Das Nervensystem ist ein komplexes Netzwerk, das es uns ermöglicht, die Welt um uns herum wahrzunehmen, zu denken und zu handeln. Es ist das Kontrollzentrum unseres Körpers und spielt eine entscheidende Rolle für unser Überleben. Dieser Artikel bietet einen umfassenden Überblick über das Nervensystem, von seinen grundlegenden Bestandteilen bis hin zu seinen komplexen Funktionen und möglichen Störungen.
Einführung in das Nervensystem
Unser Nervensystem ermöglicht schnelle Reaktionen auf unsere Umwelt. Telekolleg Biologie erklärt die Funktionsweise des Nervensystems verständlich. Es empfängt, verarbeitet und speichert Informationen.
Die Bausteine des Nervensystems: Nervenzellen (Neuronen)
Vor mehr als einer halben Milliarde Jahren schuf die Natur Neurone, Zellen, die Reize empfangen, verarbeiten und weiterleiten können. Der Aufbau einer Nervenzelle kann interaktiv am Smartboard veranschaulicht und beschriftet werden. In einem Selbstlernkurs können die einzelnen Teile einer Nervenzelle und ihre Aufgaben kennengelernt werden. Anhand der physikalischen und chemischen Bedingungen um eine Nervenfaser werden Ruhepotenzial, Aktionspotenzial und dessen Fortleitung erklärt.
Aufbau einer Nervenzelle
Eine Nervenzelle besteht im Wesentlichen aus drei Teilen:
- Zellkörper (Soma): Enthält den Zellkern und die Organellen.
- Dendriten: Verzweigte Fortsätze, die Signale von anderen Nervenzellen empfangen.
- Axon: Ein langer, dünner Fortsatz, der Signale an andere Nervenzellen oder Zielzellen weiterleitet.
Funktion der Nervenzelle
Nervenzellen kommunizieren miteinander über elektrische und chemische Signale. Wenn eine Nervenzelle erregt wird, entsteht ein elektrisches Signal, das Aktionspotenzial, welches sich entlang des Axons ausbreitet. Am Ende des Axons befindet sich die Synapse, eine Kontaktstelle zu einer anderen Nervenzelle.
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Transmitter und Synapsen
Transmitter (auch Neurotransmitter) sind chemische Substanzen, die die Erregung an den Synapsen übertragen. Sie werden sehr schnell enzymatisch abgebaut bzw. wieder von der Nervenendigung resorbiert. Acetylcholin wird bei Erregung aus den Endknöpfchen aller präganglionären Fasern des vegetativen Nervensystems, von den postganglionären parasympathischen Fasern, von den sympathischen Nerven, die die Schweißdrüsen versorgen, und von den gefäßerweiternden sympathischen Fasern in der Muskulatur freigesetzt. Sämtliche anderen efferenten Fasern des vegetativen Nervensystems übertragen die Erregung durch Freisetzung von Noradrenalin (selten auch von Adrenalin).
Die Organisation des Nervensystems
Das Nervensystem lässt sich grob in zwei Hauptbereiche unterteilen:
- Zentralnervensystem (ZNS): Bestehend aus Gehirn und Rückenmark.
- Peripheres Nervensystem (PNS): Umfasst alle Nerven, die außerhalb des ZNS liegen.
Das Zentralnervensystem (ZNS)
Das Gehirn ist das Kontrollzentrum des Körpers und für höhere Funktionen wie Denken, Gedächtnis und Emotionen zuständig. Das Rückenmark verbindet das Gehirn mit dem peripheren Nervensystem und leitet Signale zwischen Gehirn und Körper.
Die Evolution des Gehirns ist ein faszinierender Prozess. Die Stammesgeschichtlich alten, wirbellosen Quallen haben kein Gehirn. Im Laufe der Evolution ging die Natur vor wie ein Baumeister, der ein Gartenhäuschen nach und nach zu einer Villa ausbaut.
Evolution des Gehirns
Konsequenterweise führte die Evolution im Verlauf der Entwicklung zwischen Schwämmen und Quallen eine Neuerung ein: die Nervenzellen (Neurone). Die mobilen, räuberischen Quallen gehören zu den ältesten heute noch existierenden Organismen, die über ein einfaches Nervensystem verfügen. Diese Konstruktion erprobte die Natur erst bei den Würmern. Die Plattwürmer zählen zu den einfachsten Kreaturen, bei denen sich dieser Bauplan beobachten lässt: Vorn sitzt ein Kopf, und darin ruht das Gehirn. Im Laufe der Entwicklung zu komplexeren Gehirnen vergrößerte sich bei Wirbeltieren vor allem das Vorderhirn.
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Bei allen äußeren Unterschieden ist das Hirn bei Fisch und Vogel, Ratte und Mensch grundsätzlich ähnlich konzipiert: Der Hirnstamm steuert lebenserhaltende Funktionen wie Herzschlag und Atmung, das Kleinhirn koordiniert unter anderem Bewegungen, und das Vorderhirn dient anspruchsvollen Aufgaben wie Planen, Bewerten von Informationen und Entscheiden. Während sich der Hirnstamm im Verlauf der Evolution relativ wenig veränderte, erkor die Baumeisterin Natur das Vorderhirn zu ihrer Lieblingsbaustelle. Der Fortschritt hin zu immer mehr Leistung, Lernbereitschaft und zu komplexeren Fähigkeiten ist in erster Linie dem Aufblähen einer äußeren Schicht des Vorderhirns, der Großhirnrinde, zu verdanken. Ihr stammesgeschichtlich jüngster Teil wird Neokortex genannt und existiert nur bei Säugetieren.
