Nerven sind essenziell für die Funktionsweise des menschlichen Körpers. Sie steuern Muskelbewegungen, ermöglichen Sinneswahrnehmungen und regulieren unbewusste Reflexe sowie Stoffwechselprozesse. Dieser Artikel beleuchtet die komplexe Rolle der Nervenzellen im Bindegewebe, ihre Funktionen und die Auswirkungen von Störungen.
Die vielschichtige Rolle der Nervenzellen
Nerven werden oft vereinfacht als "Telefonleitungen" des Körpers betrachtet, die Informationen zwischen Gehirn und Organen vermitteln. Mithilfe unserer Nerven können wir Muskelbewegungen ausüben und sind in der Lage Sinnesreize wie z. B. Aber auch unbewusste Reflexe, wie das Zurückziehen der Hand von einer heißen Herdplatte, und sämtliche Stoffwechselprozesse werden von den Nerven reguliert. Die Nervenzellen, auch Neuronen genannt, sind die kleinsten Baueinheiten der Nerven. Sie leiten motorische oder sensorische Informationen als elektrische Impulse weiter. Die kürzeren Fortsätze der Nervenzellen, die Dendriten, empfangen wie Antennen Signale von anderen Zellen und leiten sie an den Zellkörper weiter. Von dort aus werden die Signale über eine längere Faser, das sogenannte Axon, an die synaptischen Endknöpfchen geleitet. Diese bilden das Ende des Neurons und übertragen mittels Synapsen das elektrische Signal zur nächsten Nervenzelle oder an eine andere Zelle (z. B. Muskelzelle).
Ein Axon bildet zusammen mit seiner Umhüllung aus Gliazellen eine Nervenfaser. Gliazellen isolieren beispielsweise das Axon als Myelinschicht und sorgen so dafür, dass das elektrische Signal schnell und ohne Störung an seinem Zielort ankommen kann. Ein Nerv besteht aus vielen einzelnen Nervenfasern, die gebündelt und von Bindegewebe umgeben sind. Dieses Bindegewebe wird in drei Zonen unterteilt: Endoneurium, Perineurium und Epineurium. Das Endoneurium umhüllt einzelne Nervenfasern und enthält Blutgefäße, die die Nervenfasern ernähren. Das Perineurium fasst die Nervenfasern zu Bündeln zusammen und übt eine stützende Funktion aus.
Das Nervensystem: Eine komplexe Kommunikationsplattform
Das menschliche Nervensystem ist eine komplexe Kommunikationsplattform, auf der viele Milliarden Nervenzellen in ständigem Austausch stehen. Das zentrale Nervensystem (ZNS) umfasst Gehirn und Rückenmark, während das periphere Nervensystem (PNS) alle Nerven außerhalb des ZNS beinhaltet. Die Innervation, also die Versorgung von Geweben und Organen durch einen Nerv, erfolgt nach zwei Prinzipien: peripher und segmental. Bei der peripheren Innervation werden Körperbereiche von einem peripheren Nerv versorgt, dessen Fasern aus unterschiedlichen Rückenmarkssegmenten stammen.
Je nachdem, in welche Richtung die Übertragung der Nervensignale erfolgt und welchem Nervensystem die Nerven zugeordnet werden, unterscheidet man zwischen efferenten und afferenten Fasern sowie somatischen und vegetativen Fasern. Efferente Nerven senden Signale vom ZNS an das PNS, während afferente Nerven Informationen aus der Peripherie an das ZNS weiterleiten. Nerven des somatischen Nervensystems steuern bewusste Wahrnehmung und willkürliche Bewegungen, während das vegetative Nervensystem unbewusst lebenswichtige Funktionen wie Atmung, Verdauung und Stoffwechsel kontrolliert. Der Sympathikus versetzt den Körper in Leistungsbereitschaft, während der Parasympathikus die Organfunktionen in Ruhephasen reguliert.
