Nervensystem Aufgaben: Eine umfassende Übersicht

Das Nervensystem ist ein komplexes Netzwerk, das die Grundlage für nahezu alle Funktionen des menschlichen Körpers bildet. Es ermöglicht uns, mit der Umwelt zu interagieren, unsere inneren Organe zu steuern und zu denken, zu fühlen und zu handeln. In diesem Artikel werden die Aufgaben des Nervensystems detailliert erläutert, seine Bestandteile und Funktionsweisen beschrieben sowie Einblicke in häufige Erkrankungen gegeben.

Einführung in das Nervensystem

Das Nervensystem ist das Steuerungs- und Kommunikationssystem des Körpers. Es besteht aus einem komplexen Netzwerk von Nervenzellen, den Neuronen, die in der Lage sind, elektrische und chemische Signale zu empfangen, zu verarbeiten und weiterzuleiten. Das Nervensystem ermöglicht es uns, Sinnesreize wahrzunehmen, Bewegungen auszuführen, lebenswichtige Körperfunktionen zu regulieren und kognitive Prozesse wie Denken und Gedächtnis zu ermöglichen.

Zentrale und periphere Nervensystem

Das Nervensystem wird in zwei Hauptbereiche unterteilt: das zentrale Nervensystem (ZNS) und das periphere Nervensystem (PNS).

Das zentrale Nervensystem (ZNS)

Das zentrale Nervensystem (ZNS) bildet zusammen mit dem peripheren Nervensystem das Nervensystem. Es dient als Steuerzentrale für sämtliche körperlichen und geistigen Prozesse, indem es Informationen verarbeitet, Bewegungen koordiniert und lebenswichtige Funktionen übernimmt. Das ZNS besteht aus dem Gehirn und dem Rückenmark.

• Gehirn: Das Gehirn ist das Kontrollzentrum des Körpers und befindet sich geschützt im Schädel. Es ist in verschiedene Bereiche unterteilt, darunter das Großhirn, Kleinhirn, Zwischenhirn und der Hirnstamm. Diese Strukturen sind für Denkprozesse, Sinneswahrnehmungen, Emotionen, Bewegungssteuerung und vegetative Funktionen zuständig. Der am höchsten entwickelte Abschnitt des Gehirns ist das Großhirn mit der Großhirnrinde. Hier liegen die Verarbeitungszentren für Signale, die von den Augen (Sehrinde), den Ohren (Hörzentrum) und anderen Sinnesorganen kommen. Durch die Sehrinde beispielsweise erkennen wir einen Gegenstand als Auto, d.h. erst durch sie erhält das Gesehene eine Bedeutung. Auch Informationen von der Körperoberfläche werden in der Großhirnrinde verarbeitet. Dabei ist der Bereich der Großhirnrinde, der für eine bestimmte Region der Körperoberfläche zuständig ist, umso grösser, je wichtiger er für die Wahrnehmung der Umwelt ist. So ist das „Wahrnehmungsfeld“ für Informationen, die von den Händen kommen, deutlich grösser als das für die Füße. Auch das Wiedererkennen von Orten und Personen erfolgt in der Großhirnrinde. Andere Bereiche der Großhirnrinde sind für Sprache, Rechnen und Empfindungen zuständig. Der motorische Bereich der Großhirnrinde steuert und koordiniert Muskelbewegungen. Die weiteren Abschnitte des Gehirns sind Zwischenhirn, Mittelhirn, Kleinhirn und Nachhirn. Im Zwischenhirn werden beispielsweise vegetative Funktionen wie Körpertemperatur, das Hunger- und Durstgefühl sowie das Sexualverhalten gesteuert. Hier befindet sich auch die Hypophyse. Diese wichtige Hormondrüse, die auch als Hirnanhangsdrüse bezeichnet wird, produziert Wirkstoffe (Hormone), die in die Blutbahn abgegeben werden und dann über den Blutkreislauf zu ihren Wirkorten gelangen. Die Hormone der Hypophyse steuern beispielsweise das Längenwachstum vor der Pubertät, fördern das Wachstum der inneren Organe und haben Einfluss auf den Stoffwechsel. Zudem fördern sie die Reifung der Eizellen in den Eierstöcken der Frau und die Entwicklung der Spermien beim Mann. Das Mittelhirn ist der kleinste Abschnitt des Gehirns. Es steuert u.a. den Wach-Schlaf-Rhythmus und kann die Aufmerksamkeit auf bestimmte Sinneseindrücke lenken. Verantwortlich für den richtigen Ablauf aller Körperbewegungen ist das Kleinhirn. Zudem ist es massgeblich an der Aufrechterhaltung des Gleichgewichtes beteiligt. Bei einem Ausfall des Kleinhirns kommt es deshalb zu taumelnden, zielunsicheren oder zittrigen Bewegungen, wie sie bei Betrunkenheit auftreten. Auch schnell aufeinander folgende Bewegungen können nicht mehr ausgeführt werden. Mit dem Nachhirn grenzt das Gehirn an das Rückenmark. Hier werden die Atmung, der Kreislauf und viele Abläufe in den Organen gesteuert. Das Nachhirn ist auch für den Lidschlussreflex, den Tränenfluss, den Schluckreflex, die Speichelproduktion sowie für Niesen, Husten und Erbrechen zuständig. Zudem gibt es Reflexe, an denen nur das Rückenmark beteiligt ist.
• Rückenmark: Das Rückenmark verläuft innerhalb der Wirbelsäule und verbindet das Gehirn mit dem peripheren Nervensystem. Es dient als Leitungsbahn für Nervenimpulse und steuert Reflexe.

