Aufbau und Funktion des peripheren Nervensystems

Das periphere Nervensystem (PNS) ist ein komplexes Netzwerk, das den Körper mit der Umgebung verbindet und es uns ermöglicht, zu sehen, zu hören, zu fühlen und zu handeln. Ohne dieses System wäre es unmöglich, die persönliche Umgebung wahrzunehmen oder Muskelbewegungen zu steuern. Das PNS ist daher von großer Bedeutung für unser tägliches Leben.

Einführung in das periphere Nervensystem

Das periphere Nervensystem (PNS) ist der Teil des Nervensystems, der außerhalb des Gehirns und des Rückenmarks liegt. Es besteht aus Nerven und Nervenfasern, die die Organe, Muskeln und Sinneszellen des Körpers mit dem Zentralnervensystem (ZNS) verbinden. Das PNS ermöglicht die Übertragung von sensorischen Informationen und motorischen Befehlen zwischen dem Gehirn und den verschiedenen Körperregionen. Es umfasst Hirn- und Spinalnerven sowie autonome Nerven und Ganglien.

Die verschiedenen Systeme des PNS

Der Begriff "peripheres Nervensystem" fasst mehrere verschiedene Systeme zusammen:

• Somatisches Nervensystem: Steuert willkürliche Bewegungen und bewusste Empfindungen.
• Vegetatives Nervensystem: Reguliert unwillkürliche Körperfunktionen und besteht aus Sympathikus, Parasympathikus und enterischem Nervensystem.

Aufbau des peripheren Nervensystems

Die Arbeit innerhalb des peripheren Nervensystems wird von den peripheren Nerven verrichtet. Diese bestehen aus Bündeln von Nervenfasern, den sogenannten Axonen. Jedes Axon ist von einer bindegewebigen Hülle, der Myelinscheide, umgeben, die als Isolationsschicht dient. Der Zellkern (Soma) der Nervenfasern liegt meist im ZNS. Eine Einheit aus Soma sowie zuführenden bzw. abgehenden Nervenfasern wird als Neuron bezeichnet.

Arten von peripheren Nerven

Zwei verschiedene Arten von Nerven bilden das periphere Nervensystem:

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• Hirnnerven: Zwölf Nerven, die hauptsächlich Strukturen im Kopf-Hals-Bereich innervieren und sensible, motorische oder gemischte Fasern enthalten können.
• Spinalnerven: 31 Nervenpaare, die anhand des Abschnitts der Wirbelsäule nummeriert sind, aus dem sie entspringen.

Besonderheiten der Spinalnerven

Die Brust- und Lendenwirbelsäule weisen Besonderheiten im Aufbau der Spinalnerven auf. Die Spinalnerven verlassen die Wirbelsäule durch die Foramina intervertebralia (Zwischenwirbellöcher) und teilen sich nach dem Durchtritt in eine vordere (Radix anterior) und eine hintere Nervenwurzel (Radix posterior) auf. Die Vorderwurzel enthält motorische Fasern, während die Hinterwurzel sensible Nervenfasern enthält.

Neuronale Strukturen außerhalb des Zentralnervensystems

Der Aufbau des peripheren Nervensystems ist aus neuronalen Strukturen konzipiert, die außerhalb des Zentralnervensystems liegen. Diese Strukturen bestehen hauptsächlich aus Nerven und Ganglien.

Nerven sind Bündel von Millionen von neuronalem Gewebe (Neuronen), die von einer Hülle, der Myelinscheide, umgeben sind. Diese Nerven fungieren als Kommunikationsleitungen, die Elektrizität und chemische Signale innerhalb des Körpers übertragen. Das periphere Nervensystem hat drei Arten von Nerven: sensorische, motorische und Mischbündel.

Sensorische Nerven leiten Informationen von den sensorischen Rezeptoren zur zentralen Verarbeitungsstelle im Zentralnervensystem.

Motorische Nerven leiten die Reaktion auf diese sensorischen Daten von der zentralen Verarbeitungsstelle zu den relevanten Muskeln oder Drüsen.