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Das enterische Nervensystem (ENS) ist ein komplexes Geflecht aus Nervenzellen, das den Magen-Darm-Trakt durchzieht und die Darmbewegung sowie sekretorische Prozesse steuert. Die Hirnnerven leiten Eindrücke von den Sinnesorganen an das Gehirn weiter und übertragen Befehle an die Muskeln. Spinalnerven treten paarig auf verschiedenen Höhen des Rückenmarks aus und bilden Nervengeflechte.
Die Bedeutung des Bindegewebes für Nervenzellen
Das Bindegewebe nimmt eine zentrale Rolle in der modernen Medizin- und Kosmetikforschung ein. Es stellt den Kontakt der mehr als 60 Billionen Zellen unseres Körpers untereinander her. Durch die Versorgung der Nervenzellen verbindet das Bindegewebe das Gehirn und damit auch psychische Vorgänge mit der Körperebene. Die Stoffwechselvorgänge jeder Zelle laufen über das Bindegewebe. So nimmt die sogenannte Matrix, also die die Zelle umhüllende Bindegewebsstruktur, alle Stoffe auf, die die Zelle verlassen, ebenso alle Stoffe, die in die Zelle transportiert werden sollen. Erst durch jüngere Forschungsansätze konnte die Rolle des Bindegewebes als ein zentrales Transport- und Kontrollmedium unseres Körpers dargestellt werden. Das Bindegewebe produziert wichtige Hormone und Signalstoffe, die die Tätigkeit von Hautzellen steuern. Ein gesundes Bindegewebe ist die Grundlage für gesunde Organe und auch für eine gesunde jugendlich strahlende Haut. Physische und sogar psychische Störfaktoren machen sich über das Bindegewebe direkt bemerkbar, zum Beispiel in Form von frühzeitiger Hautalterung.
Nervenzellen und die Thorakolumbale Faszie
Die thorakolumbale Faszie (TLF) ist ein wichtiger Bestandteil des Bindegewebes im Bereich des unteren Rückens. Sie spielt eine Rolle bei der Leistungsentwicklung der Muskulatur und kann potenziell schmerzfördernd wirken. Neuere Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass fasziale Strukturen unter negativen emotionalen Einflüssen versteifen können. Die Gleitfähigkeit und Verformbarkeit der TLF sind unter pathologischen Umständen reduziert, was zur Reizung freier nozizeptiver Nervenenden führen kann. Etwa 40 % der TLF-Innervation besteht aus postganglionären sympathischen Fasern, die vasokonstriktorisch wirken und die biomechanischen Eigenschaften unter negativen emotionalen Einflüssen verändern könnten. Studien haben gezeigt, dass Menschen mit Major Depression eine reduzierte Elastizität und höhere Steifigkeit des myofaszialen Gewebes aufweisen.
Die TLF spielt nicht nur bei pathologischen Bedingungen eine wichtige Rolle, sondern stellt auch einen erheblichen Performancefaktor im Sport dar. Es gibt Hinweise auf Verbindungen zwischen Stress, dem autonomen Nervensystem (ANS) und der TLF. Stressreaktionen des ANS können hochdynamisch und nicht zeitlich synchron auftreten. Eine integrative Einzelfallstudie untersuchte die Zusammenhänge zwischen Stress, ANS und TLF bei einem Sportkletterer. Die Ergebnisse zeigten, dass sowohl das sympathische als auch das parasympathische Nervensystem mit der TLF und Stressoren kreuzkorreliert waren. Eine höhere sympathische Aktivität reduzierte unmittelbar die TLFD und mediierte den Effekt eines Stressereignisses. Sieben Tage nach einem Stressereignis mediierte die parasympathische Koaktivierung eine gesteigerte TLFD.
