Das autonome Nervensystem (ANS) steuert lebenswichtige Körperfunktionen wie Atmung, Herzschlag und Verdauung, oft unbewusst. Innerhalb des ANS spielen Sympathikus und Parasympathikus eine entscheidende Rolle als Gegenspieler, die je nach Situation die Regulation unserer Organfunktionen übernehmen. Der Sympathikus ist vor allem in Stresssituationen oder bei erhöhter Aktivität gefragt, während der Parasympathikus in Ruhephasen die Organfunktionen steuert. Ein Ungleichgewicht zwischen diesen beiden Systemen kann zu vegetativen Dystonien und Funktionsstörungen führen.
Das autonome Nervensystem: Ein Überblick
Das Nervensystem lässt sich in das zentrale Nervensystem (ZNS), bestehend aus Gehirn und Rückenmark, und das periphere Nervensystem (PNS) unterteilen. Das PNS umfasst das somatische und das vegetative Nervensystem. Das vegetative Nervensystem wird weiter in das enterische Nervensystem, den Sympathikus und den Parasympathikus unterteilt. Während das somatische Nervensystem die willkürliche Muskulatur steuert, reguliert das vegetative Nervensystem unwillkürliche Prozesse.
Sympathikus und Parasympathikus: Gegenspieler im autonomen Nervensystem
Sympathikus und Parasympathikus wirken an den meisten Organen als Gegenspieler und regulieren deren Aktivierung. Der Sympathikus, der aus dem Rückenmark im Bereich der Brust- und Lendenwirbelsäule entspringt, versetzt den Körper in einen Alarmzustand und bereitet ihn auf Kampf oder Flucht vor. Der Parasympathikus hingegen ist in der Entspannungsphase aktiv und fördert die Regeneration und den Aufbau von Energiereserven.
Der Sympathikus: Aufbau und Funktion
Der Sympathikus ist das wichtigste Aktivierungssystem im Körper, das Energiereserven mobilisiert, die Leistung verbessert und die Versorgung optimiert. Er steigert die Konzentrationsfähigkeit, senkt die Schmerzempfindlichkeit und erweitert die Pupillen für eine bessere Sicht. Atmung und Bronchien weiten sich, während Blutdruck und Puls ansteigen. Prozesse, die für die anstehende Herausforderung nicht benötigt werden, wie die Verdauung, werden verlangsamt.
Neuronale Verschaltung im Sympathikus
Die Nervenzellen des Sympathikus befinden sich in der Mitte des Rückenmarks. Von dort treten Nervenfasern aus, die Ganglien bilden. Viele dieser Ganglien verbinden sich zu einem langen Strang, dem sympathischen Grenzstrang (Truncus sympathicus). Die meisten Signale werden im Ganglion auf eine zweite Nervenzelle umgeschaltet. Eine Nervenzelle, die vor einem Ganglion liegt, wird als präganglionäres Neuron bezeichnet, eine dahinter liegende als postganglionäres Neuron.
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Die Rolle des postganglionären Neurons im Sympathikus
Das postganglionäre Neuron ist ein entscheidendes Element in der sympathischen Innervation. Es erhält das Signal vom präganglionären Neuron im Ganglion und leitet es zum Zielorgan weiter. An den Kontaktstellen der Nervenzellen findet eine Signalübertragung durch chemische Botenstoffe (Neurotransmitter) statt. In den sympathischen Ganglien erfolgt die Signalübertragung mithilfe des Neurotransmitters Acetylcholin. Vom postganglionären Neuron wird jedoch hauptsächlich Noradrenalin ausgeschüttet, das an den Zielorganen unterschiedliche Wirkungen entfalten kann.
Neurotransmitter und Rezeptoren im Sympathikus
Die Botenstoffe Acetylcholin und Noradrenalin gehören zur Gruppe der Neurotransmitter und sorgen dafür, dass Erregungen von der einen auf die andere Nervenzelle übertragen werden. Die Wirkung des postganglionären Neurons hängt von der Konzentration von Noradrenalin und Adrenalin sowie von den vorhandenen Rezeptortypen ab. Es gibt agonistische (dem Neurotransmitter entsprechende) und antagonistische (den Neurotransmitter entgegengesetzte) Wirkungen. Viele Pharmaka wirken nur an bestimmten Rezeptoren, wodurch eine gezielte Wirkung auf spezifische Organe möglich ist.
Sympathische Innervation: Detaillierter Verlauf
- Ursprung (1. Neuron): Die präganglionären sympathischen Neuronen haben ihren Ursprung in den Seitenhörnern des thorakalen und lumbalen Rückenmarks (Segmente C8 bis L2).