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Mischbündel sind Nerven, die sowohl sensorische als auch motorische Fasern enthalten und so Informationen in beide Richtungen leiten können.

Ganglien sind Ansammlungen von Neuronenzellkörpern im peripheren Nervensystem, die als Relaisstationen für Informationen dienen und auch die Speicherung und Verarbeitung von Informationen unterstützen.

Neurotransmitter sind chemische Botenstoffe, die Signale zwischen Neuronen übertragen. Es gibt viele verschiedene Typen, darunter Dopamin, Serotonin und Acetylcholin, die alle unterschiedliche Effekte auf den Körper haben.

Ein Beispiel für die Rolle von Neurotransmittern ist die Übertragung von Schmerzsignalen. Wenn du dich verletzt, werden Schmerzsignale über sensorische Nerven an dein Gehirn weitergeleitet. Anschließend sendet dein Gehirn Signale über motorische Nerven zu den betroffenen Muskeln, um sie zu bewegen und weitere Verletzungen zu vermeiden.

Afferente Nervenfasern

In der Struktur des peripheren Nervensystems spielen afferente Nervenfasern - auch als sensorische Nervenfasern bekannt - eine entscheidende Rolle. Der Begriff "afferent" stammt von dem lateinischen Wort "affere", was "bringen zu" bedeutet. Die Hauptfunktion dieser Nervenfasern besteht darin, Informationen von den peripheren Sinnesrezeptoren zum zentralen Nervensystem zu bringen.

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Afferente Nervenfasern sind Nervenbahnen, die sensorische Informationen von den Sinnes- und Inneren Organen zu den Verarbeitungsstellen im Zentralnervensystem leiten.

Afferente Nervenfasern übertragen eine Vielzahl von sensorischen Informationen, einschließlich Informationen über Berührung, Temperatur, Schmerz, Körperposition und Bewegung. Sie übermitteln auch Informationen aus den inneren Organen, einschließlich Viscerosensorik, die uns über innerkörperliche Zustände wie Magenfülle oder Herzrate informiert.

Ein Beispiel könnten die Informationen sein, die unser Körper erhält, wenn wir barfuß über eine Kiesstrasse laufen. Verschiedene Arten von Sinnesrezeptoren in deinen Füßen registrieren die harte und unebene Oberfläche. Diese Information läuft über afferente Nervenbahnen in dein Rückenmark und weiter ins Gehirn. Dort wird diese Information verarbeitet und du nimmst bewusst wahr, dass du auf etwas Hartem und Unebenem läufst.

Funktion des peripheren Nervensystems

Das periphere Nervensystem erfüllt verschiedene Funktionen, die für die Aufrechterhaltung der Körperfunktionen und die Interaktion mit der Umwelt unerlässlich sind.

Somatisches Nervensystem

Das somatische Nervensystem steuert die willkürlichen Bewegungen und ermöglicht bewusste Empfindungen von externen Reizen. Die Reizübertragung erfolgt in Form von elektrischen Impulsen, den Aktionspotentialen. Die efferenten Nervenfasern des somatischen Nervensystems sind für die Motorik der Skelettmuskulatur verantwortlich, während die afferenten Fasern Reize aus der Umgebung zur bewussten Wahrnehmung weiterleiten.

Die Sensibilität umfasst Reize der Haut (mechanische Reize, Schmerz, Temperatur) und die Propriozeption (Eigenwahrnehmung des Körpers). Die Sensorik umfasst den überwiegenden Anteil der Sinnesorgane (Sehen, Hören, Riechen, Schmecken, Gleichgewicht).

Vegetatives Nervensystem

Das vegetative Nervensystem reguliert unwillkürliche Körperfunktionen wie Atmung, Herzschlag und Stoffwechsel. Es besteht aus:

• Sympathikus: Aktiv in stressigen Situationen, erhöht die körperliche und geistige Leistungsbereitschaft.
• Parasympathikus: Aktiv in Ruhephasen, fördert Erholung und regt Stoffwechsel und Verdauung an.
• Enterisches Nervensystem: Agiert weitestgehend autonom und steuert die Funktionen des Magen-Darm-Trakts.

