Das Gehirn, das komplexeste Organ des menschlichen Körpers, lässt sich in verschiedene Bereiche unterteilen, darunter Kortex (Hirnrinde), Medulla (subkortikales Marklager) und nukleäre Abschnitte (Kerngebiete). Diese Strukturen arbeiten zusammen, um eine Vielzahl von Funktionen zu steuern, von grundlegenden Prozessen wie Bewegung und Empfindung bis hin zu höheren kognitiven Fähigkeiten wie Sprache und Gedächtnis. Dieser Artikel beleuchtet den Aufbau von Ganglien im Gehirn, ihre Funktionen und ihre klinische Bedeutung, wobei der Fokus auf den verschiedenen Arten von Ganglien, ihrer Organisation und ihrer Rolle bei verschiedenen neurologischen Prozessen liegt.
Einführung in Ganglien
Ein Ganglion (griechisch "Geschwulst", "Überbein") ist in der Anatomie eine örtliche Verdickung eines Nervs außerhalb des zentralen Nervensystems (ZNS) durch die Anhäufung von Nervenzellen (Ganglienzellen). Bei vielen Wirbellosen bilden Ganglien einfache Zentren des Nervensystems, die bestimmte Körperregionen nervlich kontrollieren (z. B. Oberschlund-, Unterschlund-, Bauchganglien). Im menschlichen Körper gibt es eine Vielzahl von Ganglien, die sich in ihrer Struktur und Funktion unterscheiden. Obwohl der Begriff "Ganglion" auch für flüssigkeitsgefüllte Aussackungen von Gelenk- oder Sehnenumhüllungen verwendet wird (umgangssprachlich als "Überbein" bezeichnet), konzentriert sich dieser Artikel ausschließlich auf die neurologischen Ganglien.
Aufbau des Gehirns: Kortex, Medulla und Kerngebiete
Das Großhirn, der größte Teil des Gehirns, lässt sich in drei Hauptkomponenten unterteilen:
- Kortex (Hirnrinde): Die äußere Schicht des Großhirns, die für höhere kognitive Funktionen wie Sprache, Gedächtnis und Denken verantwortlich ist. Der Kortex besteht hauptsächlich aus grauer Substanz, die sich aus Nervenzellkörpern (Perikaryen) zusammensetzt. Die Gyrierung der Hirnrinde führt zu einer starken Oberflächenvergrößerung. Die Großhirnrinde lässt sich in den jüngeren, 6-schichtigen Isokortex und den älteren, 3- bis 5-schichtigen Allokortex unterteilen. Der Isokortex macht mit 92 % den größten Anteil aus. Zum Allokortex werden vereinfacht die Riechrinde und der Hippocampus gezählt.
- Medulla (subkortikales Marklager): Die innere Schicht des Großhirns, die hauptsächlich aus weißer Substanz besteht. Die weiße Substanz enthält Nervenzellfortsätze (Axone), die von Oligodendrozyten mit einer Myelinscheide umgeben sind. Diese Myelinscheide isoliert die Axone und ermöglicht eine schnelle und effiziente Signalübertragung zwischen verschiedenen Gehirnbereichen.
- Nukleäre Abschnitte (Kerngebiete): Tief im Inneren des Großhirns gelegene Ansammlungen von Nervenzellkörpern, die spezifische Funktionen ausüben. Zu den wichtigsten Kerngebieten gehören die Basalganglien, der Thalamus und der Hippocampus.
Arten von Ganglien im Nervensystem
Ganglien lassen sich prinzipiell nach zwei Arten unterteilen:
- Einteilung nach dem Nervensystem:
- Spinalganglien: Diese Ganglien befinden sich in der Hinterwurzel (Radix posterior) eines Spinalnervs. Dementsprechend befindet sich in jedem Segment des Rückenmarks beidseits je ein Spinalganglion. Sie enthalten die Zellkörper sensorischer Neurone, die Informationen von der Peripherie zum ZNS leiten.
- Autonome Ganglien: Diese Ganglien sind Teil des autonomen Nervensystems, das unwillkürliche Körperfunktionen wie Herzfrequenz, Atmung und Verdauung steuert. Autonome Ganglien können weiter unterteilt werden in:
- Grenzstrangganglien: Beidseits der Wirbelsäule zu finden, führen efferente, motorische Fasern, beispielsweise zur Innervation der Blutgefäße, der Bronchien oder weiterer glatter Muskulatur. Präganglionäre Fasern verlassen den Spinalnerv im Ramus communicans albus, werden in den Grenzstrangganglien umgeschaltet.
- Prävertebrale Ganglien: Vor der Wirbelsäule (ventral) gelegen, in direkter Nähe zu großen Blutgefäßen. Sie laufen zwar auch durch die Grenzstrangganglien, werden dort aber nicht verschaltet. Erst direkt im prävertebralen Ganglion werden sie auf postganglionäre Fasern umgeschaltet. Die drei wichtigsten umfassen das Ganglion coeliacum, Ganglion mesentericus superius und inferius.
