Das Nervensystem ist ein komplexes Netzwerk, das alle Nervenzellen im menschlichen Körper umfasst. Es dient der Kommunikation mit der Umwelt und steuert gleichzeitig vielfältige Mechanismen im Inneren des Körpers. Es ist das leistungsfähigste unter allen Wirbeltieren.
Einführung in das Nervensystem
Das Nervensystem nimmt Sinnesreize auf, verarbeitet diese und löst Reaktionen wie Muskelbewegungen oder Schmerzempfindungen aus. Ein alltägliches Beispiel hierfür ist das reflexive Zurückziehen der Hand von einer heißen Herdplatte, während gleichzeitig ein Schmerzsignal ans Gehirn gesendet wird. Das Nervensystem ist hierarchisch strukturiert und lässt sich in verschiedene Abschnitte gliedern.
Die Nervenzelle: Baustein 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 Nervenzelle ist der kleinste Baustein des Nervensystems.
Aufbau einer Nervenzelle
Die kürzeren Fortsätze (Dendriten) wirken wie Antennen: Über sie empfängt der Zellkörper Signale, zum Beispiel von anderen Nervenzellen. Die Dendriten nehmen Signale aus dem Körper auf. Ein Fortsatz des Zellkörpers ist besonders lang und groß: das Axon. Es hat die Aufgabe, die von den Dendriten aufgenommenen Reize in der Nervenzelle weiterzuleiten. Das Axon leitet Signale zu einem anderen Axon, zu einer Drüsenzelle oder einer Muskelfaser weiter. Umgeben ist das Axon von Gliazellen. Wissenschaftler schätzen, dass die Gesamtlänge aller Nervenfasern eines Menschen etwa eine Milliarde Meter beträgt. Das wäre eine Leitung, die von der Erde bis zum Mond und wieder zurück reichen würde.
Informationsübertragung an den Synapsen
Die Nervenzellen sind durch ihren Bau für die Aufnahme, Verarbeitung und Weiterleitung von Informationen (Nervenimpulsen, Erregungen) spezialisiert. Jeder Neurit nimmt an den Synapsen Kontakt mit den Dendriten der darauf folgenden Zelle auf. Für die Weiterleitung eines Signals an der Synapse wird das elektrische Signal in ein chemisches Signal umgewandelt. Zwischen der Synapse und dem Dendriten der folgenden Zelle bleibt ein winziger Spalt. Die Überbrückung des synaptischen Spalts übernehmen Überträgersubstanzen: Botenstoffe, die Neurotransmitter genannt werden. Es gibt mindestens 50 verschiedene Botenstoffe, die der Erregungsleitung zwischen den Neuronen dienen. Zu den bekannten Neurotransmittern gehören zum Beispiel Noradrenalin, Acetylcholin, Dopamin und Serotonin.
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Gliederung des Nervensystems
Das Nervensystem lässt sich in drei Abschnitte gliedern:
- Zentralnervensystem (ZNS): Gehirn + Rückenmark (hier findet die Verarbeitung der Information statt)
- Peripheres Nervensystem (PNS): Zuführen von Sinneseindrücken (Afferenz), sensorische Nerven, Übertragen von Impulsen zu den Erfolgsorganen (Efferenz), motorische Nerven
- Vegetatives Nervensystem (VNS): Unwillkürliche Bewegungssteuerung mit den Hauptnerven Sympathicus und Parasympathicus, Steuerung der inneren Organe z.B. Verdauungsorgane
Nach der Lage der Nervenbahnen im Körper unterscheidet man zwischen einem zentralen und einem peripheren Nervensystem. Sowohl das zentrale als auch das periphere Nervensystem enthalten willkürliche und unwillkürliche Anteile.
Zentralnervensystem (ZNS)
Das zentrale Nervensystem (ZNS) umfasst Nervenbahnen in Gehirn und Rückenmark. Es befindet sich sicher eingebettet im Schädel und dem Wirbelkanal in der Wirbelsäule. Als das Zentralnervensystem, kurz ZNS, des Menschen bezeichnet man Gehirn und Rückenmark, bzw. die darin lokalisierten Nervenstrukturen, die eine zentrale Reizverarbeitung aller einlaufender sensorischer Reize ermöglichen. Das ZNS bekommt seine Informationen vom peripheren Nervensystem, verarbeitet sie und schickt Befehle mit passenden Reaktionen an das periphere Nervensystem zurück. Rein topographisch ist das ZNS vom PNS abgegrenzt. Funktionell bilden ZNS und PNS aber eine Einheit! Im ZNS können zwei Gewebetypen deutlich unterschieden werden: weiße Substanz und graue Substanz. Die graue Substanz liegt im Gehirn außen, im Rückenmark innen. Die graue Substanz wird vorwiegend aus den Zellkörpern der Nervenzellen gebildet, während die weiße Substanz überwiegend aus den Nervenzellfortsätzen oder Axonen besteht.