Sympathikus und Parasympathikus wirken als Gegenspieler, um ein Gleichgewicht im Körper aufrechtzuerhalten.

Funktion und Aufgaben des peripheren Nervensystems

Das periphere Nervensystem spielt eine entscheidende Rolle bei der Aufrechterhaltung der zentralen Körperfunktionen und der Interaktion mit der Umwelt. Es ermöglicht es uns, auf Veränderungen in unserer Umgebung zu reagieren und lebenswichtige Körperfunktionen zu regulieren.

Die Aufgaben des peripheren Nervensystems sind vielfältig und in die Grundfunktionen des menschlichen Körpers eingebunden. Einige der Hauptaufgaben umfassen:

• Sammeln von sensorischen Informationen aus der Umwelt. Dies beinhaltet ein breites Spektrum an Informationen, von der Erkennung von Temperatur und Berührungen auf der Haut bis hin zum Sehen und Hören.
• Informationsaustausch zwischen verschiedenen Teilen des Körpers und dem Zentralnervensystems. Dies ermöglicht die schnelle Kommunikation von sensorischen Informationen und motorischen Befehlen zwischen dem Gehirn, dem Rückenmark und dem Rest des Körpers.
• Ausführen motorischer Befehle vom ZNS an die Muskulatur. Diese Befehle ermöglichen uns Bewegungen und Aktivitäten, von einfachen Muskelfunktionen wie Blinzeln bis hin zu komplexen Bewegungsabläufen wie Laufen oder Schreiben.
• Regulierung und Kontrolle der Funktionen der inneren Organe. Dazu zählen zum Beispiel die Verdauung, die Atmung oder die Regulierung des Herzschlags.

Während alle diese Aufgaben extrem wichtig sind, ist vielleicht die beeindruckendste die Fähigkeit des PNS, all diese Funktionen simultan und in Echtzeit zu koordinieren und dabei eine kontinuierliche Rückkopplung an das ZNS zu liefern.

Im weiteren Sinne besteht die Funktion des peripheren Nervensystems darin, als Vermittler zwischen dem Zentralnervensystem und dem Rest des Körpers zu dienen. Eine Hauptrolle spielt das periphere Nervensystem bei der Übertragung von Nervenimpulsen, den sogenannten Aktionspotentialen, zwischen dem ZNS und den restlichen Körperteilen.

Aktionspotentiale sind elektrische Signale, die längs Nervenfasern weitergeleitet werden. Sie sind das resultierende Phänomen von spannungsabhängigen Ionenkanälen, die nacheinander öffnen und schließen und dabei eine Welle der Depolarisation auslösen.

Im Detail sammelt das periphere Nervensystem sensorische Informationen durch seine sensorischen Nerven, die diese Informationen zu den höheren Verarbeitungszentren im ZNS weiterleiten. Gleichzeitig sendet das ZNS motorische Befehle durch die motorischen Nerven des PNS zu den Muskeln und Drüsen im gesamten Körper.

Wenn du zum Beispiel deine Hand auf eine heiße Herdplatte legst, senden die sensorischen Nerven in deiner Hand ein Signal an das ZNS, das die Information "heiße Herdplatte" enthält. Dein ZNS verarbeitet diese Informationen und sendet einen Befehl an die motorischen Nerven in deiner Hand, die Hand wegzuziehen.

Erkrankungen des peripheren Nervensystems

Erkrankungen des peripheren Nervensystems werden als Neuropathien bezeichnet. Schäden können an verschiedenen Stellen innerhalb eines Neurons auftreten und entweder angeboren oder erworben sein.

Beispiele für Erkrankungen

• Guillain-Barré-Syndrom: Autoimmunerkrankung, die das periphere Nervensystem betrifft.
• Amyotrophe Lateralsklerose (ALS): Seltene Krankheit, die hauptsächlich die Zellkerne der motorischen Nervenfasern im Zentralen Nervensystem betrifft, aber auch Auswirkungen auf das periphere Nervensystem hat.
• Diabetische Polyneuropathie: Nervenschädigung aufgrund von Diabetes.

