungssteigernd (ergotrop) auf die Organfunktionen und versetzt unseren gesamten Körper in eine „Stresssituation“, den sogenannten „fight-or-flight“ Modus. In der Folge weiten sich die Pupillen, der Herzschlag und die Atmung werden beschleunigt, Energie wird freigesetzt. Vorgänge, die für eine sofortige Aktivität nicht so wichtig sind (z. B. die Verdauung), werden hingegen gehemmt. So ist unser Körper bereit, Höchstleistungen zu vollbringen. Reize, die den Sympathikus aktivieren (sogenannte Stressoren) können sowohl physischer (z. B. Lärm, Hitze) als auch psychischer Natur sein. Anatomisch hat der Sympathikus seinen Ursprung in den Nervenzellkörpern des Rückenmarks, deren Nervenfasern zwischen den Brust- und Lendenwirbeln aus dem Wirbelkanal austreten und sogenannte Ganglien (Ansammlungen von Nervenzellkörpern) bilden. Diese verbinden sich an beiden Seiten der Wirbelsäule zu einem perlschnurartigen sogenannten Grenzstrang aus, über den die Nervenfasersysteme in Verbindung stehen.
Als „Gegenspieler“ des Sympathikus ist der Parasympathikus der Teil des vegetativen Nervensystems, der für die Ruhe -und Regenerationsphasen („rest-and-digest“) verantwortlich ist und das innere Gleichgewicht wiederherstellt. Um dies zu erreichen, beginnt der Parasympathikus nach der Aktivierung des Sympathikus dadurch gegenzusteuern, dass er beispielsweise die Herzfrequenz senkt, die Pupillen verengt und den Stoffwechsel zum Aufbau von Reserven steigert. Gleichzeitig aktiviert der Parasympathikus die Tätigkeit des Verdauungssystems. Die Nerven des Parasympathikus haben ihren Ursprung im Hirnstamm und dem zum Kreuzbein gehörigen Bereich des Rückenmarks. Anders als im Sympathikus liegen die Ganglien des Parasympathikus aber nicht neben der Wirbelsäule, sondern dicht bei den versorgten Organen.
Akuter Stress ist eine natürliche, zeitlich begrenzte Reaktion des Sympathikus, um uns in Situationen, in denen wir gefordert sind, aufmerksamer und leistungsfähiger zu machen. In Urzeiten diente akuter Stress z.B. der Flucht vor einem wilden Tier oder der Jagd. Und auch heute kann akuter Stress helfen, Herausforderungen zu meistern. Wird der Organismus jedoch in eine Art „Daueralarm-Zustand“ versetzt und der Parasympathikus kann nicht bzw. nur wenig zu Regenerationszwecken eingreifen, wird die Gesundheit früher oder später negativ beeinflusst. Denn chronischer Stress zehrt sowohl an den körperlichen als auch psychischen Reserven. Wer sich dauernd gestresst fühlt, tut daher gut daran, belastende Auslöser zu finden und diese nach Möglichkeit auszuschalten.
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Das enterische Nervensystem ist der dritte Bereich des vegetativen Nervensystems, der als Geflecht von Nervenzellen den Verdauungstrakt durchzieht. Interessanterweise steuert das enterische Nervensystem nicht nur Verdauungsprozesse, sondern hat auch einen Einfluss auf unsere Gefühlswelt und unser Wohlbefinden. Umgekehrt scheinen aber auch Veränderungen im Magen-Darm-Trakt Auswirkungen auf Emotionen zu haben. Forschungsarbeiten der letzten Jahre deuten darauf hin, dass die Zusammensetzung der Darmflora hier eine Rolle spielt. Durch Stress ausgelöste Gedanken und Emotionen können sich auf Magen und Darm auswirken. Umgekehrt können auch Vorgänge im Darm der Grund sein, warum jemand gestresst und dauerhaft verstimmt ist. Chronische Verstopfung, Durchfall und andere Arten von Darmerkrankungen können Angstzustände auslösen, die wiederum Stress verursachen.
Die Rolle der Wirbelsäule
Die Anatomie der Wirbelsäule ist ein Geniestreich der Evolution, der uns den aufrechten Gang ermöglicht. Die Wirbelsäule verbindet Kopf, Brustkorb, Becken, Schultern sowie Arme und Beine. Im Wirbelkanal schützt die Wirbelsäule das Rückenmark, die Verbindung zwischen dem Gehirn und dem Körper. Die Wirbelsäule ist an vier Stellen gekrümmt und bildet eine doppelte S-Form. Diese Schwingung ist eine sinnvolle Anpassung, die Belastungen beim Gehen oder Springen abfedert. Die Wirbelsäule besteht aus 33 (bei manchen Menschen auch 32 oder 34) Wirbeln. Die Länge der Wirbelsäule hängt von der Körpergröße ab. Bei Männern beträgt sie im Durchschnitt 71 Zentimeter, bei Frauen sind es 61 Zentimeter.
