Das Nervensystem ist ein komplexes Netzwerk, das alle Nervenzellen des menschlichen Körpers umfasst und es dem Körper ermöglicht, mit der Umwelt zu kommunizieren und vielfältige Mechanismen im Inneren zu steuern. Es nimmt Sinnesreize auf, verarbeitet sie und löst Reaktionen aus, wie Muskelbewegungen oder Schmerzempfindungen. Innerhalb dieses komplexen Systems spielt das enterische Nervensystem (ENS) eine zentrale Rolle bei der Steuerung der Verdauungsprozesse.
Das Nervensystem: Eine Einführung
Das Nervensystem besteht aus vielen Milliarden Nervenzellen, den sogenannten Neuronen, wobei sich allein im Gehirn rund 100 Milliarden befinden. Jede Nervenzelle besteht aus einem Zellkörper und verschiedenen Fortsätzen. Die kürzeren Fortsätze, die Dendriten, wirken wie Antennen und empfangen Signale von anderen Nervenzellen. Je nach Lage der Nervenbahnen im Körper wird zwischen einem zentralen und einem peripheren Nervensystem unterschieden.
Das zentrale Nervensystem (ZNS) umfasst die Nervenbahnen in Gehirn und Rückenmark und ist sicher im Schädel und dem Wirbelkanal der Wirbelsäule eingebettet. Das willkürliche Nervensystem (somatisches Nervensystem) steuert alle bewussten und willentlich beeinflussbaren Vorgänge, wie gezielte Bewegungen von Gesichtsmuskeln, Armen, Beinen und Rumpf. Das vegetative Nervensystem (autonomes Nervensystem) hingegen regelt die unwillkürlichen Abläufe im Körper, wie Atmung, Herzschlag und Stoffwechsel. Es empfängt Signale aus dem Gehirn und sendet sie an den Körper, überträgt aber auch Meldungen des Körpers zum Gehirn. Das vegetative Nervensystem kann die Körperfunktionen sehr rasch an veränderte Bedingungen anpassen, beispielsweise durch Erhöhung der Hautdurchblutung und Schweißbildung bei Wärme. Sowohl das zentrale als auch das periphere Nervensystem enthalten willkürliche und unwillkürliche Anteile. Zum vegetativen Nervensystem gehören das sympathische Nervensystem, das parasympathische Nervensystem und das enterische Nervensystem.
Sympathikus und Parasympathikus: Gegenspieler im vegetativen Nervensystem
Das sympathische und parasympathische Nervensystem (Sympathikus und Parasympathikus) wirken im Körper meist als Gegenspieler. Der Sympathikus bereitet den Organismus auf körperliche und geistige Leistungen vor, indem er den Herzschlag beschleunigt, die Atemwege erweitert und die Darmtätigkeit hemmt. Der Parasympathikus hingegen kümmert sich um die Körperfunktionen in Ruhe, aktiviert die Verdauung, kurbelt Stoffwechselvorgänge an und sorgt für Entspannung.
Das enterische Nervensystem (ENS): Das "Bauchhirn"
Das enterische Nervensystem (ENS), auch als "Bauchhirn" bezeichnet, ist der dritte Bereich des vegetativen Nervensystems. Es durchzieht als Geflecht von Nervenzellen den gesamten Verdauungstrakt und steuert nicht nur Verdauungsprozesse, sondern beeinflusst auch unsere Gefühlswelt und unser Wohlbefinden. Veränderungen im Magen-Darm-Trakt scheinen umgekehrt auch Auswirkungen auf Emotionen zu haben, wobei die Zusammensetzung der Darmflora eine Rolle spielen könnte. Über die sogenannte Darm-Hirn-Achse tauschen Darm und Gehirn ständig Signale aus, wobei der Vagusnerv als längster Hirnnerv diese Signale blitzschnell in beide Richtungen überträgt.
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Aufbau des enterischen Nervensystems
Der Wirkungsbereich des ENS umfasst beinahe den gesamten Verdauungstrakt, von der Speiseröhre bis zum Mastdarm. Die Wand dieser Organe ist grundsätzlich ähnlich aufgebaut und lässt sich in folgende Schichten gliedern (von innen nach außen):
Mukosa (Schleimhaut):
- Epithel
- Lamina propria
- Muscularis mucosae
Submukosa (Bindegewebe mit Blut- und Lymphgefäßen)
Muskularis (Muskelschicht):
- Ringmuskelschicht
- Längsmuskelschicht
Serosa oder Adventitia (je nach Organ)
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Im ENS gibt es zwei große Nervengeflechte (Plexus):
- Plexus submucosus (Meissner-Plexus) in der Submukosa
- Plexus myentericus (Auerbach-Plexus) zwischen Ring- und Längsmuskelschicht in der Muskularis
Das enterische Nervensystem enthält afferente Neuronen, Interneurone (für Verschaltungen zwischen verschiedenen Neuronen zuständig) und Motoneurone (kontrollieren Bewegungen). Interneuronketten verlaufen in zwei entgegengesetzte Richtungen, an denen sogenannte IPANs (intrinsische primär afferente Nervenzellen) wirken. Diese IPANs können bestimmte Parameter aus dem Magen-Darm-Trakt erfassen und ihre Signale werden an den Interneuronen verrechnet, wodurch es zur Signalweiterleitung kommen kann. Nach Signaleingang können Interneurone erregende oder hemmende Motoneurone in der Ring- und Längsmuskelschicht aktivieren, wodurch z.B. die Darmbewegung (Peristaltik) entstehen kann.
