Das sympathische Nervensystem (SNS) ist ein wesentlicher Bestandteil des autonomen Nervensystems (ANS), das eine Vielzahl unwillkürlicher Körperfunktionen steuert. Es spielt eine zentrale Rolle bei der Reaktion auf Stresssituationen, die oft als "Kampf-oder-Flucht"-Reaktion bezeichnet wird. Dieser Artikel beleuchtet die Funktion der präganglionären Neurone des Sympathikus, ihre anatomische Struktur und ihre Interaktion mit anderen Teilen des Nervensystems.
Überblick über das autonome Nervensystem
Das autonome Nervensystem (ANS) reguliert lebenswichtige Funktionen wie Herzfrequenz, Atmung, Verdauung und Drüsensekretion. Es besteht aus drei Hauptkomponenten:
- Sympathisches Nervensystem (SNS): Bereitet den Körper auf Aktivität und Stress vor.
- Parasympathisches Nervensystem (PNS): Fördert Ruhe, Verdauung und Regeneration.
- Enterisches Nervensystem (ENS): Steuert die Funktionen des Magen-Darm-Trakts.
Das SNS und PNS wirken oft antagonistisch, um ein Gleichgewicht im Körper aufrechtzuerhalten.
Sympathikus vs. Parasympathikus
Der Sympathikus und der Parasympathikus sind zwei Hauptdivisionen des autonomen Nervensystems mit gegensätzlichen Wirkungen. Während der Sympathikus den Körper auf Stress und Aktivität vorbereitet ("Kampf-oder-Flucht"), fördert der Parasympathikus Ruhe und Regeneration ("Ruhe und Verdauung").
| Merkmal | Sympathikus | Parasympathikus |
|---|---|---|
| Funktion | Vorbereitung auf Aktivität und Stress ("Kampf-oder-Flucht") | Förderung von Ruhe, Verdauung und Regeneration ("Ruhe und Verdauung") |
| Ursprung | Thorakolumbal (Brust- und Lendenbereich des Rückenmarks) | Kraniosakral (Hirnstamm und Sakralbereich des Rückenmarks) |
| Ganglien | Nahe dem Rückenmark (Grenzstrangganglien und prävertebrale Ganglien) | Nahe den Erfolgsorganen oder in deren Wänden (intramurale Ganglien) |
| Präganglionäre Fasern | Kurz | Lang |
| Postganglionäre Fasern | Lang | Kurz |
| Neurotransmitter | Präganglionär: Acetylcholin; Postganglionär: Noradrenalin (mit Ausnahmen wie Schweißdrüsen und Nebennierenmark) | Präganglionär: Acetylcholin; Postganglionär: Acetylcholin |
| Wirkungen | Erhöhung der Herzfrequenz, Erweiterung der Bronchien, Hemmung der Verdauung, Freisetzung von Adrenalin und Noradrenalin aus dem Nebennierenmark, Pupillenerweiterung (Mydriasis) | Verlangsamung der Herzfrequenz, Verengung der Bronchien, Anregung der Verdauung, Pupillenverengung (Miosis) |
| Beispiele | Herzrasen vor einer Prüfung, Schwitzen bei Aufregung | Verlangsamung des Herzschlags nach einer Anstrengung, Anregung der Speichelproduktion beim Essen |
Anatomie des Sympathikus
Die anatomische Struktur des Sympathikus ist komplex und umfasst mehrere wichtige Komponenten:
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Zellkörper der präganglionären Neurone: Diese befinden sich in den Seitenhörnern des Rückenmarks, genauer gesagt in den Segmenten C8 bis L3. Dieser Bereich wird auch als thorakolumbales System bezeichnet.
Nervenfasern: Die Nervenfasern der präganglionären Neurone ziehen zunächst zusammen mit den motorischen Nervenfasern durch die Vorderwurzel des Rückenmarks.
Spinalnerv: Die Vorder- und Hinterwurzel eines Rückenmarksegments vereinigen sich zu einem Spinalnerv. Die sympathischen Fasern zweigen jedoch vor dieser Vereinigung ab.
Rami communicantes albi: Die abgezweigten sympathischen Fasern ziehen als Rami communicantes albi zu den Paravertebralganglien des Grenzstranges.
