Das Nervensystem ist ein komplexes Netzwerk, das den menschlichen Körper durchzieht und ihm ermöglicht, mit der Umwelt zu kommunizieren und vielfältige Mechanismen im Inneren zu steuern. Es nimmt Sinnesreize auf, verarbeitet diese und löst Reaktionen wie Muskelbewegungen oder Schmerzempfindungen aus. Dieses System besteht aus Milliarden von Nervenzellen, sogenannten Neuronen, wobei allein im Gehirn etwa 100 Milliarden vorhanden sind. Jede Nervenzelle setzt sich aus einem Zellkörper und verschiedenen Fortsätzen zusammen, wobei die kürzeren Fortsätze (Dendriten) als Antennen fungieren und Signale von anderen Nervenzellen empfangen.
Nach der Lage der Nervenbahnen im Körper wird zwischen dem zentralen Nervensystem (ZNS) und dem peripheren Nervensystem (PNS) unterschieden. Das ZNS umfasst die Nervenbahnen in Gehirn und Rückenmark und ist durch den Schädel und den Wirbelkanal in der Wirbelsäule geschützt. Das PNS hingegen umfasst alle Nerven, die sich außerhalb des Gehirns und des Rückenmarks befinden und somit den Körper, die Extremitäten und die Organe innervieren.
Peripheres Nervensystem Definition
In einfachen Worten ist das PNS das Netzwerk aus Nerven und Neuronen, die sich außerhalb des Zentralnervensystems befinden. Diese Nerven erstrecken sich über den ganzen Körper und verbinden das Gehirn und das Rückenmark mit den äußeren und inneren Körperstrukturen. Das PNS kann daher als das Kommunikationsnetzwerk definiert werden, das dem Körper ermöglicht, auf die Umgebung zu reagieren und verschiedene Funktionen zu koordinieren.
Man kann sich das PNS wie eine Reihe von elektrischen Leitungen vorstellen, die sich vom Schaltkasten (dem Zentralnervensystem) zu den verschiedenen Bereichen eines Hauses (dem Körper) erstrecken. Jede Leitung (Nerv) überträgt elektrische Signale (Nervenimpulse), die dem Haus helfen, effizient zu funktionieren (auf die Umgebung zu reagieren und Körperfunktionen zu koordinieren).
Aufbau des peripheren Nervensystems
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. 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.
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Ein peripherer Nerv besteht aus zahlreichen Nervenfasern (Neuronen), die in Bündel, sogenannte Faszikel, zusammengefasst sind. Diese Faszikel sind von Bindegewebe, dem Perineurium, umgeben. Das gesamte Nervenbündel ist zusätzlich durch eine äußere Schicht, das Epineurium, geschützt.
Hirnnerven und Spinalnerven
Von den soeben erwähnten peripheren Nerven bilden zwei verschiedene Arten das Periphere Nervensystem: Hirnnerven und Spinalnerven. Die zwölf Hirnnerven innervieren hauptsächlich Strukturen im Kopf-Hals-Bereich und können sensible, motorische oder gemischte (sowohl sensible als auch motorische) Fasern enthalten. Der Nervus Opticus (Sehnerv) teilt zum Beispiel dem Gehirn mit, was man mit den Augen sieht, der Nervus Olfactorius (Riechnerv) was man mit der Nase riecht (afferent / vom PNS zum ZNS). Der Nervus Hypoglossus (Unterzungennerv) ist dafür verantwortlich, dass das Gehirn dem Muskel in der Zunge sagen kann, wie sie sich bewegen soll (efferent / Vom ZNS zum PNS). Eine Ausnahme stellt der Nervus Vagus dar.
Von den Spinalnerven wiederum gibt es insgesamt 31 Paare, welche anhand des vorliegenden Abschnittes der Wirbelsäule nummeriert werden. Sie sind dabei paarig angeordnet (ein Nerv geht in die linke und einer in die rechte Körperseite). Wir Menschen besitzt 31 solcher Nervenpaare. Weiter gliedern kann man sie anhand des Abschnitts der Wirbelsäule, aus dem sie entspringen. Entsprechend sind sie auch mit lateinischen Fachbegriffen benannt. Jeder Spinalnerv besteht jedoch aus zwei verschiedenen Wurzeln. Innerhalb der Vorderwurzel verlaufen motorische Fasern von Neuronen mit Sitz im Vorderhorn des Rückenmarks; sensible Nervenfasern mit Soma im Spinalganglion befinden sich hingegen in der Hinterwurzel.