- Parasympathische Ganglien: In direkter Umgebung der Zielorgane auffindbar. Meistens liegen sie in kleinen Netzen direkt in der Organwand (intramural). Einige wenige Ausnahmen, die größer sind, befinden sich im Kopfbereich. Dazu zählen das Ganglion ciliare oder auch das Ganglion pterygopalatinum sowie das Ganglion oticum und submandibulare. Auch das enterische Nervensystem, zu dem der Meissner- und Auerbachplexus gehört, werden von parasympathischen Ganglien gebildet.
- Basalganglien: Obwohl der Begriff "Ganglien" traditionell für Strukturen außerhalb des ZNS verwendet wird, werden die Basalganglien im Gehirn oft als solche bezeichnet. Sie sind eine Gruppe von Kerngebieten tief im Inneren des Großhirns, die eine wichtige Rolle bei der Steuerung von Bewegung, Lernen und Verhalten spielen. Zu den Basalganglien gehören der Nucleus caudatus, das Putamen, der Globus pallidus, die Substantia nigra und der Nucleus subthalamicus.
- Einteilung nach Lage:
- Kopfganglien: Vorwiegend die vier parasympathischen Kopfganglien. Ihre Aufgabe liegt in der Innervation der Drüsen am Kopf und der inneren Augenmuskeln. Dazu zählen das Ganglion ciliare, Ganglion pterygopalatinum, Ganglion oticum und Ganglion submandibulare.
- Halsganglien: In der Region des Halses finden sich das Ganglion cervicale superius, medius und inferius.
- Thorakalganglien: Ebenfalls paravertebral gelegen und Teil des Grenzstranges sind die Thorakalganglien entlang der Brustwirbelsäule. Elf bis zwölf Paare finden sich entlang der Wirbelsäule, welche mit ihren Fasern den Nervus splanchnicus major, minor und imus bilden.
- Lumbale Ganglien: Lumbal existieren vier weitere Ganglienpaare, die die Nervi splanchnici lumbales bilden.
Struktur und Funktion von Spinalganglien
Spinalganglien sind Ansammlungen von Nervenzellkörpern (Perikaryen) sensorischer Neurone, die sich außerhalb des Rückenmarks befinden. Sie sind in den Spinalnervenwurzeln lokalisiert und übertragen sensorische Informationen aus der Peripherie zum zentralen Nervensystem.
Lesen Sie auch: Umfassender Ratgeber: Ganglion geplatzt
- Struktur: Spinalganglien sind von einer Kapsel aus straffem Bindegewebe umgeben. Das Innere (Stroma) ist mit lockerem Bindegewebe gefüllt. Den Hauptbestandteil der Spinalganglien bilden die Perikarya pseudounipolarer Neurone mit ihren Mantelzellen und die von ihnen ausgehenden Nervenfaserbündeln. Mantelzellen sind die Gliazellen des peripheren Nervensystems und unterstützen und regulieren den Stoffwechsel der Neurone. Histologisch erkennt man pseudounipolare Neurone an einem großen runden Zellkern mit sichtbaren Nucleoli (Kernkörperchen).
- Funktion: Pseudounipolare Neurone sind sensorisch, sie leiten entsprechend afferente Informationen aus der Peripherie zum Rückenmark. Es können zwei verschiedene Zelltypen bei den Neuronen der sensiblen Ganglien unterschieden werden:
- A-Zellen: Sie besitzen dicke und myelinisierte Axone und leiten relativ schnell. Sie leiten häufig Informationen zum Beispiel über mechanische Reize oder Tiefensensibilität (Propriozeption).
- B-Zellen: Sie leiten Informationen der Nozi- und Thermorezeption, sowie der Viszerozeption.
- Dermatome: Dermatome sind das von einem Spinalnerven sensibel versorgte Hautareal.
Das Spinalganglion spielt eine zentrale Rolle bei der Verarbeitung sensorischer Informationen im menschlichen Nervensystem und ist entscheidend für die Weiterleitung von Schmerz-, Tast- und Temperaturempfinden.
Autonome Ganglien: Steuerung unwillkürlicher Funktionen
Autonome Ganglien sind Ansammlungen von Nervenzellkörpern, die Teil des autonomen Nervensystems sind. Sie steuern unwillkürliche Körperfunktionen wie Herzfrequenz, Atmung, Verdauung und Drüsensekretion.
- Struktur: Autonome Ganglien enthalten die Zellkörper von postganglionären Neuronen, die von präganglionären Neuronen aus dem ZNS innerviert werden. Die präganglionären Fasern bilden Synapsen mit den postganglionären Neuronen in den Ganglien.
- Funktion: Autonome Ganglien dienen als Relaisstationen für die Übertragung von Nervenimpulsen vom ZNS zu den Zielorganen. Sie ermöglichen eine Modulation und Integration der autonomen Nervenaktivität. Das autonome Nervensystem besteht aus zwei Hauptzweigen: dem sympathischen und dem parasympathischen Nervensystem, die oft gegensätzliche Wirkungen auf die Zielorgane haben.