Ganglien des Sympathikus: Ganglien sind Ansammlungen von Nervenzellkörpern außerhalb des Zentralnervensystems. Im Sympathikus erfolgt hier die Umschaltung vom ersten (präganglionären) auf das zweite (postganglionäre) Neuron.
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- Paravertebrale Ganglien: Diese Ganglien liegen direkt neben der Wirbelsäule und sind durch den Grenzstrang (Truncus sympathicus) miteinander verbunden. Für jedes Rückenmarksegment gibt es auf jeder Seite ein solches Ganglion.
- Prävertebrale Ganglien: Diese Ganglien liegen vor der Wirbelsäule im Bauchraum. Zu ihnen gehören der N. splanchnicus major, N. splanchnicus minor, N. splanchnicus tertius, die Nn. splanchnici lumbales und die Nn. splanchnici sacrales.
Rami communicantes grisei: Die Nervenfaser des zweiten (postganglionären) Neurons gelangt in Form eines weiteren Verbindungsastes, dem Ramus communicans griseus, wieder zurück zum Spinalnerv.
Erfolgsorgane: Im Spinalnerv verlaufend erreichen die sympathischen Nervenfasern ihre Erfolgsorgane, also die Organe, auf die der Reiz am Ende übertragen werden soll.
Paraganglien: Das Nebennierenmark kann als größtes Paraganglion des Sympathikus betrachtet werden. Es enthält chromaffine Parenchymzellen, die die Katecholamine Adrenalin und Noradrenalin produzieren.
Praganglionäre Neurone: Schlüsselstellen der Informationsübertragung
Die präganglionären Neurone des Sympathikus spielen eine entscheidende Rolle bei der Übertragung von Signalen vom zentralen Nervensystem zu den peripheren Organen. Ihre Zellkörper befinden sich in den Seitenhörnern des thorakolumbalen Rückenmarks (C8-L2). Von dort aus ziehen ihre Axone zu den Ganglien des Sympathikus, wo sie auf postganglionäre Neurone umschalten.
Neurotransmission in den Ganglien
In den Ganglien erfolgt die Signalübertragung von prä- auf postganglionäre Neurone durch die Freisetzung von Acetylcholin. Acetylcholin bindet an nikotinerge Acetylcholinrezeptoren auf den postganglionären Neuronen und löst so eine Depolarisation aus, die zur Weiterleitung des Signals führt.
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Besonderheiten der präganglionären Neurone
- Kurze Axone: Im Vergleich zu den postganglionären Neuronen haben die präganglionären Neurone relativ kurze Axone.
- Verzweigungen: Die Axone der präganglionären Neurone können sich verzweigen und Synapsen mit mehreren postganglionären Neuronen bilden. Dies ermöglicht eine breite Aktivierung des sympathischen Nervensystems.
- Cholinerge Neurotransmission: Die präganglionären Neurone verwenden Acetylcholin als Neurotransmitter, was sie als cholinerge Neurone klassifiziert.
Funktion des Sympathikus
Der Sympathikus ist für die Steuerung einer Vielzahl von Körperfunktionen verantwortlich, insbesondere in Stresssituationen. Zu den wichtigsten Funktionen gehören:
Herz-Kreislauf-System
- Erhöhung der Herzfrequenz: Der Sympathikus steigert die Herzfrequenz, um mehr Blut und Sauerstoff zu den Muskeln zu transportieren.
- Erhöhung der Kontraktionskraft des Herzens: Der Sympathikus erhöht die Kontraktionskraft des Herzens, um das Schlagvolumen zu erhöhen.
- Verengung der Blutgefäße: Der Sympathikus verengt die Blutgefäße in der Haut und den inneren Organen, um den Blutfluss zu den Muskeln und dem Gehirn zu lenken.
- Steigerung des Blutdrucks: Durch die Erhöhung der Herzfrequenz, der Kontraktionskraft und die Verengung der Blutgefäße steigert der Sympathikus den Blutdruck.
Atmungssystem
- Erweiterung der Bronchien: Der Sympathikus erweitert die Bronchien, um die Sauerstoffaufnahme zu verbessern.
Verdauungssystem
- Hemmung der Verdauung: Der Sympathikus hemmt die Verdauung, um Energie für andere Funktionen freizusetzen.
