Nerv: Definition und Funktion des Nervensystems

Das Nervensystem ist ein komplexes Netzwerk, das alle Nervenzellen des menschlichen Körpers umfasst. Es dient der Kommunikation mit der Umwelt und steuert gleichzeitig vielfältige Mechanismen im Inneren des Körpers. Es nimmt Sinnesreize auf, verarbeitet diese und löst Reaktionen wie Muskelbewegungen oder Schmerzempfindungen aus. Wer zum Beispiel auf eine heiße Herdplatte fasst, zieht die Hand reflexartig zurück - und die Nervenbahnen senden gleichzeitig ein Schmerzsignal ans Gehirn. Vereinfacht gesagt sind Nerven so etwas wie „Telefonleitungen“ unseres Körpers, über die Informationen vom Gehirn zu unseren Organen vermittelt werden und umgekehrt. Mithilfe unserer Nerven können wir Muskelbewegungen ausüben und sind in der Lage Sinnesreize wie z. B. zu verarbeiten. Aber auch unbewusste Reflexe, wie das Zurückziehen der Hand von einer heißen Herdplatte, und sämtliche Stoffwechselprozesse werden von den Nerven reguliert.

Aufbau und Funktion des Nervensystems

Das Nervensystem enthält viele Milliarden Nervenzellen, sogenannte Neuronen. Allein im Gehirn sind es rund 100 Milliarden. Jede einzelne Nervenzelle besteht aus einem Körper und verschiedenen Fortsätzen. Die kürzeren Fortsätze (Dendriten) wirken wie Antennen: Über sie empfängt der Zellkörper Signale, zum Beispiel von anderen Nervenzellen. Die Nervenzelle ist eine besondere Zelle mit großer Formenvielfalt. Die einzelnen Nervenzellen (Neuronen) bestehen jeweils aus Zellkörper unterschiedlichen Fortsätzen. Diese Fortsätze, auch Nervenfaser genannt, empfangen beziehungsweise senden Erregungsimpulse. Kleine, fein verästelte Empfängerfortsätze (Dendriten) nehmen die Signale anderer Nervenzellen auf und leiten sie in den Zellkörper. Ein längerer, mäßig verzweigter Senderfortsatz (Axon oder Neurit) sendet die Botschaften aus der Nervenzelle weiter. Viele Nervenfasern, umgeben von einer Bindegeweshülle, werden als Nerv bezeichnet.

Zentrale und periphere Nervensystem

Nach der Lage der Nervenbahnen im Körper unterscheidet man zwischen einem zentralen und einem peripheren Nervensystem. Das zentrale Nervensystem (ZNS) umfasst Nervenbahnen in Gehirn und Rückenmark. Es befindet sich sicher eingebettet im Schädel und dem Wirbelkanal in der Wirbelsäule. Die Teile, die nicht zum zentralen Nervensystem gehören, bilden das periphere Nervensystem, das sich aus verschiedenen Nerven zusammensetzt. Zentrales und peripheres Nervensystem bilden zusammen eine funktionelle Einheit. Zum Beispiel bei der Schmerzwahrnehmung, wenn man auf eine heiße Herdplatte fasst und dank blitzschneller Reflexe die Hand sofort wieder zurückzieht. Was in Sekundenbruchteilen passiert und uns vor Schmerzen und Verbrennungen schützt, ist ein fein aufeinander abgestimmtes Zusammenspiel einer Kette von Nervenzellen in PNS und ZNS. Das periphere Nervensystem nimmt über die Sinne - in diesem Fall durch Schmerzrezeptoren in der Haut - Informationen von außen auf und leitet sie zum ZNS weiter. Beim sogenannten Rückziehreflex müssen diese Informationen nicht erst im Gehirn verarbeitet werden, sondern werden direkt blitzschnell im Rückenmark verschaltet. Dort wird ein Befehl an die Muskeln des Arms generiert. In unserem Nervensystem sind also ständig Informationen unterwegs - und das in beide Richtungen: von der Peripherie ins ZNS und vom ZNS wieder zurück zu Muskeln, Organen und Hormondrüsen. Die Nervenbahnen des peripheren Nervensystems, die Informationen zum ZNS hin leiten, werden als sensorisch oder afferent (von lateinisch affere = hintragen, zuführen) bezeichnet.