Die Wirbelsäule wird in fünf Abschnitte unterteilt:
- Sieben Halswirbel
- Zwölf Brustwirbel
- Fünf Lendenwirbel
- Fünf Kreuzwirbel
- Drei bis fünf Steißwirbel
Die einzelnen Wirbel sind unterschiedlich groß und übernehmen verschiedene Aufgaben. Steiß- und Kreuzwirbel sind miteinander verwachsen und bilden die Verbindung zum Becken. Die Lendenwirbelsäule ist überaus beweglich und gleichzeitig stark. Die Brustwirbelsäule ist weniger flexibel, weil hier die Rippen und die den Brustkorb stabilisierenden Muskeln und Sehnen ansetzen. Nach oben hin werden die Wirbel immer dünner und flacher. Die Halswirbelsäule ist ebenso wie die Lendenwirbelsäule sehr beweglich. Die Wirbel sind aus Knochen und bauen sich ständig auf, ab und um.
Ungefähr in der Mitte eines jeden Wirbels befindet sich ein Loch. So entsteht ein Kanal durch alle Wirbel, der Wirbelkanal beziehungsweise Spinalkanal. Darin liegt - sehr gut geschützt - das Rückenmark. Es enthält Nervenfasern aus dem Gehirn und ist somit dessen Verlängerung. Zwischen den Wirbeln treten Rückenmarksnerven, sogenannte Spinalnerven, aus dem Wirbelkanal aus. Spinalnerven leiten Signale zwischen Körper und zentralem Nervensystem, also Gehirn und Rückenmark, weiter. Die Ein- und Austrittsstelle nennt sich „Spinalnervenwurzel“. Sie ist besonders empfindlich. Kommt es beispielsweise aufgrund eines Bandscheibenvorfalls im Lendenbereich zu einer Druckbelastung der Spinalnervenwurzel, kann dies zu starken Rückenschmerzen sowie Gefühlsstörungen oder Lähmungen in den Beinen führen.
Zwischen den 24 beweglichen Wirbeln der Wirbelsäule sitzen die Bandscheiben. Sie sind verformbar und dienen als Puffer. Beim Springen und Laufen federn sie Stöße und Erschütterungen ab. Ein Viertel der Länge der Wirbelsäule machen diese „Kissen“ aus. Die Bandscheiben sind circa sieben bis zwölf Millimeter hoch und bestehen zu bis zu 90 Prozent aus Wasser. Außen besitzen sie einen faserigen, festeren Ring, der einen weichen, gallertartigen Kern umfasst. So kann wie auf einem Gelpolster Druck aufgefangen und gleichmäßig verteilt werden.
Muskeln geben der Wirbelsäule Halt und Beweglichkeit. Wichtig ist vor allem das Zusammenspiel der Rücken- und Bauchmuskeln. Trainierte Muskeln entlasten Wirbel und Bandscheiben und beugen so Beschwerden vor. Etwa 300 Muskeln bilden den aktiven Teil des Rückens. Die Muskeln liegen in mehreren Schichten übereinander. Die tiefen Muskeln sitzen direkt an der Wirbelsäule und halten sie aufrecht. Sie sind an allen Bewegungen beteiligt. Die oberflächlichen Muskeln verbinden die Wirbelsäule mit Kopf, Schultern, Armen und Beinen. Zwei dicke Muskelstränge verlaufen durch den ganzen Rumpf links und rechts der Wirbelsäule, vom Kopf bis zum Becken. Längs verlaufende Muskeln ermöglichen Bewegungen nach vorn und nach hinten. Die quer verlaufenden Muskeln sind eher für die Drehbewegungen zuständig. Die Partner der Rückenmuskeln sind die Bauchmuskeln. Wenn die Bauchmuskulatur gut trainiert und stark ist, entlastet sie die Wirbelsäule und nimmt Druck von den Bandscheiben.
Bänder sind Stränge aus festem Bindegewebe. Sie ziehen sich über die gesamte Länge der Wirbelsäule und verbinden die einzelnen Wirbel miteinander. Vorne und hinten verläuft jeweils ein Band entlang der Wirbelsäule. Das vordere Längsband ist mit den Wirbeln verwachsen, das hintere mit den Bandscheiben.