- Verringerung der Darmbewegung: Der Sympathikus verringert die Darmbewegung, um die Verdauung zu verlangsamen.
Andere Funktionen
- Pupillenerweiterung (Mydriasis): Der Sympathikus erweitert die Pupillen, um mehr Licht einzulassen.
- Erhöhung der Schweißproduktion: Der Sympathikus erhöht die Schweißproduktion, um den Körper zu kühlen.
- Freisetzung von Adrenalin und Noradrenalin: Der Sympathikus stimuliert die Freisetzung von Adrenalin und Noradrenalin aus dem Nebennierenmark, was die oben genannten Effekte verstärkt.
Übergeordnete Steuerungszentren
Der Sympathikus wird von übergeordneten Zentren im Gehirn gesteuert, darunter der Hypothalamus, der Hirnstamm und die Formatio reticularis. Diese Zentren integrieren Informationen aus verschiedenen Teilen des Körpers und passen die Aktivität des Sympathikus entsprechend an.
Neurotransmitter des Sympathikus
Die Neurotransmission im Sympathikus erfolgt über zwei Hauptneurotransmitter:
- Acetylcholin: Acetylcholin wird von den präganglionären Neuronen freigesetzt und wirkt auf nikotinerge Rezeptoren auf den postganglionären Neuronen.
- Noradrenalin: Noradrenalin wird von den meisten postganglionären Neuronen freigesetzt und wirkt auf Adrenorezeptoren auf den Zielorganen.
Es gibt jedoch Ausnahmen von dieser Regel:
- Schweißdrüsen: Die postganglionären Neurone, die die Schweißdrüsen innervieren, setzen Acetylcholin frei.
- Nebennierenmark: Das Nebennierenmark wird direkt von präganglionären Neuronen innerviert, die Acetylcholin freisetzen. Die chromaffinen Zellen des Nebennierenmarks setzen dann Adrenalin und Noradrenalin ins Blut frei.
Adrenorezeptoren
Adrenorezeptoren sind eine Familie von Rezeptoren, die auf Noradrenalin und Adrenalin reagieren. Sie werden in α- und β-Rezeptoren unterteilt, die jeweils unterschiedliche Subtypen haben. Die verschiedenen Subtypen von Adrenorezeptoren vermitteln unterschiedliche Wirkungen in verschiedenen Geweben.
Klinische Bedeutung
Störungen des sympathischen Nervensystems können zu einer Vielzahl von klinischen Problemen führen. Einige Beispiele sind:
- Horner-Syndrom: Eine Schädigung der sympathischen Nerven im Halsbereich kann zu einem Horner-Syndrom führen, das sich durch Ptosis (Herabhängen des Augenlids), Miosis (Pupillenverengung) und Anhidrose (verminderte Schweißproduktion) auf der betroffenen Seite des Gesichts äußert.
- Dysautonomie: Eine Dysfunktion des autonomen Nervensystems kann zu einer Vielzahl von Symptomen führen, darunter Blutdruckschwankungen, Herzfrequenzstörungen, Verdauungsprobleme und sexuelle Dysfunktion.
- Paraneoplastische Syndrome: In seltenen Fällen können Tumoren Substanzen produzieren, die das autonome Nervensystem beeinflussen und zu paraneoplastischen Syndromen führen.
Zusammenwirken mit dem Parasympathikus
Der Sympathikus und der Parasympathikus wirken oft antagonistisch, um ein Gleichgewicht im Körper aufrechtzuerhalten. In den meisten Organen überwiegt entweder der Sympathikus oder der Parasympathikus, um die Aktivität des Organs zu steuern.
- Herz: Der Sympathikus erhöht die Herzfrequenz und die Kontraktionskraft, während der Parasympathikus die Herzfrequenz senkt.
- Lunge: Der Sympathikus erweitert die Bronchien, während der Parasympathikus die Bronchien verengt.
- Verdauungssystem: Der Sympathikus hemmt die Verdauung, während der Parasympathikus die Verdauung anregt.
Dieses Zusammenspiel ermöglicht eine feine Abstimmung der Organfunktionen, um den Bedürfnissen des Körpers gerecht zu werden.
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