Nervenaufbau und Anatomie: Ein umfassender Überblick

Das Nervensystem ist ein komplexes Netzwerk, das die Grundlage für die Kommunikation und Koordination im menschlichen Körper bildet. Es ermöglicht uns, Sinnesreize wahrzunehmen, Körperfunktionen zu steuern und Denkprozesse in Gang zu setzen. PD Dr. med. Gesche Tallen und ihr Team haben Informationen zusammengestellt, um ein besseres Verständnis der Struktur und Funktion dieses lebenswichtigen Systems zu ermöglichen. Dieser Artikel, redaktionell bearbeitet von Maria Yiallouros und freigegeben von Prof. Dr., bietet einen detaillierten Einblick in den Aufbau und die Anatomie des Nervensystems, wobei sowohl das zentrale als auch das periphere Nervensystem berücksichtigt werden.

Wichtiger Hinweis: Es ist wichtig zu beachten, dass die hier dargestellte Einteilung und Beschreibung der Strukturen des Zentralnervensystems (ZNS) an verschiedenen Stellen auch die damit in Verbindung stehenden Anteile des peripheren Nervensystems (PNS) berücksichtigt. Ebenso wird kurz auf das vegetative (autonome) Nervensystem eingegangen, das Anteile sowohl im ZNS als auch im PNS aufweist. Die Informationen erheben keinen Anspruch auf Vollständigkeit und sollten immer persönlich mit dem Behandlungsteam erörtert werden. Sie dienen als Grundlage für ein besseres Verständnis der Probleme, die ein Tumor im Nervensystem verursachen kann, und somit auch dazu, die Behandlungsstrategien für betroffene Patienten besser nachvollziehen zu können.

Das Nervensystem: Eine Einführung

Das Nervensystem lässt sich in zwei Hauptbereiche unterteilen: das zentrale Nervensystem (ZNS) und das periphere Nervensystem (PNS). Das ZNS besteht aus Gehirn und Rückenmark, während das PNS die Nervenbahnen umfasst, die sich vom ZNS in alle Regionen des Körpers erstrecken. Zentrales und peripheres Nervensystem bilden zusammen eine funktionelle Einheit. Das ZNS bekommt seine Informationen vom peripheren Nervensystem, verarbeitet sie und schickt Befehle mit passenden Reaktionen an das periphere Nervensystem zurück.

Zentrales Nervensystem (ZNS)

Das zentrale Nervensystem (ZNS) besteht aus dem Gehirn und dem Rückenmark. Es ist das Steuerzentrum des Körpers, das Informationen empfängt, verarbeitet und Befehle an den Rest des Körpers sendet.

Gehirn: Das Gehirn ist das komplexeste Organ des Körpers und für eine Vielzahl von Funktionen verantwortlich, darunter Denken, Gedächtnis, Emotionen und Bewegung. Es besteht aus etwa 100 Milliarden Neuronen. Das Gehirn wird orientierungsweise in 5 größere Abschnitte unterteilt. Dies sind das Großhirn, das Zwischenhirn, das Mittelhirn, das Kleinhirn und das Nachhirn. Umgeben ist das Gehirn von 3 Hautschichten. Die äußere Hülle (harte Hirnhaut) ist innen mit den Schädelknochen fest verbunden. Zwischen der inneren und der mittleren Haut befindet sich Flüssigkeit, die bei Erschütterungen wie eine Art Stoßdämpfer wirkt und somit zum Schutz des Gehirns beiträgt. Im Inneren des Gehirns befinden sich 4 Hohlräume (Hirnkammern), die mit Gehirnflüssigkeit gefüllt sind. Etwa 1.400 Gramm wiegt unser Gehirn. Dabei ist das Gehirn von Männern im Durchschnitt etwas größer und schwerer als das von Frauen, wobei dieser Größenunterschied keine unmittelbaren Rückschlüsse auf geistige Merkmale wie die Intelligenz zulässt. Das Älterwerden geht nicht spurlos an unserem Gehirn vorüber. Das Großhirn, dessen Entwicklung den Menschen mit all seinen einzigartigen und vielfältigen Fähigkeiten erst ermöglicht, nimmt 80% der Hirnmasse ein. Es besteht aus einer rechten und einer linken Großhirnhälfte, die durch einen breiten und dicken Nervenstrang (den „Balken“) miteinander verbunden sind. Die äußere Schicht des Großhirns bildet die Großhirnrinde. Sie ist 2 bis 3 Millimeter dick und wird auch, wegen ihres Aussehens, als graue Substanz bezeichnet. Ihre graue Farbe erhält die Großhirnrinde von den Zellkörpern der Neurone. Unterhalb der Großhirnrinde befindet sich die weiße Substanz.

