Das Nervensystem ist ein komplexes Netzwerk, das eine zentrale Rolle bei der Steuerung und Koordination der Körperfunktionen spielt. Es ermöglicht uns, die Umwelt wahrzunehmen, zu reagieren und lebenswichtige Prozesse wie Atmung, Herzschlag und Verdauung zu regulieren. Dieser Artikel bietet einen umfassenden Überblick über den Aufbau, die Funktion und die Bedeutung des Nervensystems.
Einführung in das Nervensystem
Das Nervensystem ist die zentrale Informations- und Kommunikationsplattform unseres Körpers. Es durchzieht unseren gesamten Organismus und dient der Erfassung, Weiterleitung und Verarbeitung von Informationen. Das Nervensystem steuert körperliche Prozesse und überwacht den Status des Organismus. Außerdem nehmen wir mit dem Nervensystem die Umwelt wahr. In Augen, Ohren, Nase, Zunge und Hautsensoren verarbeiten Nervenzellen Sinnesreize. Das Nervensystem gibt die Information an das Gehirn weiter, das Empfindungen wie Wohlgefühl oder Schmerz generiert. Bei Bedarf werden notwendige Reaktionen ausgelöst: etwa schnelle Bewegungen, um die Hand zurückzuziehen, die an etwas Heißes fasst; oder ein überlegtes Ausweichen, wenn das Auge ein Hindernis gemeldet hat.
Aufbau des Nervensystems
Das Nervensystem besteht aus Abermilliarden Nervenzellen, den Neuronen. Allein im Gehirn gibt es davon rund 100 Milliarden. Jedes Neuron hat unterschiedliche faserartige Fortsätze: zum einen die Dendriten, mehrere kurze Fortsätze, mit denen die Nervenzelle Signale empfängt, und zum anderen das Axon, das Signale weiterleitet und auch mal über einen Meter lang sein kann. Die Kontaktpunkte zwischen Dendriten und Axonen sind die Synapsen.
Um die vielfältigen Aufgaben des Nervensystems zu erfüllen, ist es in verschiedene Bereiche unterteilt. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, das Nervensystem zu unterteilen:
- Zentrales Nervensystem (ZNS) vs. Peripheres Nervensystem (PNS): Diese Einteilung basiert auf der Lage der Nervenstrukturen im Körper.
- Somatisches Nervensystem vs. Vegetatives Nervensystem: Diese Einteilung basiert auf der Funktion der Nerven.
Zentrales Nervensystem (ZNS)
Das zentrale Nervensystem (ZNS) besteht aus den Nerven in Gehirn und Rückenmark. Es liegt geschützt im Schädel und im Wirbelkanal der Wirbelsäule. Das Gehirn ist das Hauptorgan des Nervensystems und das Kontrollzentrum unseres Körpers. Es besteht aus Milliarden von Nervenzellen, die als Neuronen bezeichnet werden. Das Rückenmark ist ein langer, dünner Strang von Nervengewebe, der vom Gehirn bis zum unteren Rücken verläuft. Es enthält Nervenbahnen, die Signale zwischen dem Gehirn und dem Rest des Körpers übertragen.
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Das ZNS bekommt seine Informationen vom peripheren Nervensystem, verarbeitet sie und schickt Befehle mit passenden Reaktionen an das periphere Nervensystem zurück.
Peripheres Nervensystem (PNS)
Das periphere Nervensystem (PNS) umfasst alle anderen Nervenbahnen im Körper. Es verbindet das ZNS mit den Organen, Muskeln und Sinnesrezeptoren. Das periphere Nervensystem hat die Aufgabe, Signale von den Sinneszellen aufzunehmen und an das zentrale Nervensystem weiterzuleiten.
Zu den Hirnnerven gehören beispielsweise unser Riechnerv (I. Hirnnerv; Nervus olfactorius), der Sehnerv (II. Hirnnerv; Nervus opticus) und unser Gesichtsnerv (VII. Hirnnerv; Nervus facialis). Rund die Hälfte der Hirnnerven sind sogenannte gemischte Nerven, d. h. sie enthalten sowohl motorische als auch sensorische Fasern. Die Spinalnerven sind ebenfalls gemischte Nerven. Sie bilden sich aus den Nervenwurzeln im Rückenmark und verzweigen sich nach ihrem Austritt aus dem Wirbelkanal in 3-4 Äste, um verschiedene Körperbereiche versorgen zu können. Der vordere Ast z. B.
Somatisches Nervensystem
Das somatische Nervensystem nennst du auch animalisches Nervensystem oder willkürliches Nervensystem. Es umfasst alle bewussten und willentlichen Prozesse in deinem Körper, also jene, die du absichtlich steuern und beeinflussen kannst. Das somatische (willkürliche) Nervensystem steuert die Motorik der Skelettmuskulatur und damit alle bewussten, willentlichen Körperreaktionen und Reflexe, die als Reaktion auf unsere Umwelt erfolgen. Wenn wir also im Sommer nach draußen gehen und realisieren, dass es uns zu hell ist, leiten die Sinneszellen der Augen die Information über sensorische Nervenfasern an das Gehirn weiter. Dort wird die Information dann zur Entscheidung umgewandelt, eine Sonnenbrille zu tragen - und der Befehl „Sonnenbrille aufsetzen“ wird über motorische Nervenfasern an die Hand weitergeleitet.