Peripheres Nervensystem (PNS)
Das periphere Nervensystem umfasst die Nerven, die vom Gehirn und Rückenmark ausgehen und das Nervengeflecht für die Haut und die Muskeln von Hals, Nacken, Rumpf und Gliedmaßen bilden. Das periphere Nervensystem besteht aus neuronalen Komponenten, die sich aus dem ZNS fortsetzen. Rückenmark, die sich außerhalb des ZNS befinden. Die Erregungen werden von Sinneszellen oder freien Nervenendigungen in der Haut aufgenommen und über Empfindungsnerven (sensible Nerven) zu den Nervenzentren Gehirn und Rückenmark geleitet. Dort werden sie auf die Bewegungsnerven (motorische Nerven) übertragen, die die entsprechenden Organe zur Reaktion anregen. Das Periphere Nervensystem kann als Filiale des ZNS betrachtet werden. Gehirn und Rückenmark (ZNS) können nicht überall sein. Die zu- und ableitenden Nervenfasern schon!
Vegetatives Nervensystem (VNS)
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. Das vegetative Nervensystem umfasst die Nerven, die zu den inneren Organen und von ihnen weg führen. Sie steuern die Tätigkeit des Herzens, der Drüsen und der glatten Muskulatur in den inneren Organen.
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Funktionelle Unterteilung des Nervensystems
Funktionell wird das Nervensystem in das somatische (willkürliche) und das vegetative (autonome) Nervensystem unterteilt.
Somatisches Nervensystem
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. Es umfasst alle bewussten und willentlichen Prozesse in deinem Körper, also jene, die du absichtlich steuern und beeinflussen kannst. Die Nerven, die von den Sinneszellen Informationen zum Gehirn und Rückenmark leiten, nennt man sensorische Nerven. Nerven, die von dort Befehle an die Muskeln weiterleiten, werden motorische Nerven genannt.
Vegetatives Nervensystem: Sympathikus, Parasympathikus und enterisches Nervensystem
Das vegetative Nervensystem (autonomes Nervensystem) regelt die Abläufe im Körper, die man nicht mit dem Willen steuern kann. Das autonome Nervensystem (ANS) überwacht und steuert die Funktionen der inneren Organe. Das ANS besteht aus dem parasympathischen und sympathischen Nervensystem.
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. Die Nerven des Sympathikus werden aktiv, wenn der Körper leistungsfähig sein muss. Das trifft zum Beispiel in Gefahren- und Stresssituationen zu, aber auch beim Sport. Es werden Herzschlag und Atmung erhöht, die Durchblutung der Muskulatur nimmt zu. Gleichzeitig drosselt er die Funktion von Organen, die für die momentane Situation weniger gebraucht werden, zum Beispiel werden Verdauungsprozesse verlangsamt. Der Sympathicus erhöht auch die Ausschüttung der „Stresshormone“ Adrenalin und Noradrenalin im Nebennierenmark. Diese Hormone steigern durch Blutgefäßverengung den Blutdruck, das Adrenalin erhöht die Herzfrequenz und erweitert die Bronchiolen in den Lungen.
Der Parasympathikus kümmert sich um die Körperfunktionen in Ruhe: Er aktiviert die Verdauung, kurbelt verschiedene Stoffwechselvorgänge an und sorgt für Entspannung. Die Nerven des Parasympathikus aktivieren in Ruhesituationen die Organe, die der Speicherung von Reservestoffen und der Erholung dienen. Die Durchblutung des Darms wird erhöht und damit wird die Verdauung gefördert. Der Herzschlag wird hingegen ebenso wie die Durchblutung der Muskulatur verringert. Der Parasympathicus stellt in vielen Fällen die Gegensteuerung zum Sympathicus dar. Er wirkt eher beruhigend und fördert die Erholung und den Aufbau von Reserven im menschlichen Körper.