Somatisches und vegetatives Nervensystem

Sowohl das zentrale als auch das periphere Nervensystem enthalten willkürliche und unwillkürliche Anteile. Das willkürliche Nervensystem (somatisches Nervensystem) steuert alle Vorgänge, die einem bewusst sind und die man willentlich beeinflussen kann. Dies sind zum Beispiel gezielte Bewegungen von Gesichtsmuskeln, Armen, Beinen und Rumpf. Das vegetative Nervensystem (autonomes Nervensystem) regelt die Abläufe im Körper, die man nicht mit dem Willen steuern kann. Es ist ständig aktiv und reguliert beispielsweise Atmung, Herzschlag und Stoffwechsel. Hierzu empfängt es Signale aus dem Gehirn und sendet sie an den Körper. In der Gegenrichtung überträgt das vegetative Nervensystem Meldungen des Körpers zum Gehirn, zum Beispiel wie voll die Blase ist oder wie schnell das Herz schlägt. Das vegetative Nervensystem kann sehr rasch die Funktion des Körpers an andere Bedingungen anpassen. Ist einem Menschen beispielsweise warm, erhöht das System die Durchblutung der Haut und die Schweißbildung, um den Körper abzukühlen.Über die Arbeit der Nerven im vegetativen Nervensystem haben wir keinerlei willentliche Kontrolle. Sie kontrollieren unbewusst lebenswichtige Funktionen wie Atmung, Verdauung und Stoffwechsel.

Sympathikus und Parasympathikus

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. Er sorgt dafür, dass das Herz schneller und kräftiger schlägt, erweitert die Atemwege, damit man besser atmen kann, und hemmt die Darmtätigkeit. Durch die Nerven des Sympathikus (sympathisches Nervensystem) werden vorwiegend Funktionen ausgelöst, die den Körper infolge eines Stressauslösers von außen in erhöhte Leistungsbereitschaft versetzen (sogenannter „Fight or flight“ Modus). Der Parasympathikus kümmert sich um die Körperfunktionen in Ruhe: Er aktiviert die Verdauung, kurbelt verschiedene Stoffwechselvorgänge an und sorgt für Entspannung. Der Parasympathikus (parasympathisches Nervensystem) wiederum dämpft diese Reaktionen und reguliert die Organfunktionen in Ruhe- und Erholungsphasen („rest and digest“). Dabei stimulieren parasympathische Fasern u. a.

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Enterisches Nervensystem

Eingeweide-Nervensystem (enterisches Nervensystem) Das enterische Nervensystem (ENS), ist ein komplexes Geflecht aus Nervenzellen, das den Magen-Darm-Trakt durchzieht. Es steuert nicht nur die Darmbewegung und sekretorische Prozesse während der Verdauung, sondern vermittelt auch Befindlichkeiten wie Völlegefühle oder Schmerzen. Da es sich u. a. über den X.

Hirnnerven

Ein angenehmer Duft, leuchtende Farben oder ein leckeres Essen - um diese schönen Erfahrungen wahrnehmen zu können, benötigen wir unsere Hirnnerven. Sie leiten die von den Sinnesorganen gewonnenen Eindrücke an das Gehirn weiter. Darüber hinaus sind die Hirnnerven aber auch in der Lage, Befehle aus dem Hirn an die Muskeln zu übertragen. I. II. III. IV. V. Nervus trigeminus (bestehend aus N. ophthalmicus, N. maxillaris und N. VI. VII. VIII. IX. X. XI. XII. Spinalnerven treten jeweils paarig auf verschiedenen Höhen des Rückenmarks aus und verlassen den Wirbelkanal der Wirbelsäule durch sogenannte Zwischenwirbellöcher (Foramina intervertebralia). Im Hals-, Lenden- und Kreuzbeinbereich vereinigen sich die vorderen Äste der verschiedenen Spinalnerven miteinander und bilden sogenannte Nervengeflechte (Plexus).