Periphere Nervenchirurgie

Die periphere Nervenchirurgie befasst sich mit der Behandlung von Nerven nach deren Austritt aus dem Gehirn und Rückenmark. Diese Nerven leiten sensible Informationen (Tastempfinden, Wärme/Temperatur, Schmerz) zum zentralen Nervensystem und Bewegungsimpulse vom Gehirn und Rückenmark an die Muskulatur des Gesichts, Körperstamms und der Extremitäten weiter.

Engpasssyndrome

Die peripheren Nerven verlaufen in der Regel gemeinsam mit größeren Arterien und Venen zu den Armen und Beinen und können hierbei entlang einzelner Knochen, Knochenvorsprünge und Muskeln ziehen, umgelenkt werden, oder sogar durch Muskulatur hindurchtreten. Aufgrund des Nervenverlaufs kann es an typischen Stellen zu Einengungen peripherer Nerven kommen, wodurch charakteristische Symptome entstehen. Dies sind meist Missempfindungen (Taubheit, Kribbeln, Brennen), Schmerzen, im fortschreitenden Krankheitsverlauf auch Muskelschwächen.

Manche Nerven tragen durch ihren anatomischen Verlauf und ihre unmittelbare Nähe zu knöchernen Strukturen ein besonders hohes Risiko für mechanische Verletzungen wie z.B. der N. ulnaris im Bereich des Ellenbogengelenks. Klassische Engpasssyndrome umfassen:

• Karpaltunnelsyndrom (CTS, N. medianus im Bereich des Handgelenks)
• Kubitaltunnelsyndrom (KTS, N. ulnaris im Bereich des Ellenbogengelenks)
• Thoracic-outlet-Syndrom (unterer Anteil des Armnervengeflechts)
• Peronaeus-Kompressions-Syndrom (N. peronaeus am proximalen Unterschenkel)
• Suprascapularis-Kompressions-Syndrom (N. suprascapularis am oberen Rand des Schulterblattes)
• Interosseus-posterior-Syndrom oder Pronator-teres-Syndrom (N. medianus am proximalen Unterarm)
• Loge-de Guyon-Syndrom (N. ulnaris am Handgelenk)
• Cheiralgia parästhetica (sensibler Ast des N. radialis am Unterarm)
• Meralgia parästhetica (N. cutaneus femoris lateralis an der Leiste)
• Hinteres Tarsaltunnel-Syndrom (N. tibialis am Innenknöchel)
• Vorderes Tarsaltunnel-Syndrom (N.

Nerven brauchen Freiheit. Werden sie über längere Zeit eingeengt oder eingeklemmt, reagieren sie äußerst empfindlich. Engpass- oder Nervenkompressionssyndrome sind chronische Druckschäden peripherer Nerven, die an typischen Engstellen im Nervenverlauf auftreten und meist durch Bänder, Muskelsehnen oder Knochenvorsprünge verursacht werden. Am häufigsten treten diese am Arm oder der Hand auf, seltener am Bein oder Fuß. Durch die Druckschädigung kommt es zu einem meist langsam fortschreitenden Ausfall der Nervenfunktionen und Auftreten von Gefühlsstörungen, Schmerz und einer Muskelschwäche.

Beim Karpaltunnel-Syndrom kommt es zur Einengung des N. medianus am Übergang vom Unterarm durch den Handgelenkstunnel in die Hohlhand. Beim Kubitaltunnelsyndrom liegt eine chronische Druckschädigung des N. ulnaris (Ellennerv) im Bereich des Ellenbogengelenks vor. Beim Thoracic Outlet Syndrom (TOS) handelt es sich um ein Engpasssyndrom des Armnervengeflechts (Plexus brachialis), welcher auf seinem Weg zwischen Halsmuskulatur, 1. Rippe und Schlüsselbein eingeengt ist.

Bei milder Ausprägung kann manchmal durch Verhaltensänderung oder Anpassung bestimmter Lagerungsschienen eine Verbesserung erreicht werden. Bei stärkerer Ausprägung der Symptomatik oder messbaren Nervenschäden, sollte die operative Therapie erfolgen.