Die fertig gebildeten Spinalnerven verlassen die Wirbelsäule durch die sogenannten “Foramina intervertebralia” (Zwischenwirbellöcher), welche durch zwei benachbarte Wirbel entstehen. Nach dem Durchtritt durch die Zwischenwirbellöcher teilen sich die Spinalnerven in eine vordere (“Radix anterior”) und eine hintere Nervenwurzel (“Radix posterior”) auf.
Somatisches und autonomes Nervensystem
Das PNS ist auf zwei Arten beschaffen: somatische und autonome. Das somatische Nervensystem ist für alle willkürlichen Vorgänge im Körper verantwortlich. Es ist zum Beispiel dafür zuständig, dass man seine Hand gezielt bewegen kann oder für das Sprechen. Die somatischen Nerven geben den freiwilligen Muskeln Anweisungen, die es einem ermöglichen, sich zu bewegen und auf seine Umgebung zu reagieren. Dies könnte einfach das Heben einer Tasse oder das Springen, wenn man überrascht ist. Über das vegetative Nervensystem hat man keine willentliche Kontrolle. Es steuert die Drüsen, Blutgefäße, die inneren Organe und einige Muskeln. So hält es den Körper in einem inneren Gleichgewicht.
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Das autonome Nervensystem (vegetatives 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.
Interessanterweise ist das autonome Nervensystem weiter in das sympathische und das parasympathische Nervensystem unterteilt. Das sympathische Nervensystem bereitet den Körper auf Aktivität und Stress vor, während das parasympathische Nervensystem den Körper beruhigt und Erholung fördert. 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. Der Parasympathikus kümmert sich um die Körperfunktionen in Ruhe: Er aktiviert die Verdauung, kurbelt verschiedene Stoffwechselvorgänge an und sorgt für Entspannung.
Zum Vegetativen Nervensystem gehört auch noch das Enterische Nervensystem an. Das Enterische Nervensystem schließlich besteht aus afferenten und efferenten Nervenfasern, welche in funktioneller Hinsicht weitestgehend autonom, also eigenständig, agieren. Das Enterische Nervensystem wird zum Teil auch als “Gehirn des Darms” bezeichnet, was bereits eine Ahnung über die spezifischen Funktionen gibt. Demnach besteht es aus einem nervalen Netzwerk, welches entlang der gesamten Wand des Magen-Darm-Traktes, von der Speiseröhre bis zum Rektum, verläuft.
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. 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.
Die Aufgaben des peripheren Nervensystems sind vielfältig und in die Grundfunktionen des menschlichen Körpers eingebunden. Einige der Hauptaufgaben umfassen:
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- 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 Zentralnervensystem. 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.
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.
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. 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.
Zusammenspiel von ZNS und PNS
Das ZNS und das PNS können nicht getrennt voneinander arbeiten oder existieren. Das ZNS verarbeitet Informationen und trifft Entscheidungen, während das PNS diese Entscheidungen in die Tat umsetzt. Ein einfaches Beispiel dafür ist der Reflexbogen. Wenn du deine Hand auf eine heiße Herdplatte legst, sendet dein PNS diese Information an dein ZNS, das dann sofort eine Botschaft an die Muskeln in deiner Hand sendet, sich zu bewegen und die Hitzequelle zu vermeiden.
Erkrankungen des peripheren Nervensystems
Im klinischen Alltag lautet der Sammelbegriff für Erkrankungen des Peripheren Nervensystems, die nicht traumatisch bedingt sind, “Neuropathien”. Darunter kann man eine breite Palette an Krankheiten zusammenfassen, die alle an den Nervenstrukturen ihren Ursprung haben. Dabei sind Schäden prinzipiell an den verschiedenen Stationen innerhalb eines Neurons möglich. Des Weiteren können Schäden des Peripheren Nervensystems entweder angeboren oder aber erworben sein. Eine Erkrankung des Peripheren Nervensystems, die zu den Autoimmunerkrankungen gehört, ist das “Guillain-Barré-Syndrom”. Letztlich betrifft auch die seltene Krankheit “Amyotrophe Lateralsklerose” (kurz: “ALS”) das Periphere Nervensystem. ALS setzt hauptsächlich an den Zellkernen der motorischen Nervenfasern im Zentralen Nervensystem an. Die Folgen der Erkrankungen können unterschiedlich schwer ausfallen.
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