- Verlassen des Rückenmarks: Die präganglionären Fasern verlassen das Rückenmark über die Vorderwurzel (Radix anterior) des Spinalnervs.
- Verlauf zum Grenzstrang (Truncus sympathicus): Die präganglionären Fasern treten über den Ramus communicans albus (weiß, da myelinisiert) in den Grenzstrang, den Truncus sympathicus, ein. Dieser Grenzstrang besteht aus einer Kette von Ganglien, die entlang der gesamten Wirbelsäule verläuft (=paravertebrale Ganglien).
- Truncus sympathicus: Hier gibt es zwei Möglichkeiten für die präganglionären Neurone:
- Direkte Umschaltung auf postganglionäres Neuron (2. efferentes Neuron), welches dann weiter über den Ramus communicans griseus (grau, da nicht myelinisiert) zurück zum Spinalnerven und von dort weiter zum Zielorgan (Schweißdrüsen, M. arrector pilorum und Muskulatur der Hautgefäße) zieht.
- Weiterer Verlauf (ohne Umschaltung):
- Zum Nebennierenmark: Enthält spezialisierte postganglionäre Neurone, welche Katecholamine (Adrenalin und Noradrenalin) ausschütten.
- Zu höherem oder tieferem Ganglion des Grenzstrangs.
- Zu prävertebralem Ganglion (vor der Aorta abdominalis) → Die vegetativen Nervenfasern, die zu den prävertebralen Ganglien ziehen, werden als Nn. splanchnici ("Eingeweidenerven") bezeichnet.
Truncus sympathicus: Regionale Einteilung
Der Truncus sympathicus, eine Kette von 22 paarigen paravertebralen Ganglien, verläuft beidseits der Wirbelsäule und lässt sich in vier Bereiche einteilen:
- Halsbereich: 3 Ganglia cervicalia (Ganglion cervicale superius, Ganglion cervicale medium, Ganglion cervicale inferius: oft mit dem 1. Brustganglion zum Ganglion stellatum (Ganglion cervicothoracicum) verbunden)
- Brustbereich: 10-11 Ganglia thoracica, die von präganglionären Nervenfasern durchzogen werden, welche als Nn. splanchnici ("Eingeweidenerven") bezeichnet werden und erst in den prävertebralen Ganglien umgeschaltet werden (Nn. splanchnici major (Th5-Th9), Nn. splanchnici minor (Th9-Th12))
- Lumbalbereich: 4 Ganglia lumbalia, aus denen überwiegend postganglionäre Fasern als Nn. splanchnici lumbales (L1-L2) zum Plexus hypogastricus superior oder Ganglion mesentericum inferius ziehen
- Sakralbereich: 4 Ganglia sacralia, aus denen überwiegend postganglionäre Fasern als Nn. splanchnici sacrales zum Plexus hypogastricus inferior ziehen
Prävertebrale Ganglien
Prävertebrale Ganglien sind vor der Wirbelsäule und vor der Aorta abdominalis lokalisiert. Hier findet die Umschaltung der präganglionären Fasern der Nn. splanchnici statt. Zu den wichtigsten prävertebralen Ganglien zählen: Ggl. coeliacum, Ggl. mesentericum superius, Ggl. mesentericum inferius.
Klinische Bedeutung des Sympathikus
Eine Überaktivität des Sympathikus kann zu verschiedenen gesundheitlichen Problemen führen. Viele Krankheiten werden mit einer Überaktivität des Sympathikus und verminderter parasympathischer Aktivität in Verbindung gebracht. Eine gesteigerte Aktivität erhöht das Erkrankungsrisiko, beispielsweise bei koronaren Herzkrankheiten. Umgekehrt führt eine verminderte sympathische Aktivität zu einer Abnahme der Leistungsfähigkeit.
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Horner-Syndrom: Ein Ausfall der sympathischen Innervation
Das Horner-Syndrom ist eine Erkrankung, die die sympathischen Nerven einer Seite des Gesichts schädigt und den sympathischen Ausgang des oberen Halsganglions beeinflusst. Es kann durch Verletzungen, Krankheiten oder erbliche Mutationen verursacht werden und äußert sich durch Ptosis (Herabhängen des Augenlids), Miosis (Pupillenverengung) und Anhidrose (verminderte Schweißproduktion).
Pupillenreaktionen als Indikator für die sympathische Funktion
Die Pupille reagiert auf Lichtreize und psychosensorische Reize. Der Sympathikus ist für die Mydriasis (Pupillenerweiterung) verantwortlich, während der Parasympathikus die Miosis (Pupillenverengung) bewirkt. Pupillenanomalien können auf Defekte in den afferenten und efferenten Bahnen des visuellen Systems hinweisen. Beispielsweise kann eine Anisokorie (ungleiche Pupillengröße) auf eine Schädigung des Sympathikus hindeuten.