Periphere Nerventumoren

Ein chronisch wachsender Prozess im Bereich der peripheren Nerven kann neben einer tastbaren Schwellung und Schmerzen auch durch ständigen Druck, Zug oder Beeinträchtigung der Blutversorgung Schäden am betroffenen Nerv verursachen. Tumoren der peripheren Nerven sind insgesamt selten und meist gutartig. Diese gehen in der Regel von der Nervenscheide oder dem Bindegewebe der Nerven aus.

Periphere Nerventumoren:

• Schwannom
• Neurofibrom
• Maligner peripherer Nervenscheidentumor(MPNST)
• intraneurales Perineuriom

Raumforderungen mit Bezug zu den peripheren Nerven, z.B.

Tumoren peripherer Nerven sind seltene Erkrankungen. Typischerweise sind sie sehr langsam wachsend und gehen von den Hüllstrukturen der peripheren Nerven aus. Die beiden häufigsten Tumoren peripherer Nerven werden als Schwannome und Neurofibrome bezeichnet. In der Regel lassen sich derartige Tumoren, falls notwendig, in mikrochirurgischer Technik und unter elektrophysiologischer Kontrolle der betroffenen Nerven ohne dauerhafte Ausfallserscheinungen entfernen.

Entscheidend zur Diagnostik tragen kernspintomographische Aufnahmen (MRT) der betroffenen Körperregion bei. Bei den meisten Tumoren handelt es sich um gutartige Tumoren, so dass bei fehlender klinischer Symptomatik und geringer Größe des Befundes auch ein abwartendes Beobachten mit regemäßigen klinischen Verlaufskontrollen und MRT-Bildgebungen als therapeutische Option erfolgen kann. Bei Beschwerden, größeren Tumoren oder bei unklaren Konstellationen kann die neurochirurgische Therapie aber notwendig werden. Insbesondere bei genetischen Erkrankungen können spezielle Nerventumoren gehäuft vorkommen und manchmal auch bösartige Eigenschaften aufweisen oder entwickeln (maligne Nervenscheidentumoren, MPNST). Sowohl zum Nachweis der genetischen Erkrankungen als auch zur feingeweblichen Eingruppierung der Tumoren kann die bioptische Sicherung durch Probeentnahme und pathologische Untersuchung sinnvoll sein. Das entsprechende Ergebnis kann dann zum Festlegen der weiteren neurochirurgischen oder interdisziplinären Behandlungsplanung herangezogen werden.

Zusätzlich zu den eigentlichen Nerventumoren gibt es noch weitere Tumoren (Sarkome, Myome, Metastasen) oder Raumforderungen (Zysten, Ganglien), die enge Lagebeziehung zu peripheren Nerven haben können.

Traumatische Nervenläsionen

Nerven können einerseits durch direktes spitzes oder stumpfes Trauma oder indirekt durch Zugwirkung geschädigt werden. Die Dehnbarkeit der Nerven hängt dabei einerseits vom zeitlichen Ablauf sowie von möglichen Vorschäden des Nervs ab. Langsame Dehnungen werden besser toleriert als akute. Die häufigsten Verletzungen durch Dehnung werden durch schnelle Zugkräfte an den Armen, z.B. bei Motorradunfällen oder Geburtstrauma verursacht. Dabei können Schäden am Arm- oder Beinnervengeflecht (traumatische Plexusläsionen) oder Nervenwurzelausrisse auftreten.

Des Weiteren können traumatische Verletzungen des Bewegungsapparats (Knochenbrüche, Gelenksluxationen, Muskelrisse, Scherverletzungen, Einblutungen) zu Verletzungen peripherer Nerven führen, welche dann einen akuten Ausfall der Nervenfunktion verursachen. Traumatische Nervenläsionen können prinzipiell überall im Körper durch verschiedenste Unfallmechanismen, beispielsweise bei Sport, Arbeits- oder Verkehrsunfällen durch eine entsprechende Gewalteinwirkung entstehen. Häufig sind diese Nervenverletzungen mit schweren Begleitverletzungen vergesellschaftet. Aber auch durch medizinische Maßnahmen (z.B. Lymphknotenbiopsie, Frakturversorgung) kommt es immer wieder zu solchen Nervenverletzungen. Charakteristisch ist ein akut eintretender Funktionsverlust des betroffenen Nervs.