Nervenzellen und Signalübertragung

Häufig wird der Begriff „Nerv“ mit Nervenzelle (med.: Neuron) gleichgesetzt. Dies ist allerdings so nicht richtig. Die Nervenzelle ist vielmehr die kleinste Baueinheit unserer Nerven, die als hochspezialisierte Zelle motorische oder sensorische Informationen als elektrische Impulse weiterleitet. 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). Gemeinsam mit seiner Umhüllung aus Gliazellen bildet ein Axon eine Nervenfaser. Gliazellen haben ganz unterschiedliche Aufgaben. Als Myelinschicht isolieren sie beispielsweise das Axon und sorgen so dafür, dass das elektrische Signal schnell und ohne Störung an seinem Zielort ankommen kann. Ein Nerv besteht als nächstgrößte Funktionseinheit des Nervensystems aus vielen einzelnen Nervenfasern, die gebündelt und von Bindegewebe umgeben sind (s. Abbildung). Letzteres wird in drei unterschiedliche Zonen unterteilt: das Endoneurium, das Perineurium und das Epineurium. Das Endoneurium ist ein lockeres Bindegewebe, das einzelne Nervenfasern umhüllt und zahlreiche kleine Blutgefäße enthält, die der Ernährung der Nervenfasern dienen. Das Perineurium hingegen fasst als festes Bindegewebe die Nervenfasern zu Bündeln zusammen, den sogenannten Faszikeln, und übt neben einer stützenden auch eine teilende Funktion aus.

Nervenzellen kommunizieren mit Hilfe physikalisch-chemischer Signale. Eine Welle elektrischer Impulse breitet sich über die Nervenzelle aus. Am Ende des Fortsatzes nimmt die Nervenzelle mit anderen Zellen Kontakt auf. Diese Kontaktstelle heißt Synapse. Die Synapse schüttet zum Beispiel chemische Botenstoffe (Transmitter) in den Spalt zwischen den Zellen. Auf der anderen Seite bindet der Botenstoff an Rezeptoren.

Innervation

Die Innervation, so bezeichnet man die Versorgung von Geweben und Organen durch einen Nerv, erfolgt dabei nach zwei unterschiedlichen Prinzipien: der peripheren Innervation und der segmentalen Innervation. Bei der peripheren Innervation werden Körperbereiche oder Muskeln von einem peripheren Nerv versorgt, dessen Fasern aus unterschiedlichen Rückenmarkssegmenten stammen.

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Afferente und efferente Nervenfasern

Je nachdem, in welche Richtung die Übertragung der Nervensignale erfolgt und welchem Nervensystem die Nerven zugeordnet werden, differenziert die Neurobiologie zudem zwischen efferenten bzw. afferenten Fasern sowie somatischen bzw. vegetativen Fasern. Zudem tragen beide Nerventypen zum somatischen und vegetativen Nervensystem bei. Doch was bedeuten die Unterscheidungen efferent und afferent bzw. somatisch und vegetativ eigentlich genau? Efferente Nerven senden Signale vom zentralen Nervensystem an das periphere Nervensystem bzw. zu den Organen, Muskeln und Drüsen. Afferente Nerven hingegen leiten eine Information aus der Peripherie, also von Organen wie der Haut, Sinnesorgane und Eingeweide, an das zentrale Nervensystem weiter. Das heißt, afferente Fasern teilen dem Gehirn mit, was wir hören, fühlen oder sehen.

Nerven im Alltag

Unser Nervensystem besteht aus Abermilliarden Nervenzellen. Das komplexe Netz steuert bewusste und unbewusste Prozesse - wie die folgende, für die meisten von uns ganz alltägliche Szene an der Kaffeemaschine deutlich macht. Erfahren Sie hier, was Ihr Nervensystem leistet, wenn Sie sich eine Tasse Kaffee schmecken lassen.