Das Auge und das sympathische Nervensystem
Die Anatomie des Auges, insbesondere die Pupille, gibt einen Einblick in die Funktion des zentralen und autonomen Nervensystems. Die Pupille liegt anatomisch betrachtet vor der Linse und wird durch die umgebende Iris gesteuert. Der Lichtreiz wird vom Parasympathikus zum Diencephalon geleitet, während die psychosensorische Reaktion vom Sympathikus verarbeitet wird.
Pharmakologische Beeinflussung des Sympathikus
Die Wirkung des Sympathikus kann pharmakologisch beeinflusst werden. Sympathomimetika verstärken die Wirkung des Sympathikus, während Sympatholytika sie hemmen. Diese Medikamente können gezielt eingesetzt werden, um bestimmte Organfunktionen zu beeinflussen.
Herzfrequenzvariabilität (HRV) und der Sympathikus
Die Herzfrequenzvariabilität (HRV) ist ein Maß für die Schwankungen in den zeitlichen Abständen zwischen Herzschlägen. Sie spiegelt die Aktivität des autonomen Nervensystems wider, einschließlich des Sympathikus. Eine niedrige HRV wird oft mit einer Überaktivität des Sympathikus und einem erhöhten Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen in Verbindung gebracht.
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Der Parasympathikus: Das Pendant zum Sympathikus
Der Parasympathikus bildet zusammen mit dem Sympathikus das vegetative Nervensystem. Während der Sympathikus den Körper auf Aktivität und Stress vorbereitet, ist der Parasympathikus für Ruhe, Entspannung und Regeneration zuständig. Er fördert die Verdauung, senkt die Herzfrequenz und verengt die Bronchien.
Parasympathische Innervation: Detaillierter Verlauf
Das kraniokaudale System des Parasympathikus hat seine Ursprünge in Kerngebieten im Hirnstamm und in den Seitenhörnern des Sakralmarks (S2-S4). Die parasympathische Innervation der Bauch- und Beckenorgane erfolgt durch den N. vagus (X. Hirnnerv) bzw. durch den Truncus vagalis anterior und posterior und durch das Sakralmark (S2-S4). Die Umschaltung auf das postganglionäre Neuron (2. efferentes Neuron) geschieht in kleineren organnahen Ganglien oder intramural (in der Wand der Zielorgane). Die postganglionären Nervenfasern bilden dann zusammen mit sympathischen Nervenfasern ein Organnervengeflecht (Organplexus).
Truncus vagalis anterior und posterior
Der linke und der rechte N. vagus bilden am Ösophagus den Plexus oesophageus, aus dem sich der Truncus vagalis anterior und der Truncus vagalis posterior formen.
- Truncus vagalis anterior: Stammt aus dem linken N. vagus und zieht durch den Hiatus oesophageus in das Abdomen auf die Vorderseite des Magens. Äste: Rr. gastrici anteriores (Vorderfläche des Magens und Curvatura minor), Rr. hepatici (bildet bei der Leber den Plexus hepaticus und gibt einen R. pyloricus ab).
- Truncus vagalis posterior: Stammt aus dem rechten N. vagus und zieht durch den Hiatus oesophageus in das Abdomen zur Hinterfläche des Magens. Äste: Rr. gastrici posteriores (Hinterfläche des Magens), Rr. coeliaci (bilden den Plexus coeliacus), Rr. renales (bilden den Plexus renalis).
Nn. splanchnici pelvici
Die abdominellen Organe bis zur linken Kolonflexur werden vom N. vagus innerviert. Ab der linken Kolonflexur übernehmen die Nn. splanchnici pelvici, die aus den Rückenmarkssegmenten S2-S4 entspringen. Ihre Umschaltung auf das 2. Neuron erfolgt in den Ganglia pelvica im Plexus hypogastricus inferior. Sie sind für die Steuerung der Ejakulation, der Erektion, der Defäkation und der Miktion verantwortlich. Es existieren sowohl sympathische als auch parasympathische Nn. splanchnici, jedoch sind die Nn. splanchnici pelvici die einzigen parasympathischen Nn. splanchnici.
Cannon-Böhm-Punkt
Der Cannon-Böhm-Punkt bezeichnet den Bereich, ab dem nicht mehr der N. vagus, sondern die Nn. splanchnici pelvici die parasympathische Innervation übernehmen.
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