Vegetatives Nervensystem
Das vegetative Nervensystem kannst du auch als viszerales Nervensystem oder autonomes Nervensystem bezeichnen. Es steuert alle unwillkürlichen Prozesse deines Körpers, also jene, die außerhalb deines Bewusstseins sind und automatisch ablaufen. Damit steuert es lebenswichtige Körperfunktionen wie Verdauung, Stoffwechsel, Herzschlag und Atmung. 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.
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Das vegetative Nervensystem lässt sich weiter einteilen in das sympathische Nervensystem (Sympathikus) und das parasympathische Nervensystem (Parasympathikus). Zum vegetativen Nervensystem zählt außerdem noch das enterische Nervensystem, das Nervensystem des Darms. Es besteht aus einem Nervengeflecht in der Darmwand und reguliert den Darm weitgehend unabhängig.
Sympathikus und Parasympathikus
Sympathikus und Parasympathikus werden oft als Gegenspieler bezeichnet. Einfach ausgedrückt: Das sympathische Nervensystem reguliert die Organfunktionen in Stresssituationen oder bei Aktivität und das parasympathische Nervensystem in Entspannungsphasen. 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. Der Parasympathikus kümmert sich um die Körperfunktionen in Ruhe: Er aktiviert die Verdauung, kurbelt verschiedene Stoffwechselvorgänge an und sorgt für Entspannung.
Der Sympathikus stimuliert, der Parasympathikus beruhigt: Der Sympathikus erhöht bei Gefahr Herzschlag und Atemtätigkeit und verbessert die Durchblutung - das steigert die körperliche Leistungsfähigkeit, die zur Flucht oder Verteidigung notwendig ist. Gleichzeitig hemmt der Sympathikus Vorgänge wie die Verdauung, die bei Gefahr nicht hilfreich sind. Wenn wir entspannt sind, verlangsamt der Parasympathikus den Herzschlag und beruhigt die Atmung.
Beim Zusammenspiel von Sympathikus und Parasympathikus geht es darum, dass immer diejenigen Körperfunktionen Vorrang erhalten, deren Aktivität in einer jeweiligen Situation am sinnvollsten ist. Die beiden Systeme wirken also nicht unbedingt entgegengesetzt, sondern können sich in manchen Funktionen ergänzen. Sie arbeiten zusammen, um den Körper im Gleichgewicht zu halten. Der Sympathikus übernimmt so lange die Führung, wie es nötig ist, um eine Stresssituation zu meistern. Dann schaltet sich das parasympathische Nervensystem ein und führt den Organismus in den „Normalbetrieb“ zurück.
Sympathische Nervenzellen befinden sich im Rückenmark im mittleren Bereich der Wirbelsäule und die parasympathischen im oberen und unteren Bereich. Von hier gehen Signale an die sogenannten Ganglien aus. Ganglien sind Anhäufungen von Nervenzellkörpern im peripheren Nervensystem. Die Ganglien sind außerdem über Axone mit den inneren Organen verbunden. Die meisten sympathischen Ganglien befinden sich in der Nähe des Rückenmarks. Viele von ihnen verbinden sich zu einem Ganglienstrang, der parallel zum Rückenmark verläuft. Die parasympathischen Nervenzellen werden hingegen erst kurz vor den Zielorganen über Ganglien zusammengeschaltet.
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Über die Ganglien sind die Nervenzellen des Sympathikus und Parasympathikus jeweils untereinander sowie mit den einzelnen Organen vernetzt. Um Signale übertragen zu können und die Organe zu verstärkter oder verminderter Aktivität anzuregen, sind chemische Botenstoffe notwendig: sogenannte Neurotransmitter. Die wichtigsten Transmitter bei der Kommunikation von Sympathikus, Parasympathikus und Organen sind Acetylcholin und Noradrenalin. Letzteres wirkt stimulierend und Acetylcholin überwiegend hemmend. Acetylcholin spielt bei der parasympathischen Signalübertragung die Hauptrolle. Es kommt zwar auch bei der Kommunikation in den sympathischen Ganglien zum Einsatz, für die Signalübertragung an die Organe setzen aber die meisten sympathischen Fasern Noradrenalin frei.
Enterisches Nervensystem
Das enterische Nervensystem ist der dritte Bereich des vegetativen Nervensystems, der als Geflecht von Nervenzellen den Verdauungstrakt durchzieht. Interessanterweise steuert das enterische Nervensystem nicht nur Verdauungsprozesse, sondern hat auch einen Einfluss auf unsere Gefühlswelt und unser Wohlbefinden. Umgekehrt scheinen aber auch Veränderungen im Magen-Darm-Trakt Auswirkungen auf Emotionen zu haben. Forschungsarbeiten der letzten Jahre deuten darauf hin, dass die Zusammensetzung der Darmflora hier eine Rolle spielt.