Zusätzlich gehören zum ENS die interstitiellen Zellen von Cajal (Cajal’sche Zellen). Sie stehen mit Muskelzellen in Verbindung und können autonom eine Art rhythmische Kontraktion auslösen, fast wie ein Schrittmacher.
Aufgaben des enterischen Nervensystems
Das enterische Nervensystem steuert auf vielfältige Weise den Verdauungsvorgang und hat wesentlichen Einfluss auf die Darmmotilität bzw. Peristaltik (Bewegungen, die den Darminhalt transportieren und mischen), Absorption, Sekretion, Blutfluss und immunologische Funktionen. Der Plexus submucosus übernimmt vor allem sekretorische Aufgaben, während der Plexus myentericus im Wesentlichen für die Peristaltik verantwortlich ist. Vollständig trennen lassen sich ihre Aufgabenbereiche jedoch nicht.
Das ENS verarbeitet eine Vielzahl von Signalen und reagiert entsprechend darauf. Es aktiviert Dehnungsrezeptoren, was über das Interneuronen-Netzwerk zur Entspannung der Ringmuskulatur ein paar Zentimeter weiter vorn führt. Dort kontrahiert jedoch die Längsmuskulatur. Hinter dem Bolus kontrahiert die Ringmuskulatur, was verhindert, dass der Mageninhalt wieder zum Mund hin gedrückt wird. Es entsteht eine "Peristaltikwelle" in aboraler Richtung, die sich immer weiter fortsetzt.
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Steuerung und Kommunikationswege des enterischen Nervensystems
Das ENS arbeitet größtenteils autonom, wird aber durch Parasympathikus und Sympathikus moduliert. Dieser Einfluss ist am Anfang und am Ende des Magen-Darm-Trakts (also bei Nahrungsaufnahme und Defäkation) sowie in spezifischen Situationen verstärkt zu beobachten.
Grundsätzlich regt der Parasympathikus die Verdauung an ("Rest and Digest"), während der Sympathikus die Funktionen herunterfährt ("Fight or Flight"). Der Nervus vagus (Hirnnerv X), als größter Nerv des Parasympathikus, aktiviert über den Neurotransmitter Acetylcholin die glatte Muskulatur, was Peristaltik und Drüsensekretion verstärkt. Der Sympathikus hingegen bewirkt über Noradrenalin eine Verminderung der Peristaltik und einen Verschluss der Schließmuskeln. Zugleich wird die Durchblutung sowie die Sekretion von Verdauungsenzymen reduziert.
Sympathische und parasympathische Fasern bilden auch die Strecke zwischen enterischem Nervensystem und Gehirn. Dabei laufen deutlich mehr Informationen vom ENS zum Gehirn als andersherum.
Störungen des enterischen Nervensystems
Eine gut abgestimmte Funktion des ENS ist essenziell für unseren Körper. Probleme können zu Störungen und Krankheiten führen. Bekannte Beispiele sind Reizmagen oder Reizdarm, die wahrscheinlich auf Fehlregulationen des ENS basieren und oft durch Stress oder besondere Belastungen ausgelöst werden. Sie gehen mit Magenschmerzen, Durchfall oder Übelkeit einher. Änderungen des Lebensstils und beruhigende Medikamente können zur Linderung beitragen.
Auch bei psychischen Erkrankungen wird dem ENS eine große Rolle zugesprochen, da der rege Informationsfluss des ENS zum Gehirn dessen Signalweiterleitung und Hormonhaushalt beeinflusst. Patient*innen wird häufig zu einer angepassten Ernährung geraten, um die Krankheitssymptome zu mildern oder gar die Krankheit zu bekämpfen.
Angeborene Störungen wie der "Morbus Hirschsprung" sind ebenfalls bekannt. Hier fehlen der Darmwand die Ganglienzellen, was zur dauerhaften Verengung eines bestimmten Darmabschnitts führt. Der Bolus kann nicht weiter passieren und staut sich auf, was operativ behandelt werden muss.
Die Darm-Hirn-Achse
Die Darm-Hirn-Achse ist ein bidirektionaler Kommunikationsweg zwischen dem Darm und dem Gehirn. Über diese Achse können psychische Probleme die Darmtätigkeit beeinflussen, wie z.B. Bauchschmerzen oder Bauchgrummeln vor einem wichtigen Termin. Umgekehrt können Botenstoffe aus dem Darm auch Einfluss auf das Seelenleben nehmen. Eine Störung der Darm-Hirn-Achse wird mit der Entstehung verschiedener Erkrankungen in Verbindung gebracht, u. a. auch mit der Entwicklung eines Reizdarmsyndroms.
Das Mikrobiom und seine Rolle
Als wichtiger Bestandteil der Darm-Hirn-Achse ist das Darmmikrobiom in den Fokus wissenschaftlicher Forschung gerückt. Untersuchungen zufolge gehen psychische Erkrankungen wie Depressionen, Demenz- oder Suchterkrankungen in vielen Fällen mit einem veränderten Mikrobiom einher. Es ist jedoch noch unklar, ob die Veränderungen zu den Ursachen oder den Folgen der Erkrankungen gehören. Chronisch-entzündliche Darmerkrankungen wie Morbus Crohn führen bei Betroffenen nicht nur zu körperlichen Symptomen, sondern auch zu seelischen Beschwerden oder Erschöpfungszuständen, möglicherweise aufgrund von Stoffwechselprodukten bestimmter Darmbakterien.
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