Basalganglien: Modulation von Bewegung, Lernen und Verhalten
Die Basalganglien sind eine Gruppe von Kerngebieten tief im Inneren des Großhirns, die eine wichtige Rolle bei der Steuerung von Bewegung, Lernen und Verhalten spielen.
- Struktur: Zu den Basalganglien gehören der Nucleus caudatus, das Putamen, der Globus pallidus, die Substantia nigra und der Nucleus subthalamicus. Diese Kerngebiete sind durch komplexe neuronale Schaltkreise miteinander verbunden. Das Striatum, zu dem der Ncl. caudatus, das Putamen und der Ncl. accumbens gezählt werden, ist Eingang der Basalganglien. Das Putamen besitzt für motorische und somatosensible Afferenzen eine somatotope Repräsentation der Körperregionen.
- Funktion: Die Basalganglien spielen eine entscheidende Rolle bei der Initiation und Modulation von Bewegungen. Sie helfen bei der Auswahl geeigneter Bewegungsmuster, der Unterdrückung unerwünschter Bewegungen und der Feinabstimmung von Bewegungsabläufen. Die Basalganglien sind auch an Lernprozessen beteiligt, insbesondere beim Erlernen von Gewohnheiten und motorischen Fähigkeiten. Darüber hinaus beeinflussen sie das Verhalten, die Motivation und die Entscheidungsfindung. Aufgrund klinischer Beobachtungen und neuropathologischer Befunde geht man von einem direkten, bewegungsfördernden und einem indirekten, bewegungshemmenden Schaltkreis mit unterschiedlichen Zielstrukturen aus. In dieses System greift die dopaminerge Projektion von der Substantia nigra zum Striatum modulierend ein. Neuere Erkenntnisse postulieren ineinandergreifende Schleifen mit entscheidenden intrastriatalen Verbindungen.
Klinische Bedeutung von Ganglien
Ganglien können von verschiedenen Erkrankungen betroffen sein, die zu einer Vielzahl von neurologischen Symptomen führen können.
- Spinalganglion Erkrankungen: Herpesviren, wie das Herpes-simplex-Virus oder das Varizella-Zoster-Virus bei Windpocken, können von der Haut in die Spinalganglien transportiert werden und dort jahrelang verbleiben, ohne eine Infektion auszulösen. Sollten diese Viren reaktiviert werden kommt es zu Hautausschlägen in dem Bereich, das sensibel von dem Ganglion innerviert wird. Ein Beispiel dafür ist die Trigeminusneuralgie und der Nutzen des Ganglion trigeminus. Bei dieser Erkrankung treten Schmerzen in Bereichen des Gesichts auf, die vom Nervus trigeminus versorgt werden. Durch das Ganglion verlaufen unmyelinisierte Nervenfasern der Klasse C, die Schmerz weiterleiten. Im Rahmen einer Infektion mit Herpes-simplex-Viren, die zu Genitalherpes führt, kann die Erkrankung nach eigentlich erfolgreicher Behandlung rezidivieren. Die Ursache dafür lässt sich mit den Sakralganglien begründen.
- Basalganglien Erkrankungen: Erkrankungen der Basalganglien können zu Bewegungsstörungen wie Parkinson-Krankheit, Chorea Huntington und Dystonie führen. Morbus Parkinson mit Neurostimulator. Ausfälle in den einzelnen Kerngebieten führen zu einer Verschiebung im Regelkreis und einer gesteigerten oder verminderten Erregung des motorischen Kortex. Eine Degeneration der Neurone in der Substantia nigra verursacht durch ein Ungleichgewicht im Regelkreis eine Hypokinese beim Morbus Parkinson. Dieser Verschiebung kann durch eine Überstimulation und Erzeugung refraktärer Neurone des Ncl. subthalamicus entgegengewirkt werden.
Lymphknoten im Kopf-Hals-Bereich
Ein Drittel aller im Körper vorkommender Lymphknoten sind im Kopf-Hals-Bereich zu finden. Die Gründe hierfür sind zum einen der Ösophagus und die Trachea, die einen guten Angriffsort für Krankheitserreger bieten. Zum anderen fließt in diesem Bereich die Lymphflüssigkeit von Kopf, Hals, Rumpf und Armen zusammen, weswegen die Filterfunktion der Lymphknoten vor allem in diesem Bereich benötigt wird. Der Lymphabfluss der Zunge ist auf mehrere verschiedene Lymphknotenstationen aufgeteilt.
Lesen Sie auch: Handgelenksganglion: Symptome, Diagnose und Therapie
Das Lymphgefäßsystem ist im Gegensatz zum Blutgefäßsystem kein Kreislauf und wird nicht zentral von einer Pumpe angetrieben. Der Ductus thoracicus ist das größte vorhandene Lymphgefäß und nimmt die Lymphflüssigkeit der kompletten unteren Körperhälfte und dem linken Anteil der oberen Körperhälfte auf. Verlauf nach kranial dorsal des Ösophagus zwischen Aorta und Wirbelsäule tritt zusammen mit der Aorta durch den Hiatus aorticus des Zwerchfells.
Lesen Sie auch: Alles über Ganglien: Ein umfassender Leitfaden