Geschlechtsunterschiede im Gehirn
Dass Männer im Durchschnitt größere Gehirne haben als Frauen, ist in den Neurowissenschaften weithin bekannt. Wie sich das Gehirn zwischen Geschlechtern jedoch funktionell unterscheidet, ist weniger gut verstanden. Studien legen nahe, dass die Geschlechtsunterschiede in der funktionellen Organisation des Gehirns eher kleine Unterschiede in den Netzwerken und den Verbindungen dazwischen widerspiegeln. Es gibt kleine Geschlechtsunterschiede in den Verbindungen innerhalb und zwischen funktionellen Netzwerken, was die kleinen Unterschiede in der funktionale Netzwerktopographie zwischen den Geschlechtern allgemein erklären könnte. Es ist wichtig zu beachten, dass Geschlechtsunterschiede in der Struktur und Funktion des Gehirns generell eher klein sind - es kann für einige Gehirnmerkmale zum Beispiel größere Unterschiede innerhalb einer Geschlechtergruppe geben als zwischen den einzelnen Geschlechtern.
Sexualhormone spielen eine wichtige Rolle in der Modulierung und Plastizität der Mikrostruktur des Gehirns. Sexualhormonrezeptoren sind sowohl in Neuronen als auch in Gliazellen weit verbreitet, was es ihnen ermöglicht, über verschiedene molekulare Mechanismen mit den wichtigsten Zellgruppen des Gehirns zu interagieren. Diese Mechanismen führten zu geschlechtsspezifischen Unterschieden in der Gehirnstruktur sowie zu hormonbedingter Plastizität im Gehirn - sowohl durch körpereigene und künstliche Sexhormone. Es gibt geschlechtsspezifische regionale Unterschiede in der Mikrostruktur der Gehirnrinde und des Hippocampus. Allerdings verändern sich diese geschlechtsspezifischen Unterschiede, je nachdem, welches Hormonprofil man bei den Frauen betrachtet - teilweise verschwinden sie sogar ganz oder drehen sich um.
Das weibliche Nervensystem und die Fortpflanzungsorgane
Die weiblichen Geschlechtsorgane ermöglichen Geschlechtsverkehr und sexuelle Befriedigung. Sie sind die Voraussetzung dafür, schwanger zu werden, ein Kind auszutragen und es zur Welt zu bringen. Dazu bilden sie Hormone, die auch die Reifung vom kindlichen zum erwachsenen weiblichen Körper steuern.
Die äußeren Geschlechtsorgane (Vulva) umfassen:
- Den Venushügel
- Die äußeren Labien (Schamlippen)
- Die inneren Labien (Schamlippen)
- Die Klitoris
Die Haut und die Schleimhaut in diesem Bereich sind dicht mit Nerven durchzogen und sehr sensibel. Berührungen und Reibung können deshalb sexuell erregen und auch zum Orgasmus führen. Das wichtigste weibliche Lustorgan ist die Klitoris.
Die inneren weiblichen Geschlechtsorgane ermöglichen eine Schwangerschaft und die Geburt eines Kindes. Sie umfassen:
- Die Vagina (Scheide)
- Die Gebärmutter (Uterus)
- Die Eierstöcke (Ovarien)
- Die Eileiter (Tuben)
Die Gebärmutter ist mit einer besonderen Schleimhaut ausgekleidet, dem Endometrium. Durch den Einfluss der weiblichen Geschlechtshormone wächst diese Schleimhaut in jedem Monatszyklus zu einer stark durchbluteten, dicken Schicht heran, um eine befruchtete Eizelle aufzunehmen. Die Eierstöcke bilden wichtige weibliche Sexualhormone wie Östrogen und Progesteron, die unter anderem den weiblichen Zyklus steuern.
Die Bedeutung der Nerven für Blase und Darm
Für die Funktionskontrolle von Blase und Darm sind drei Nerven wichtig. Sowohl Männer als auch Frauen verfügen über eine Beckenbodenmuskulatur. Dabei handelt es sich um eine trichterförmige Struktur aus verschiedenen Muskeln und Bindegewebe unterhalb der Beckenhöhle. Der Beckenboden ist an zwei Stellen unterbrochen: einmal durch die Harnröhre, für die Miktion, und einmal durch den Analkanal, für das Absetzen von Stuhl. Frauen haben noch einen dritten „Durchlass“ für die Vagina. Die Beckenbodenmuskulatur dient der Stützung der inneren Organe in der Beckenhöhle, z. B. von Blase, Gebärmutter und Darm. Die Muskeln können willentlich angespannt werden, um einem erhöhten Druck in Bauch und Becken besser standzuhalten, z. B. beim Husten, Niesen oder Heben schwerer Lasten. Außerdem trägt die Beckenbodenmuskulatur zur Blasen- und Darmkontinenz bei. Wenn das Zusammenspiel der Muskulatur normal funktioniert, wie bei einem gesunden Menschen der Fall, entspannt sich die Beckenbodenmuskulatur, um den Stuhlgang zu ermöglichen.