Das Nervensystem des Menschen ist ein komplexes Netzwerk, das in zwei Hauptteile unterteilt ist: das zentrale Nervensystem (ZNS), bestehend aus Gehirn und Rückenmark, und das periphere Nervensystem (PNS). Während das ZNS als Kommandozentrale fungiert, ist das periphere Nervensystem für die Weiterleitung von Informationen zwischen dem ZNS und dem Rest des Körpers zuständig.
Definition des peripheren Nervensystems
Das periphere Nervensystem (PNS) umfasst alle Nerven, die außerhalb des zentralen Nervensystems (ZNS) liegen. Es besteht aus Nerven, die vom Gehirn (Hirnnerven) und Rückenmark (Spinalnerven) ausgehen, sowie aus Nervengeflechten an Armen und Beinen (Plexus) und den Nerven zu den Muskeln und der Haut (periphere Nerven). Das PNS verbindet das ZNS mit den Muskeln, Organen und Sinnesrezeptoren im gesamten Körper.
Aufbau des peripheren Nervensystems
Das periphere Nervensystem besteht aus über 100 Milliarden Nervenzellen, die sich durch den gesamten menschlichen Körper ziehen. Jede Nervenzelle besitzt einen speziellen Zellfortsatz - ein sogenanntes Axon, ein langer Ast, der von der Nervenzelle weggeht. Mit ihm werden die Informationen im Nervensystem weitergeleitet. Viele Axone zusammen bilden einen Nerv.
Man kann das periphere Nervensystem anhand verschiedener Kriterien weiter unterteilen:
Hirnnerven
Die Hirnnerven verlassen das Gehirn. Insgesamt gibt es davon 12 Nervenpaare. Sie sind hauptsächlich für den Kopf- und Halsbereich zuständig. Der Nervus Opticus (Sehnerv) teilt zum Beispiel deinem Gehirn mit, was du mit den Augen siehst, der Nervus Olfactorius (Riechnerv) was du mit der Nase riechst (afferent / vom PNS zum ZNS). Der Nervus Hypoglossus (Unterzungennerv) ist dafür verantwortlich, dass dein Gehirn dem Muskel in deiner Zunge sagen kann, wie sie sich bewegen soll (efferent / Vom ZNS zum PNS). Eine Ausnahme stellt der Nervus Vagus dar.
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Spinalnerven
Die Spinalnerven verlassen das Rückenmark. 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 kannst du sie anhand des Abschnitts der Wirbelsäule, aus dem sie entspringen. Entsprechend sind sie auch mit lateinischen Fachbegriffen benannt.
Somatisches und vegetatives Nervensystem
Anhand seiner Funktionen kannst du das periphere Nervensystem auch in das somatische und das vegetative Nervensystem aufteilen. Das somatische Nervensystem ist für alle willkürlichen Vorgänge in deinem Körper verantwortlich. Es ist zum Beispiel dafür zuständig, dass du deine Hand gezielt bewegen kannst oder für das Sprechen. Über das vegetative Nervensystem hast du keine willentliche Kontrolle. Es steuert die Drüsen, Blutgefäße, die inneren Organe und einige Muskeln. So hält es deinen Körper in einem inneren Gleichgewicht.
Funktionen des peripheren Nervensystems
Das periphere Nervensystem erfüllt zwei Hauptfunktionen:
- Sensorische Funktion: Es leitet sensorische Informationen von den Organen und Sinnesrezeptoren an das zentrale Nervensystem weiter. Das bedeutet, es teilt dem Gehirn mit, wenn du etwas hörst, siehst, berührst, schmeckst oder riechst. Auch Empfindungen von deinem Körperinneren - also wenn du zum Beispiel hungrig oder müde bist - meldet das periphere Nervensystem dem Gehirn.
- Motorische Funktion: Es überbringt den Organen, Muskeln und Drüsen die motorischen Befehle des zentralen Nervensystems. Es übermittelt deinen Beinen zum Beispiel die Nachricht, dass du gehen sollst oder deinem Mund, dass er sprechen soll.
Beispiel für die Funktionsweise des PNS
Das Auto hupt. Du nimmst das Geräusch mit deinen Ohren wahr. Zum Ohr geht ein Nerv des peripheren Nervensystems. Er leitet die Information, dass du was gehört hast, an dein zentrales Nervensystem weiter (afferent). Das Gehirn verarbeitet das Gehörte.
Willkürliche und unwillkürliche Anteile
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.