Traumatische Nervenläsionen erfordern eine möglichst frühzeitige und spezialisierte Diagnostik, sowie ggf. neurochirurgische Therapie, um ein gutes funktionelles Ergebnis zu ermöglichen. Die Behandlung dieser komplexen Nervenverletzungen sollte in spezialisierten Zentren erfolgen, die über ein interdisziplinäres Netzwerk zur Diagnostik und Therapie derartiger Verletzungen verfügen.

Akute Nervenverletzungen mit scharfer Durchtrennung des Nervs sollten sofort neurochirurgisch versorgt werden, wenn die Begleitverletzungen dies zulassen. Hierbei wird in der Regel in Vollnarkose unter mikrochirurgischer Technik mit Hilfe eines Mikroskops eine End- zu End-Naht der Nervenstümpfe durchgeführt. Diese wird durch feinste Nähte und eine Art Bioklebstoff (Fibrinkleber) gesichert. Eine Spannung auf die Nervennaht sollte in jedem Fall vermieden werde. Ist eine spannungsfreie Annäherung der Nervenenden nicht möglich, muss in manchen Fällen ein Spendernerv zwischen die Nervenenden eingenäht werden (Nerventransplantation/Nerveninterposition). Hierfür wird in der Regel ein körpereigener sensibler Nerv am Bein entnommen, der das Gefühl an der Fußaußenkante vermittelt und als N. suralis bezeichnet wird.

Nach derartigen Nervenrekonstruktionen durch direkte Naht oder Nerveninterponat muss für ca. 14 Tage jeglicher Zug auf die Nervenenden vermieden werden. Hierzu werden nach Rekonstruktionen über Gelenke hinweg orthopädietechnische Hilfsmittel, wie z.B. Bandagen, in seltenen Fällen auch Gipsschienen zur Ruhigstellung genutzt. Danach kann das frühfunktionelle Training mit intensiver Physiotherapie begonnen werden.

Bei traumatischer Schädigung mehrerer Nerven, wie z.B. dem Armnervengeflecht oder Nervenwurzelausrissen aus dem Rückenmark kann eine direkte Rekonstruktion einzelner Nerven nicht immer durchgeführt werden. Aufgrund der starken Funktionseinschränkung kann dann in ausgewählten Fällen aber versucht werden durch Umlenken anderer Nerven verschiedene Hauptfunktionen wieder herzustellen. Hierzu werden diese Spendernerven durchtrennt und dann entweder End-zu-End, oder End-zu-Seit an den Empfängernerv angeschlossen.

Neuralgische Amyotrophie

Die neuralgische Amyotrophie ist eine entzündliche Erkrankung, welche sich typischerweise durch plötzlich auftretende Schmerzen (häufig im Bereich der Schulter oder des Arms), gefolgt von einer Lähmung der Muskulatur, äußert. Eine Ursache ist nicht immer sofort erkennbar. Während die Schmerzen mit der Zeit abklingen, können die Lähmungen anhalten und infolge der Entzündungsreaktion narbige Einschnürungen an den betroffenen Nerven entstehen. Die Erkennung dieser Einschnürungen („Konstriktionen“) kann zunächst schwierig sein und erfordert spezielle Untersuchungsmethoden im Sinne einer hochauflösenden Neurosonographie durch erfahrene Neurolog*innen oder einer MR-Neurographie.

Ein lange Zeit weitgehend unbekanntes und weiterhin unterdiagnostiziertes Krankheitsbild stellt die neuralgische Amyotrophie, früher auch Plexusneuritis oder Schulteramyotrophie, dar. Hierbei handelt es sich um eine entzündliche Nervenerkrankung, deren Ursache nicht immer geklärt werden kann. Risikofaktoren stellen eine übermäßige mechanische Beanspruchung (z.B. durch ungewohnte starke körperliche Aktivität), immunologische Auslöser (z.B. Infektionen) oder eine genetische Veranlagung dar.

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