Sensorisches, motorisches und vegetatives Nervensystem am Beispiel Kaffeetrinken

Der Kaffee ist fertig! Jetzt hat das sensorische Nervensystem viel zu tun. Wie sieht der Kaffee aus? Riecht er gut? Wie schwer ist die Tasse? Habe ich Durst? Ist der Kaffee zu heiß? Und schmeckt er? Antworten schicken Augen, Ohren, Nase, Zunge und Sensoren in der Haut über die Nervenbahnen ans Gehirn. Und das befiehlt: Ja, Kaffee! Aber er ist heiß und bitter. Milch & Zucker rein, vorsichtig trinken & genießen. Nicht bewusst steuern können wir, was in unserem Magen und Darm mit dem Kaffee geschieht - wie auch alle anderen Prozesse, die vom vegetativen Nervensystem kontrolliert werden: Dieses regelt neben der Verdauung auch die Herztätigkeit, die Atmung, den Kreislauf, die Schweißbildung, die Körpertemperatur und viele weitere Abläufe in unserem Körper autonom. Wenn wir eine Tasse greifen wollen, laufen unzählige Prozesse im motorischen Nervensystem ab. Aus den Infos der Sinneswahrnehmung berechnet das Gehirn, wohin wir greifen müssen. Über das Rückenmark und die an Muskeln andockenden Nervenzellen gibt es den Befehl zum Ausstrecken der Hand. Die Bewegung wird fortlaufend mit den Reizen abgeglichen, die das sensorische Nervensystem ans Hirn zurücksendet: damit wir nicht danebengreifen, nicht kleckern oder uns am heißen Kaffee verbrennen. Auch wenn wir dabei nicht nachdenken, ist das ein bewusster Prozess.

Fakten zum Nervensystem

• Gewicht: Das Nervensystem wiegt ca. 2 kg, davon entfallen rund 1,3 Kilo auf das Gehirn. Insgesamt sind das nur drei Prozent des durchschnittlichen Körpergewichts.
• Koffeinwirkung: Koffein ist eine psychoaktive Substanz. Es überwindet die Blut-Hirn-Schranke und wirkt direkt auf das zentrale Nervensystem, indem es die Adenosinrezeptoren der Nervenzellen blockiert. Adenosin ist ein Botenstoff, der dem Körper Müdigkeit signalisiert. Daher die belebende Wirkung.
• Länge der Nervenbahnen: Circa 5,8 Millionen Kilometer lang sind alle Nervenbahnen eines erwachsenen Gehirns. Das entspricht 145 Erdumrundungen.
• Lernen: Je öfter wir eine Handlung wie das Kaffeekochen wiederholen, umso stärker werden die Verbindungen zwischen den daran beteiligten Nervenzellen. Lernen ist also wie das Anlegen von Trampelpfaden im Gehirn: Je häufiger wir darauf gehen, umso leichter finden wir uns zurecht.
• Nervenbahnen: Nerven durchziehen wie Stromkabel den gesamten Körper und leiten Reize zum Hirn und Befehle aus der Zentrale wieder zurück zu der Körperstelle. Eine Nervenbahn besteht aus gebündelten Nervenzellen und ist mit einer Schutz-Hülle umgeben.
• Nervenzellen: Abermilliarden Nervenzellen (Neuronen) hat jeder Mensch. Mit ihren „Zweigen“ (Dendriten) empfangen sie Signale aus den Nachbarzellen und schicken sie über den Stamm (Axon) zu den Synapsen, den Kontaktstellen zur nächsten Zelle. Nervenzellen sind im Durchmesser nur bis 0,1 Millimeter groß, das Axon kann aber bis zu einem Meter lang sein.
• Synapsen: Bis zu 100.000 Synapsen kann eine Nervenzelle haben. Wenn Nervenzellen einen Kaffeeklatsch machen wollen - also ein Reiz von einer Zelle zur nächsten weitergeleitet werden soll, arbeiten die meisten Synapsen mit chemischen Botenstoffen, andere mit elektrischen Signalen.

Periphere Neuropathie

Die periphere Neuropathie ist eine Erkrankung, bei der die Reizweiterleitung der peripheren Nerven gestört ist. Dadurch werden Sinnesreize z. B. von Händen oder Füßen vermindert, verstärkt oder gar nicht an das Gehirn weitergeleitet. Betroffene der peripheren Neuropathie verspüren häufig ein Missempfinden wie Kribbeln („Ameisenlaufen“), Nadelstechen oder Brennen in den Füßen. Risikofaktoren, die zu einer Entstehung der peripheren Neuropathie beitragen können, gibt es viele.

Schädigung und Schutz der Nerven

Werden Nerven 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.

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Alter, Umweltgifte und Drogen (auch das Zellgift Alkohol) sind die größten Feinde der Nervenzellen. Wissenschaftler sind heute der Auffassung, dass an dem Sprichwort "Was Hänschen nicht lernt, lernt Hans nimmermehr" weniger dran ist, als immer vermutet wurde. Studien mit Senioren haben gezeigt, dass das menschliche Gehirn auch im Alter noch wachsen kann, wenn wir etwas Neues lernen. Jonglieren, Klavier spielen oder eine Fremdsprache lernen - was es ist, ist egal. Die Hauptsache: Es ist neu und macht Spaß.