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Rückenmark: Das Rückenmark ist eine lange, dünne Struktur, die sich vom Gehirn bis zum unteren Rücken erstreckt. Es leitet Informationen zwischen Gehirn und Körper und steuert Reflexe.

Peripheres Nervensystem (PNS)

Das periphere Nervensystem (PNS) umfasst alle Nervenbahnen, die außerhalb des Gehirns und des Rückenmarks liegen. Es ist für die Übertragung von Informationen zwischen dem ZNS und dem Rest des Körpers verantwortlich. Die Nervenbahnen des peripheren Nervensystems, die Informationen zum ZNS hin leiten, werden als sensorisch oder afferent bezeichnet. Nicht nur bei heißen Herdplatten, auch in anderen brenzligen Situationen spielt unser Nervensystem eine entscheidende Rolle.

Das Periphere Nervensystem setzt sich des Weiteren aus dem Somatischen und dem Vegetativen Nervensystem zusammen. Das somatische ist für die Steuerung willkürlicher Prozesse zuständig, wozu beispielsweise die Ansteuerung von Skelettmuskulatur und Sinnesorganen gehört. Die Nerven verzweigen sich im Verlauf durch den Körper und geben dabei andere Nerven oder Äste (Ramus) zu Zielstrukturen ab. PlexusEin Plexus ist ein Nervengeflecht, worin Fasern aus unterschiedlichen Spinalnerven neu zusammengefasst und gebündelt werden, damit sie gemeinsam in die selbe Zielregion ziehen können.

Das PNS lässt sich funktionell in zwei Bereiche untergliedern:

• Somatisches Nervensystem: Das somatische Nervensystem, auch animalisches oder willkürliches Nervensystem genannt, umfasst alle bewussten und willentlichen Prozesse im Körper. Es steuert die Skelettmuskulatur und ermöglicht willkürliche Bewegungen.

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• Vegetatives Nervensystem: Das vegetative Nervensystem, auch viszerales oder autonomes Nervensystem genannt, steuert alle unwillkürlichen Prozesse im Körper, die außerhalb des Bewusstseins ablaufen. Es reguliert lebenswichtige Funktionen wie Herzschlag, Atmung, Verdauung und Stoffwechsel. Das vegetative Nervensystem ist ein Teil des peripheren Nervensystems und reguliert alle automatisch ablaufenden Körperfunktionen wie beispielsweise Herzschlag, Atmung, Blutdruck und Verdauung. Dabei unterscheidet es praktischerweise, ob man gerade im Schatten eines Baumes ein Mittagsschläfchen hält oder sich mit einem Puma konfrontiert sieht. Dieser hat auch einen Gegenspieler: den sympathischen Teil, der dann aktiv wird, wenn wir in Alarmbereitschaft sind und Energie freigesetzt werden soll. Das heißt: Der Herzschlag wird beschleunigt, die Bronchien werden geweitet, die Durchblutung der Muskeln steigt - wir sind bereit zur Flucht.

  • Sympathikus: Der Sympathikus ist der Teil des vegetativen Nervensystems, der den Körper auf Stresssituationen vorbereitet ("Fight or Flight"). Er erhöht die Herzfrequenz, erweitert die Bronchien und steigert die Durchblutung der Muskeln.

  • Parasympathikus: Der Parasympathikus ist der Teil des vegetativen Nervensystems, der den Körper in Ruhephasen reguliert ("Rest and Digest"). Er senkt die Herzfrequenz, fördert die Verdauung und speichert Energie.

  • Enterisches Nervensystem (ENS): Das enterische Nervensystem (ENS), ist ein komplexes Geflecht aus Nervenzellen, das den Magen-Darm-Trakt durchzieht. Es steuert nicht nur die Darmbewegung und sekretorische Prozesse während der Verdauung, sondern vermittelt auch Befindlichkeiten wie Völlegefühle oder Schmerzen.

Zellen des Nervensystems

Das Nervensystem besteht im Wesentlichen aus zwei Zelltypen: Nervenzellen (Neuronen) und Gliazellen.

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Neuronen (Nervenzellen)

Nervenzellen, auch Neuronen genannt, sind die grundlegenden Funktionseinheiten des Nervensystems. Sie sind für die Übertragung von Informationen in Form von elektrischen und chemischen Signalen verantwortlich. Das Gehirn besteht aus etwa 100 Milliarden Neuronen. Sie geben das elektrische Signal des Axons an die nächste Nervenzelle weiter. Für die Weiterleitung eines Signals an der Synapse wird das elektrische Signal in ein chemisches Signal umgewandelt. - an die nächste Zelle.