Wie funktioniert das Nervensystem?
Das Nervensystem arbeitet auf der Grundlage von elektrischen und chemischen Signalen. Nervenzellen, auch Neuronen genannt, sind die Bausteine des Nervensystems. Sie sind spezialisiert auf die Übertragung von Informationen. Die kleinen, meist stark verästelten Dendriten empfangen Signale, während das längere Axon, die elektrische Erregung zum Ende der Nervenzelle weiterleitet. Dort angekommen wird der Reiz durch die sogenannten Synapsen (Schaltstelle der Nervenzelle) zur nächsten Zelle transportiert.
Wenn Nervenzellen einen Reiz von einer Zelle zur nächsten weitergeleitet werden soll, arbeiten die meisten Synapsen mit chemischen Botenstoffen, andere mit elektrischen Signalen. Für die Weiterleitung eines Signals an der Synapse wird das elektrische Signal in ein chemisches Signal umgewandelt.
Die vom Nervensystem gesammelten Informationen werden dann in elektrische Impulse umgewandelt und über Nervenfasern mit einer Geschwindigkeit von rund 400 km/h an das Gehirn weitergeleitet. Dort werden sie schließlich verarbeitet und gespeichert. Auf diese Weise werden nicht nur Bewegungsabläufe und die Funktion unserer Organe gesteuert.
Bedeutung des Nervensystems
Das Nervensystem ist für zahlreiche lebenswichtige Funktionen verantwortlich:
- Steuerung von Bewegungen: Das Nervensystem steuert die willkürlichen Bewegungen der Skelettmuskulatur sowie die unwillkürlichen Bewegungen der inneren Organe.
- Sinneswahrnehmung: Das Nervensystem ermöglicht uns, die Umwelt wahrzunehmen, indem es Informationen von den Sinnesorganen verarbeitet.
- Regulation von Körperfunktionen: Das Nervensystem reguliert lebenswichtige Körperfunktionen wie Atmung, Herzschlag, Verdauung, Stoffwechsel und Körpertemperatur.
- Kognitive Funktionen: Das Nervensystem ist die Grundlage für kognitive Funktionen wie Denken, Lernen, Gedächtnis, Sprache und Bewusstsein.
- Emotionen: Das Nervensystem spielt eine wichtige Rolle bei der Entstehung und Verarbeitung von Emotionen.
Störungen des Nervensystems
Eine Störung des vegetativen Nervensystems gefährdet den ordnungsgemäßen Ablauf lebenswichtiger körperlicher Prozesse. Bei Schädigung der Nerven oder des Gehirns kann es daher zu Störungen des vegetativen Nervensystems kommen.
In vielen Fällen lässt sich bei einer Störung des vegetativen Nervensystems keine konkrete Ursache ausmachen. Mögliche auslösende Krankheiten sind:
- Diabetes mellitus: Ein unbehandelter oder schlecht eingestellter Diabetes mellitus kann das Nervensystem schädigen.
- Verletzungen: Vor allem in der Nähe des Rückenmarks, bei denen Verbindungen im Nervensystem beschädigt werden können
- Horner-Syndrom: Eine Störung des Sympathikusanteils, der unter anderem die Augen nervlich anbindet
- Tumor des Nebennierenmarks (Phäochromozytom): wodurch zu viele Neurotransmitter freigesetzt werden, die zu einer kaum zu senkenden Erhöhung des Blutdrucks führen
- virale oder bakterielle Infektionen
- Multisystematrophie: eine Erkrankung, die viele Systeme betrifft, darunter auch das autonome Nervensystem
- genetisch bedingte oder erworbene Erkrankungen wie Amyloidose
Eindeutige Krankheitszeichen bei Problemen mit dem vegetativen Nervensystem gibt es nicht. Liegt eine andere Erkrankung zugrunde, wird diese behandelt. Wenn keine Grunderkrankung ausgemacht werden kann oder diese nicht heilbar ist, konzentriert sich die Behandlung auf die Symptomlinderung, zum Beispiel die Blutdruckstabilisierung bei orthostatischer Hypotonie.
Das Nervensystem kann durch verschiedene Erkrankungen beeinträchtigt werden, wie z.B. Multiple Sklerose, Parkinson-Krankheit und Schlaganfall.
Wie man das Nervensystem gesund hält
Eine gesunde Lebensweise, regelmäßige Bewegung und eine ausgewogene Ernährung können dazu beitragen, das Nervensystem gesund zu halten. Es ist auch wichtig, mögliche Verletzungen des Nervensystems zu vermeiden, indem man z.B.
Eine ausgewogene Ernährung unterstützt das Gleichgewicht der Aktivität von Sympathikus und Parasympathikus, übermäßiger Konsum von Alkohol kann Sympathikus und Parasympathikus beeinträchtigen. Die Erholung nach der Arbeit ist wichtig, um unser vegetatives Nervensystem gesund zu erhalten.
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