Funktion der Ganglien im somatischen Nervensystem

Das Nervensystem ist ein komplexes Netzwerk, das den Körper durchzieht und es ihm ermöglicht, Reize aufzunehmen, Erregungen weiterzuleiten und Reize zu beantworten. Es besteht aus Abermilliarden von Nervenzellen, den Neuronen, die durch faserartige Fortsätze, Dendriten und Axone, miteinander verbunden sind. Die Kontaktpunkte zwischen Dendriten und Axonen werden als Synapsen bezeichnet. Das Nervensystem steuert körperliche Prozesse, überwacht den Status des Organismus und ermöglicht die Wahrnehmung der Umwelt.

Das Nervensystem lässt sich in das zentrale Nervensystem (ZNS), bestehend aus Gehirn und Rückenmark, und das periphere Nervensystem (PNS) unterteilen. Das PNS umfasst alle Nervenbahnen außerhalb des ZNS. Funktionell wird zwischen dem somatischen (willkürlichen) und dem vegetativen (unwillkürlichen) Nervensystem unterschieden. Das somatische Nervensystem steuert bewusste Körperfunktionen wie Greifen, Laufen und Sprechen, während das vegetative Nervensystem unwillkürliche Prozesse wie Atmung, Verdauung und Stoffwechsel reguliert. Das vegetative Nervensystem wird weiter in den Sympathikus und den Parasympathikus unterteilt, die oft als Gegenspieler betrachtet werden. Der Sympathikus reguliert Organfunktionen in Stresssituationen, während der Parasympathikus in Entspannungsphasen aktiv ist. Zum vegetativen Nervensystem gehört auch das enterische Nervensystem, das den Darm weitgehend unabhängig reguliert.

Sympathikus und Parasympathikus: Zusammenspiel und Funktion

Der Sympathikus stimuliert den Körper in Stresssituationen, indem er Herzschlag und Atemtätigkeit erhöht und die Durchblutung verbessert. Gleichzeitig hemmt er Prozesse wie die Verdauung. Der Parasympathikus hingegen verlangsamt den Herzschlag und beruhigt die Atmung in Entspannungsphasen. Das Zusammenspiel von Sympathikus und Parasympathikus sorgt dafür, dass immer diejenigen Körperfunktionen Vorrang haben, die in der jeweiligen Situation am sinnvollsten sind. Die beiden Systeme wirken also nicht unbedingt entgegengesetzt, sondern können sich in manchen Funktionen ergänzen. Sie arbeiten zusammen, um den Körper im Gleichgewicht zu halten.

Ganglien im vegetativen Nervensystem

Sympathische Nervenzellen befinden sich im Rückenmark im mittleren Bereich der Wirbelsäule, während parasympathische Nervenzellen im oberen und unteren Bereich lokalisiert sind. Von hier gehen Signale an die Ganglien aus. Ganglien sind Ansammlungen von Nervenzellkörpern im peripheren Nervensystem. Die Ganglien sind über Axone mit den inneren Organen verbunden. Die meisten sympathischen Ganglien befinden sich in der Nähe des Rückenmarks und verbinden sich zu einem Ganglienstrang, der parallel zum Rückenmark verläuft. Die parasympathischen Nervenzellen werden erst kurz vor den Zielorganen über Ganglien zusammengeschaltet. Über die Ganglien sind die Nervenzellen des Sympathikus und Parasympathikus jeweils untereinander sowie mit den einzelnen Organen vernetzt.

Die Rolle der Neurotransmitter

Um Signale übertragen zu können und die Organe zu verstärkter oder verminderter Aktivität anzuregen, sind chemische Botenstoffe notwendig: sogenannte Neurotransmitter. Die wichtigsten Transmitter bei der Kommunikation von Sympathikus, Parasympathikus und Organen sind Acetylcholin und Noradrenalin. Noradrenalin wirkt stimulierend, Acetylcholin überwiegend hemmend. Acetylcholin spielt bei der parasympathischen Signalübertragung die Hauptrolle. Es kommt zwar auch bei der Kommunikation in den sympathischen Ganglien zum Einsatz, für die Signalübertragung an die Organe setzen aber die meisten sympathischen Fasern Noradrenalin frei.

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Störungen des vegetativen Nervensystems

Eine Störung des vegetativen Nervensystems gefährdet den ordnungsgemäßen Ablauf lebenswichtiger körperlicher Prozesse. Bei Schädigung der Nerven oder des Gehirns kann es daher zu Störungen des vegetativen Nervensystems kommen. Mögliche Ursachen sind Diabetes mellitus, Verletzungen in der Nähe des Rückenmarks, Tumore des Nebennierenmarks, virale oder bakterielle Infektionen, Multisystematrophie und genetisch bedingte oder erworbene Erkrankungen wie Amyloidose. Eindeutige Krankheitszeichen bei Problemen mit dem vegetativen Nervensystem gibt es nicht. Liegt eine andere Erkrankung zugrunde, wird diese behandelt. Wenn keine Grunderkrankung ausgemacht werden kann oder diese nicht heilbar ist, konzentriert sich die Behandlung auf die Symptomlinderung, zum Beispiel die Blutdruckstabilisierung bei orthostatischer Hypotonie.