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Sympathikus und Parasympathikus
Das vegetative Nervensystem besteht aus zwei Hauptteilen: dem Sympathikus und dem 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. Der Parasympathikus kümmert sich um die Körperfunktionen in Ruhe: Er aktiviert die Verdauung, kurbelt verschiedene Stoffwechselvorgänge an und sorgt für Entspannung.
Erkrankungen des peripheren Nervensystems
Erkrankungen des peripheren Nervensystems können vielfältige Ursachen haben und sich unterschiedlich äußern. Einige Beispiele sind:
- Nervenkompressionssyndrome: 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. Beispiele sind das Karpaltunnelsyndrom (Einengung des N. medianus am Handgelenk) und das Kubitaltunnelsyndrom (Druckschädigung des N. ulnaris am Ellenbogen).
- Traumatische Nervenläsionen: Nerven können durch direkte oder indirekte Gewalteinwirkung geschädigt werden. Dies kann durch Unfälle, Sportverletzungen oder medizinische Eingriffe geschehen. 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.
- 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.
- Periphere Nerventumoren: Tumoren der peripheren Nerven sind insgesamt selten und meist gutartig. Diese gehen in der Regel von der Nervenscheide oder dem Bindegewebe der 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.
Diagnostik von Erkrankungen des peripheren Nervensystems
Zunächst wird im persönlichen Gespräch der Krankheitsverlauf erhoben und eine klinische Untersuchung der vom betroffenen Nerv versorgten Hautareale und Muskeln vorgenommen. Daraus ist häufig bereits ein Rückschluss auf die Art und Schwere der Verletzung möglich. In der Regel sind weitergehende Untersuchungen in Form von elektrophysiologischen Messungen (Neurographie, Elektromyographie) und bildgebenden Darstellungen des betroffenen Nervs mittels hochauflösenden Ultraschalls (Sonographie) oder Kernspintomographie (MRT) notwendig.
Therapieoptionen bei Erkrankungen des peripheren Nervensystems
Generell werden konservative von operativen Therapieformen unterschieden. Bei Verletzungen, bei denen der Spontanverlauf abgewartet werden kann, wird der Heilungsverlauf durch intensive therapeutische Maßnahmen ergänzt. Hierzu zählen intensivierte Physiotherapie auch auf neurophysiologischer Grundlage, physikalische Maßnahmen, Elektrostimulation und Ergotherapie. Ggf. kann die vorübergehende Anpassung orthopädietechnischer Hilfsmittel wie Schienen erforderlich sein. Um die Druckentlastung eines Nervs zu ermöglichen wird dieser freigelegt und mikrochirurgisch oder endoskopisch die einengenden Bandstrukturen, Knochenvorsprünge oder Narbenzüge entfernt. Periphere Nerventumoren werden mithilfe eines Operationsmikroskopes freigelegt und entfernt. Zudem werden weitere Hilfsmittel wie die intraoperative Sonographie und elektrophysiologische Messungen eingesetzt, um eine möglichst vollständige Tumorentfernung zu ermöglichen, ohne eine Schädigung des betroffenen Nervs zu riskieren. Abhängig von Art und Größe des Tumors kann auch eine Teilentfernung des Nervs und ggf. In Fällen einer Nervenunterbrechung erfolgt die direkte Naht zwischen den betroffenen Nervenenden falls dies möglich ist. Lassen sich die Enden nicht adaptieren, wird in der Regel ein körpereigener sensibler Nerv (N. suralis) am Bein entnommen und zwischen die Enden eingenäht (Nerventransplantation). Dies wird z.B. auch dann nötig, wenn sich ein Neurom gebildet hat und dieses zur Nervenrekonstruktion chirurgisch entfernt werden muss. Lassen sich Nerven nicht direkt rekonstruieren, können gesunde funktionelle Nerven auf den erkrankten Nerv umgelenkt werden, um so die Chance einer Regeneration der ursprünglichen Funktion wiederherzustellen.
Forschung im Bereich des peripheren Nervensystems
Die Forschung im Bereich des peripheren Nervensystems konzentriert sich unter anderem auf die Verbesserung der Diagnostik und Therapie von Nervenschädigungen. Ein Beispiel hierfür ist die Entwicklung von KI-basierten Modellen zur automatischen Erkennung und Segmentierung von Spinalganglien in MRT-Bildern. Dies erleichtert die Beurteilung der Spinalganglien erheblich und eröffnet neue diagnostische Möglichkeiten, insbesondere in der Schmerzmedizin. Die Studie konzentrierte sich auf die Spinalganglien der lumbosakralen Rückenmarkssegmente L5 und S1, die im unteren Abschnitt der Wirbelsäule liegen und an der Weiterleitung sensorischer Signale aus den unteren Extremitäten beteiligt sind.
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