Erst vor etwa zwei Millionen Jahren beschleunigte sich sein Wachstum rasant: Nahm das Organ des damals lebenden Homo habilis etwa 600 Kubikzentimeter ein, so brachte es der Homo sapiens vor 190 000 Jahren schon auf etwa 1400 Kubikzentimeter. Auch die Entstehung der Sprache und der damit verbundene Nutzen im täglichen Überlebenskampf förderte vermutlich die Entwicklung großer Gehirne. Tatsächlich haben die Menschen in den vergangenen 35 000 Jahren sogar an Hirnmasse verloren.
Das Periphere Nervensystem (PNS)
Das periphere Nervensystem besteht aus Nerven, die außerhalb des Gehirns und des Rückenmarks liegen. Es wird weiter unterteilt in:
- Somatisches Nervensystem: Steuert willkürliche Bewegungen der Skelettmuskulatur.
- Autonomes (vegetatives) Nervensystem: Reguliert unwillkürliche Funktionen wie Herzschlag, Atmung und Verdauung.
Das vegetative Nervensystem im Detail
Das vegetative Nervensystem, auch autonomes oder viszerales Nervensystem genannt, ist ein Teil des peripheren Nervensystems. Es reguliert und steuert unwillkürliche und unbewusste Körperfunktionen, wie die Herzfrequenz, die Atmung, die Verdauung und den Stoffwechsel. Es hält die Homöostase des Körpers aufrecht und reagiert auf interne und externe Stressfaktoren. Das vegetative Nervensystem koordiniert diese Funktionen, um den Körper in einem stabilen Zustand zu halten und auf Veränderungen in der Umgebung zu reagieren. Es kann mit dem Betriebssystem eines Computers verglichen werden, das im Hintergrund läuft und die grundlegenden Funktionen steuert.
Das vegetative Nervensystem teilt sich in drei Hauptbereiche auf:
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- Sympathisches Nervensystem (SNS): Reguliert die "Flucht oder Kampf" Reaktionen des Körpers, steigert Puls, Atemfrequenz und Blutzucker, senkt die Verdauungstätigkeit.
- Parasympathisches Nervensystem (PNS): Pflegt und regeneriert den Körper während der "Ruhe und Verdauung" Phasen, senkt Puls und Atemfrequenz, steigert die Verdauungstätigkeit, baut Blutzucker ab.
- Enterisches Nervensystem (ENS): Reguliert die Funktion des Gastrointestinaltrakts und wird oft als "zweites Gehirn" bezeichnet, weil es unabhängig vom Gehirn und Rückenmark funktionieren kann.
Das vegetative Nervensystem arbeitet nach dem sogenannten Gegenspielerprinzip. Das bedeutet, dass das sympathische und das parasympathische Nervensystem entgegengesetzte Effekte haben. Sie arbeiten zusammen, um das Gleichgewicht im Körper zu wahren und auf Veränderungen in der Umgebung zu reagieren.
Funktion des Nervensystems
Das Nervensystem hat vielfältige Funktionen, die für unser Überleben unerlässlich sind.
- Sensorische Wahrnehmung: Empfangen von Informationen aus der Umwelt über Sinnesorgane.
- Motorische Kontrolle: Steuerung von Bewegungen durch Ansteuerung von Muskeln.
- Regulation innerer Organe: Steuerung von Herzschlag, Atmung, Verdauung usw.
- Kognitive Funktionen: Denken, Gedächtnis, Lernen, Emotionen.
Störungen des Nervensystems
Störungen des Nervensystems können vielfältige Ursachen haben und sich in unterschiedlichen Symptomen äußern.
Vegetative Dysfunktion
Störungen des vegetativen Nervensystems, auch Dysautonomie genannt, können Auswirkungen auf viele Körpersysteme haben. Symptome können sein: Schwitzen, Bluthochdruck, Verdauungsprobleme, Herzrhythmusstörungen. Einige der Störungen im vegetativen Nervensystem beinhalten Zustände wie: Posturales orthostatisches Tachykardiesyndrom (POTS), Orthostatische Hypotonie, Vasovagale Synkope.
Wie man das vegetative Nervensystem beruhigen kann
Um Störungen im vegetativen Nervensystem zu behandeln und zu verhindern, ist es wichtig, das vegetative Nervensystem zu beruhigen. Hier sind einige Methoden und Techniken, die dazu beitragen können: Tiefes Atmen, Entspannungstechniken, wie Yoga oder Meditation, Ausgeglichene Ernährung, Regelmäßige Bewegung, Guter Schlaf.
Heilungsprozesse im vegetativen Nervensystem
Die Heilung des vegetativen Nervensystems kann ein langer Prozess sein, da dieses System eine immense Komplexität aufweist. Es gibt jedoch einige Schlüsselelemente, die den Heilungsprozess fördern können: Medizinische Behandlung, Psychologische Unterstützung, Lebensstiländerungen.
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