Das somatische Nervensystem

Das somatische Nervensystem (syn. animalisches Nervensystem) versorgt das Zentralnervensystem mit sensorischen Informationen. Es sendet Nachrichten über die Stellung von Muskeln und Gelenken und meldet Ereignisse, die von außen auf den Körper einwirken, wie Hitze und Kälte. Das somatische Nervensystem steuert unsere Reflexe und die willkürlichen Bewegungen. Oftmals kommt es zu Verflechtungen vom zentralen und dem peripheren Nervensystem. Der Geruchsnerv, der optische Nerv und die Nerven im Gesichtsbereich sind Beispiele für eine solche Verwebung der beiden Systeme.

Aufbau des Sympathikus

Der Sympathikus, auch als thorakolumbale System bekannt, hat seinen Ursprung im thorakalen und lumbalen Bereich des Rückenmarks (C8-L2). Das erste Neuron beginnt in den Seitenhörnern des Rückenmarks und wird in den paravertebralen oder prävertebralen Ganglien (organfern) auf das zweite Neuron umgeschaltet.

Verlauf der sympathischen Innervation:

1. Ursprung (1. Neuron) in den Seitenhörnern des Rückenmarks: Die präganglionären sympathischen Neuronen haben ihren Ursprung in den Seitenhörnern des thorakalen und lumbalen Rückenmarks (Segmente C8 bis L2).
2. Verlassen des Rückenmarks: Die präganglionären Fasern verlassen das Rückenmark über die Vorderwurzel (Radix anterior) des Spinalnervs, um sich mit der hinteren und vorderen Wurzel (gebildet aus sensorischen und motorischen Neuronen) zu vereinigen und letztlich den Spinalnerv zu bilden.
3. 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).
4. Truncus sympathicus: Hier gibt es zwei unterschiedliche 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 oder zu prävertebralem Ganglion (vor der Aorta abdominalis). Die vegetativen Nervenfasern, die zu den prävertebralen Ganglien ziehen, werden als Nn. splanchnici ("Eingeweidenerven") bezeichnet.

Truncus sympathicus:

Der Truncus sympathicus, eine Kette von 22 paarigen paravertebralen Ganglien, verläuft beidseits der Wirbelsäule. Er lässt sich in 4 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.

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Aufbau des Parasympathikus

Im Gegensatz dazu umfasst das kraniokaudale System des Parasympathikus Ursprünge im Hirnstamm und in den Seitenhörnern des Sakralmarks (S2-S4), wobei das erste Neuron über die Hirnnerven (insbesondere N. vagus) und sakrale Nerven verläuft, und die Umschaltung auf das zweite Neuron in Ganglien in der Nähe der Zielorgane (organnah) erfolgt.

Parasympathische Innervation der Bauch- und Beckenorgane:

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). 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. 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:

• Verlauf: 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:

• Verlauf: 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 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.

Diagnostik autonomer Funktionsstörungen

Die sorgfältige Anamnese der neurovegetativen Funktionen ist für die Diagnose von Erkrankungen des autonomen Nervensystems entscheidend. Gezielt sollte nach Störungen des Kreislaufs, der Verdauung, des Stoffwechsels inklusive Gewichtsveränderungen, sekretomotorischen Störungen inklusive Schwitzen, aber auch Störungen der Blasenfunktion, Darmentleerung und der Sexualfunktionen gefragt werden. Bereits die Anamnese und klinische Untersuchung können helfen, zwischen verschiedenen Ursachen autonomer Funktionsstörungen zu unterscheiden. Das Spektrum klinischer Manifestationen und Funktionsstörungen im Rahmen von Erkrankungen des autonomen Nervensystems erfordert sowohl in der klinischen als auch in der Labordiagnostik ein systematisches Vorgehen. Dringlich ist dies, wenn autonome Funktionsstörungen zu lebensbedrohlichen Zuständen, wie der intestinalen Pseudoobstruktion, einem Harnverhalt, kardialen Arrhythmien, starken Schmerzen oder Synkopen führen. Durch eine sorgfältige Anamnese, gezielte laborchemische Untersuchungen und Zusatzdiagnostik inklusive autonomer Funktionstests sollte v. a. nach behandelbaren Ursachen gesucht werden.

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