Im Zentralen Nervensystem geschieht die Verschaltung und Verarbeitung von sämtlichen Nervenbahnen des Körpers und deren Informationen. So kommen im ZNS beispielsweise sensible Impulse aus den Sinnesorganen an, wodurch eine Wahrnehmung dieser Reize ermöglicht wird.

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Das periphere Nervensystem (PNS)

Das periphere Nervensystem (PNS) umfasst alle Nerven und Nervenzellen, die sich außerhalb des ZNS befinden. Es verbindet das ZNS mit den Organen, Muskeln und der Haut und ermöglicht so die Kommunikation zwischen dem Gehirn und dem Rest des Körpers. Das periphere Nervensystem besteht aus neuronalen Komponenten, die sich aus dem ZNS fortsetzen. Rückenmark, die sich außerhalb des ZNS befinden. Die 12 Hirnnerven beim Austritt aus dem Gehirn Bild: „Roots of thecranial nerves“ von Phil Schatz. Bild von Lecturio.

Das PNS wird weiter unterteilt in das somatische und das autonome Nervensystem.

• Somatisches Nervensystem: Das somatische Nervensystem steuert willkürliche Bewegungen der Skelettmuskulatur. Es ermöglicht uns, bewusst zu handeln und auf unsere Umwelt zu reagieren.

• Autonomes Nervensystem: Das autonome Nervensystem (ANS) überwacht und steuert die Funktionen der inneren Organe. Das ANS besteht aus dem parasympathischen und sympathischen Nervensystem. 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. Sowohl das zentrale als auch das periphere Nervensystem enthalten willkürliche und unwillkürliche Anteile. Das vegetative Nervensystem lässt sich weiter einteilen in das sympathische Nervensystem (Sympathikus) und das parasympathische Nervensystem (Parasympathikus). Sympathikus und Parasympathikus werden oft als Gegenspieler bezeichnet. Einfach ausgedrückt: Das sympathische Nervensystem reguliert die Organfunktionen in Stresssituationen oder bei Aktivität und das parasympathische Nervensystem in Entspannungsphasen. Zum vegetativen Nervensystem zählt außerdem noch das enterische Nervensystem, das Nervensystem des Darms. Es besteht aus einem Nervengeflecht in der Darmwand und reguliert den Darm weitgehend unabhängig.

  • Sympathikus: Der Sympathikus bereitet den Körper auf Aktivität und Stress vor. Er erhöht die Herzfrequenz, erweitert die Atemwege und steigert die Durchblutung der Muskeln. Der Sympathikus stimuliert, der Parasympathikus beruhigtWenn das autonome Nervensystem bestimmte Informationen über den Körperstatus und äußere Bedingungen erhalten hat, reagiert der sympathische Teil mit der Anregung von entsprechenden Körperprozessen - oder der parasympathische mit deren Hemmung: Der Sympathikus erhöht bei Gefahr Herzschlag und Atemtätigkeit und verbessert die Durchblutung - das steigert die körperliche Leistungsfähigkeit, die zur Flucht oder Verteidigung notwendig ist. Gleichzeitig hemmt der Sympathikus Vorgänge wie die Verdauung, die bei Gefahr nicht hilfreich sind. Wenn wir entspannt sind, verlangsamt der Parasympathikus den Herzschlag und beruhigt die Atmung.
  • Parasympathikus: Der Parasympathikus fördert Ruhe und Entspannung. Er verlangsamt die Herzfrequenz, fördert die Verdauung und senkt den Blutdruck. Der Parasympathikus kümmert sich um die Körperfunktionen in Ruhe: Er aktiviert die Verdauung, kurbelt verschiedene Stoffwechselvorgänge an und sorgt für Entspannung.

Beim Zusammenspiel von Sympathikus und Parasympathikus geht es darum, dass immer diejenigen Körperfunktionen Vorrang erhalten, deren Aktivität in einer jeweiligen Situation am sinnvollsten ist. 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. Der Sympathikus übernimmt so lange die Führung, wie es nötig ist, um eine Stresssituation zu meistern. Dann schaltet sich das parasympathische Nervensystem ein und führt den Organismus in den „Normalbetrieb“ zurück.