Ursprung des Wortes "Nerv"

Nerv m. aus parallel verlaufenden Fasern bestehender, von Bindegewebe umhüllter Strang des Nervensystems, entlehnt (Anfang 16. Jh.) aus lat. nervus ‘Sehne, Flechse, Muskel, Nerv, aus Tiersehnen, Därmen Verfertigtes (Saite, Bogensehne, Fußfessel), Kraft, Spannkraft’, verwandt mit griech. né͞uron (νεῦρον) ‘Sehne, Faser, Bogensehne, Schnur, Saite, Nerv’ (s. Neuro-). Nach Auffassung der antiken Medizin sind Sehnen und Nerven identisch oder wesensverwandt und werden demzufolge mit derselben Bezeichnung benannt. Im 16. Jh. vollzieht die medizinische Fachsprache eine begriffliche Begrenzung des Wortes auf ‘Nerv’, die sich aber in der Allgemeinsprache erst im 19. Jh. durchsetzt. Im Dt. halten sich bis ins 18. Jh. die Bedeutungen ‘Band, Sehne, Muskel’ (wofür in älterer Sprache Ader), bis ins 19. Jh. ‘Bogensehne, Saite’; daneben ist Nerv (seit Anfang 18. Jh.) ‘Leiter von Empfindungen und Bewegungen, Sinnesleiter’ (wohl unter Einfluß von engl. nerve) nach der Lehre des schottischen Arztes R. Wytt (2. Hälfte 18. Jh.) und der sich entwickelnden Psychiatrie, in deren Gefolge Nervenkrankheiten zur Modeerscheinung werden. Übertragen (17. Jh.) ‘innere Kraft, Wesen, Gehalt’; vgl. auch auf die Nerven fallen ‘nervös machen’ (2. Hälfte 17. Jh.). - nervig Adj. ‘sehnig, muskulös, kraftvoll’ (18. Jh.), nervicht (Anfang 18. Jh.). nervös Adj. ‘die Nerven betreffend, an schwachen Nerven leidend, reizbar, erregt’ (vgl. nervoese und hypochondrische Krankheiten, 1758), mit dieser Bedeutung unter Einfluß von engl. nervous älteren Gebrauch (1. Hälfte 18. Jh.) im Sinne von ‘nervig, stark, kräftig’, auch ‘kraftvoll, nachdrücklich’ (von Ausdruck und Rede), nach frz. nerveux (afrz. nervos) ‘nervig, kräftig’, zurückdrängend. Zuvor (Mitte 17. Jh.) gilt im Dt. nervos ‘kräftig, kernig’, (von der Rede) ‘nachdrücklich’, dann (Anfang 18. Jh.) ‘mit Nerven versehen, aus Nerven bestehend’, und (vereinzelt Ende 17. Jh.) nervosisch ‘mit Nerven versehen’, beide aus lat. nervōsus ‘sehnig, muskulös, kraftvoll, kernig’. Nervosität f. ‘Nervenschwäche, Empfindlichkeit, Reizbarkeit, krankhafter Zustand der Nerven’ (1. Hälfte 19. Jh.), nach gleichbed. frz. nervosité, zuvor vereinzelt ‘Kraft, Stärke’ (Ende 18. Jh.), nach mfrz. frz. (älter) nervosité ‘Stärke, (Widerstands)kraft, Sehnigkeit’, dieses entlehnt aus lat. nervōsitās (Genitiv nervōsitātis) ‘Stärke einer Faser, Kraft’. entnerven Vb. ‘entkräften, der Nervenkraft berauben, nervlich erschöpfen’ tritt (Ende 17. Jh.) neben nur wenig älteres, in demselben Sinne gebrauchtes enervieren Vb. (2. Hälfte 17. Jh.), dies nach gleichbed. mfrz. énerver, afrz. soi esnerver ‘sich verweichlichen’ (entlehnt aus lat. ēnervāre ‘die Nerven herausnehmen, der Nerven entledigen, schwächen, entkräften’).

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