Eine sympathikotone Verschiebung im ANS kann die vaskuläre Permeabilität innerhalb des subkutanen Fettgewebes verändern, was die Gleiteigenschaften der TLF beeinträchtigen kann. Ein Verlust an Interzellularflüssigkeit kann die Viskosität von Hyaluronan reduzieren und hydrodynamisch mehr Reibung erzeugen. Überraschenderweise kam es fünf Tage nach der ersten Gewebereaktion auf eine sympathische Aktivierung zu einer Zunahme der TLFD, was vor allem durch die parasympathische Koaktivierung bedingt wurde. Die Mediationsanalyse zeigte, dass die vorgenannten ANS-Reaktionen durch erhebliche Stressoren ausgelöst wurden. Der darauffolgende massive Verlust der Fähigkeit der Faszien zu deformieren und gegenüber ihren umliegenden Geweben frei zu gleiten, wurde dabei zu 98 % von der emotionalen Belastung bedingt. Dieser Mechanismus war jedoch begleitet von einer Koaktivierung des parasympathischen Nervensystems, welche zu 90 % eine Verbesserung der biomechanischen Gleiteigenschaften der Gewebe sieben Tage nach dem Stressereignis mediierte. Eine solche Reaktion geht mit großer Wahrscheinlichkeit mit einer Reduktion proinflammatorischer Zytokine einher.
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Diese Erkenntnisse stärken frühere Studien, die die TLF bzw. das Fasziensystem als Performancefaktor im Sport identifizierten und zeigen deutlich den Einfluss von Stressereignissen. Diese beeinflussen nicht nur negativ die Leistung, sondern erhöhen das Verletzungsrisiko und die Anfälligkeit gegenüber Infektionen.
Periphere Neuropathie: Wenn Nervenleitungen gestört sind
Die periphere Neuropathie ist eine Erkrankung, bei der die Reizweiterleitung der peripheren Nerven gestört ist. Dadurch werden Sinnesreize vermindert, verstärkt oder gar nicht an das Gehirn weitergeleitet. Betroffene verspüren häufig Missempfindungen wie Kribbeln, Nadelstechen oder Brennen in den Füßen. Risikofaktoren für die Entstehung einer peripheren Neuropathie sind vielfältig.
Werden sie bei akuten Verletzungen geschädigt, kann das nicht nur Schmerzen bereiten, sondern auch zu Missempfindungen (z. B. Sogenannte neuropathische Schmerzen können etwa durch Druckschäden (Kompression) entstehen, wenn ein Nerv eingeklemmt ist. Dies ist z. B. häufig bei Schwellungen im Karpaltunnel am Handgelenk der Fall (Karpaltunnelsyndrom). Nervenverletzungen können nicht nur als Folge von äußeren Einwirkungen auftreten. Auch Stoffwechselerkrankungen wie z. B.
Gliazellen: Mehr als nur "Leim"
Gliazellen wurden lange Zeit als bloßes Stützgewebe für Nervenzellen betrachtet. Doch mittlerweile ist bekannt, dass sie aktiv am Informationsaustausch teilnehmen und diesen sogar koordinieren. Gliazellen sind grob in drei Arten zu unterscheiden: Astrozyten, Oligodendrozyten und Mikroglia. Oligodendrozyten sind für die Myelinisierung der Axone zuständig, während Mikroglia das Immun- und Verteidigungssystem des Gehirns darstellen. Astrozyten nehmen aktiv an der Kommunikation zwischen Neuronen teil und regulieren die Bildung und Stabilität von Synapsen. Bei Störungen der Glia können Krankheiten wie Multiple Sklerose, Alzheimer oder Epilepsie entstehen.
Neue Wege der Nervenzellforschung
Wissenschaftler haben neue Wege gefunden, Nervenzellen zu erzeugen. So ist es Forschern gelungen, aus Bindegewebszellen direkt Nervenzellen zu erzeugen, ohne den Umweg über Stammzellen zu nehmen. Diese induzierten neuronalen Zellen (iN-Zellen) können sich in bestehende neuronale Netzwerke einfügen und miteinander verknüpfen. Dieses Verfahren könnte die Chance auf weniger riskante Therapien eröffnen, da Stammzellen ein gewisses Risiko bergen, sich zu Tumorzellen zu entwickeln.
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Um an ihrem Ziel zu wirken, beispielsweise einem Tumor, müssen Immunzellen aus der Blutbahn oder den Lymphgefäßen heraustreten und durch das Bindegewebe wandern. Mithilfe einer neuen Messmethode haben Forschende der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) nun feststellen können, dass Immunzellen außerdem Zugkräfte auf umliegendes Gewebe ausüben, um sich durch besonders enge Poren zu ziehen.
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