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Funktionen des Nervensystems im Detail

Die Funktionen des Nervensystems sind vielfältig und umfassen:

1. Sensorische Wahrnehmung: Das Nervensystem empfängt sensorische Informationen aus der Umwelt und dem Körperinneren. So nehmen beispielsweise Augen, Ohren, Nase, Zunge und Sensoren in der Haut, wie beispielsweise Temperatur- und Berührungssensoren, Reize aus der Umwelt wahr und leiten sie weiter zum Zentralnervensystem. Auch Informationen über den Zustand des eigenen Organismus, wie z.B. die Stellung des Körpers oder Hunger und Durst, werden registriert. Dieser Teil des Nervensystems wird als sensorisches Nervensystem bezeichnet.
2. Motorische Steuerung: Das Nervensystem sendet motorische Befehle an die Muskeln, um Bewegungen auszuführen. Dem gegenüber steht das motorische Nervensystem. Mit ihm reagiert der Organismus auf Signale aus seiner Umgebung oder vom Körper selbst. So steuert das motorische Nervensystem die Muskulatur und ermöglicht uns damit, Handlungen auszuführen und sich in der Umwelt zu bewegen. Ein Beispiel: Bewegen wir uns auf ein Hindernis zu, wird es vom Auge wahrgenommen. Das sensorische Nervensystem gibt diese Information an das Gehirn weiter. Hier wird die Information verarbeitet und die Entscheidung getroffen, dem Hindernis auszuweichen.
3. Regulation autonomer Funktionen: Das Nervensystem reguliert lebenswichtige Körperfunktionen wie Atmung, Herzschlag, Blutdruck, Verdauung und Körpertemperatur.
4. Kognitive Prozesse: Das Nervensystem ist für kognitive Prozesse wie Denken, Lernen, Gedächtnis und Sprache verantwortlich.
5. Emotionen und Verhalten: Das limbische System, ein Teil des Nervensystems, verarbeitet Gefühle und beeinflusst Motivation und soziales Verhalten.

Signalübertragung im Nervensystem

Die Aufgabe der Nervenzellen besteht darin, Signale aufzunehmen und an andere Nervenzellen oder Muskel- und Drüsenzellen weiterzuleiten. Entlang einer Nervenzelle werden die Signale elektrisch fortgeleitet. Die Geschwindigkeit solcher Signale kann bis zu 360 km pro Stunde erreichen (100 m/sec = 6000 m/min = 360 km/h). Solche hohen Geschwindigkeiten sind notwendig, wenn man bedenkt, dass beispielsweise die Signale vom Gehirn bis zu der Muskulatur der Beine eine relativ große Strecke zurücklegen müssen. Die Kontaktstelle zwischen 2 Nervenzellen ist die Synapse. Hier erfolgt die Übertragung des elektrischen Signals von einer Nervenzelle zur nächsten mit Hilfe von Botenstoffen, die auch als Transmitter bezeichnet werden. Gelangt das elektrische Signal zum Axonende einer Nervenzelle, wird dort der jeweilige Botenstoff in den winzigen Spalt zwischen den beiden Zellen ausgeschüttet. Die Funktion von Gehirn und Nervensystem basiert somit nicht nur auf einer Weiterleitung von elektrischen Signale sondern auch biochemischen Prozessen, welche die Signalübertragung zwischen den Nervenzellen erst ermöglicht.

Erkrankungen des Nervensystems

Das zentrale Nervensystem ist essenziell für das Funktionieren des menschlichen Körpers und seine geistige Leistungsfähigkeit, daher können Schädigungen oder Erkrankungen zu schwerwiegenden Folgen führen. Zu den häufigsten Erkrankungen und Schädigungen zählen Schlaganfälle, Multiple Sklerose, Morbus Parkinson, Alzheimer oder auch Querschnittslähmungen. Bei einem Schlaganfall kann es zu Durchblutungsstörungen im Gehirn kommen, die Lähmungen oder Sprachprobleme bedingen können.

Weitere Erkrankungen des Nervensystems sind:

• Amyotrophe Lateralsklerose (ALS): Amyotrophe Lateralsklerose (ALS) ist eine sporadisch auftretende oder vererbte neurodegenerative Erkrankung der ersten und zweiten Motoneurone. Gastrointestinale Motilität führen. Die Diagnose wird klinisch gestellt.
• Vegetative Störung: 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. In vielen Fällen lässt sich bei einer Störung des vegetativen Nervensystems keine konkrete Ursache ausmachen. Mögliche auslösende Krankheiten sind: Diabetes mellitus, Verletzungen vor allem in der Nähe des Rückenmarks, bei denen Verbindungen im Nervensystem beschädigt werden können Horner-Syndrom, Tumor des Nebennierenmarks (Phäochromozytom), virale oder bakterielle Infektionen, Multisystematrophie, genetisch bedingte oder erworbene Erkrankungen wie Amyloidose.

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