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Enterisches Nervensystem
Das Eingeweide-Nervensystem (enterisches Nervensystem) beinhaltet hauptsächlich die Nervenzellen, die in die Darmwand eingebettet sind. Ihre Zahl übertrifft sogar die Zahl der Nervenzellen im Rückenmark und im Gehirn. Das ENS reguliert zum Beispiel die Bewegungsfähigkeit des Darmes (Darmmotilität), den Blutfluss im Magen-Darm-Trakt, den Transport von Ionen und die Funktion des Darmes innerhalb des Immunsystems. Die Bedeutung des enterischen Nervensystems wurde in der Medizin lange Zeit unterschätzt.
Das Gehirn: Die Schaltzentrale des Nervensystems
Die oberste Schaltzentrale im Wirbeltier (Beispiel Mensch) bringt im erwachsenen „Durchschnittsmenschen" ca. 1330 g auf die Waage. Dieser kleine Anteil des Körpers benötigt täglich ca. 75 Liter Sauerstoff und 1,2 Kilogramm Glukose. Das Gehirn ist sehr komplex aufgebaut, aber in klare Strukturen gegliedert:
- Großhirn
- Zwischenhirn
- Mittelhirn
- Kleinhirn
- Epiphyse
- Nachhirn
Großhirn
Ort der willentlichen Entscheidungen, Sitz des Gedächtnisses, Sitz der Sprache, Motivation, Emotion. Stark vergrößerte Oberfläche durch Windungen und Fuchen, zwei Hemisphären, verbunden über den „Balken". 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.
Zwischenhirn
Liegt vom Großhirn umschlossen „innen" im Gehirn und beherbergt Hypophyse, Hypothalamus und Thalamus. Zentrum für unbewusste Prozesse und Sinneswahrnehmung. Der Thalamus steuert unbewusstes Verhalten wie Mimik, Gestik und Sprache. Der Hypothalamus: Regulation des körperlichen Grundzustands; Biorhythmus.
Mittelhirn
Aufnahme und Verarbeitung sensorischer Informationen, teilweise Verarbeitung visueller Eindrücke auf „Reflexebene".
Kleinhirn
Bewegungskoordination, Aufnahme von Informationen aus Auge und Ohr.
Nachhirn
Oder verlängertes Rückenmark.
Das Rückenmark: Verbindung zwischen Gehirn und Körper
Das Rückenmark verläuft vom Gehirn im Wirbelkanal durch die Wirbellöcher der 31 Wirbelkörper. Die weiße Substanz umgibt die graue Substanz, die die Form eines Schmetterlings hat. Die weiße Substanz erscheint im ungefärbten Zustand hell, was durch die darin durchgehend verlaufenden Nervenfasern verursacht wird. Sie wird in Hinterstrang, Seitenstrang und Vorderstrang unterteilt. In der grauen Substanz befinden sich die Schaltzellen für die sensorischen und motorischen Nerven. Die graue Substanz wird unterteilt in Hinterhorn und Vorderhorn, beim Brustmark und beim Lendenmark liegt noch das Seitenhorn dazwischen. Im Zentralkanal befindet sich Liquor, die Rückenmarksflüssigkeit, die bis in das Gehirn verläuft. Zwischen den Wirbeln verlässt jeweils links und rechts ein Spiralnerv das Rückenmark. Jeder Spiralnerv wird unterteilt in die Vorderwurzel mit den motorischen Nervenzellen und in die Hinterwurzel mit den sensorischen Nervenzellen.
Neurologische Erkrankungen
Neurologische Erkrankungen sind Erkrankungen des Nervensystems. Sie sind entweder durch einen Gendefekt angeboren oder entstehen im Laufe des Lebens. Hierfür können zum Beispiel eine Infektion, ein Trauma oder eine Rückbildung (Degeneration) verantwortlich sein.
Läsionen der Motoneurone
- Läsion des ersten Motoneurons: Mehrzahl an Defiziten, die nach einer Schädigung eines ersten Motoneurons (z. B. Schlaganfall) auftreten können. Neurologische Untersuchung, Spastik und Klonus.
- Läsion des zweiten Motoneurons: Mehrzahl an Defiziten, die nach einer Schädigung eines zweiten Motoneurons (z. B. Trauma oder Impingement) auftreten können. Anzeichen und Symptome können Lähmung oder Parese, Muskelatrophie, Areflexie und Fibrillationen umfassen.
Amyotrophe Lateralsklerose (ALS)
Amyotrophe Lateralsklerose (ALS): auch als Lou-Gehrig-Krankheit bekannt. Amyotrophe Lateralsklerose (ALS) ist eine sporadisch auftretende oder vererbte neurodegenerative Erkrankung der ersten und zweiten Motoneurone. Gastrointestinale Motilität führen. Die Diagnose wird klinisch gestellt.
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