Struktur eines Neurons:

• Zellkörper (Soma): Der Zellkörper enthält den Zellkern und andere Organellen. Am Zellkörper (Soma) der Nervenzellen entspringen Fortsätze (Dendriten und Axone), die als Nervenfasern bezeichnet werden.
• Dendriten: Dendriten sind kurze, verzweigte Fortsätze, die Signale von anderen Neuronen empfangen. Die Dendriten nehmen Signale aus dem Körper auf.
• Axon: Das Axon ist ein langer, dünner Fortsatz, der Signale an andere Neuronen oder Zielzellen weiterleitet. Das Axon leitet Signale zu einem anderen Axon, zu einer Drüsenzelle oder einer Muskelfaser weiter. Umgeben ist das Axon von Gliazellen. Damit die Informationen bei dieser Länge nicht zu langsam übermittelt werden, ist das Axon abschnittsweise von sogenannten Myelinscheiden umschlossen - speziellen Zellen, die sich mehrfach um das Axon herumwickeln und es elektrisch isolieren. Axon und Hülle zusammen bilden eine (markhaltige) Nervenfaser.Die nicht isolierten schmalen Lücken zwischen den einzelnen Myelinscheiden eines Axons werden Ranviersche Schnürringe genannt. Bei der Reizweiterleitung entlang des Axons "springen" die elektrischen Impulse von Schnürring zu Schnürring (die Bereiche dazwischen sind, wie erwähnt, durch die Myelinscheiden elektrisch isoliert). Die Erregungsleitung wird dadurch deutlich beschleunigt, sie liegt bei etwa 100 Metern pro Sekunde - im Vergleich zu 10 Metern pro Sekunde bei Nervenzellen ohne Myelinschicht.
• Synapsen: Synapsen sind die Kontaktstellen zwischen Neuronen, an denen die Signale übertragen werden. Als Neugeborener hat der Mensch etwa ebenso viele Nervenzellen wie im Erwachsenenalter. Während des Heranwachsens werden die Neuronen aber immer stärker miteinander verschaltet - aus gutem Grund: Je engmaschiger das Nervenzell-Netzwerk, desto leistungsfähiger ist das Gehirn. Die Kontaktstellen zwischen den einzelnen Neuronen nennt man Synapsen. Sie übertragen die Informationsreize von einer Zelle auf die nächste. Synapsen gibt es übrigens auch zwischen Nervenzellen und Muskelzellen. So können Nervenimpulse beispielsweise dem Bizeps im Oberarm "befehlen", sich zu kontrahieren - damit die Hand den Kaffeebecher zum Mund führen kann.

Gliazellen

Gliazellen sind Stützzellen des Nervensystems. Sie erfüllen verschiedene wichtige Funktionen, darunter:

• Isolation von Axonen: Einige Gliazellen, wie z.B. Oligodendrozyten und Schwann-Zellen, bilden die Myelinscheide um die Axone, die die Geschwindigkeit der Signalübertragung erhöht.
• Versorgung von Neuronen: Gliazellen versorgen die Neuronen mit Nährstoffen und Sauerstoff.
• Abwehr von Krankheitserregern: Gliazellen schützen das Nervensystem vor Krankheitserregern.

Nervenfasern und Nerven

Eine Nervenfaser setzt sich aus einem Axon und einer umgebenden Gliascheide zusammen. Mehrere Schichten dieser Gliascheide bilden wiederum die Myelinscheide, welche als eine Art Isolierschicht wie bei einem Kabel fungiert. Die Myelinscheide weist zudem in gewissen Abständen Einschnürungen auf, welche der Reizweiterleitung dienen und als “Ranvier-Schnürringe” bezeichnet werden. Hinsichtlich der mikroskopischen Anatomie werden die Nerven von weiteren Schichten umgeben.

Ein Nerv besteht als nächstgrößte Funktionseinheit des Nervensystems aus vielen einzelnen Nervenfasern, die gebündelt und von Bindegewebe umgeben sind. Letzteres wird in drei unterschiedliche Zonen unterteilt: das Endoneurium, das Perineurium und das Epineurium. Das Endoneurium ist ein lockeres Bindegewebe, das einzelne Nervenfasern umhüllt und zahlreiche kleine Blutgefäße enthält, die der Ernährung der Nervenfasern dienen. Das Perineurium hingegen fasst als festes Bindegewebe die Nervenfasern zu Bündeln zusammen, den sogenannten Faszikeln, und übt neben einer stützenden auch eine teilende Funktion aus.

Hirnnerven und Spinalnerven

Das periphere Nervensystem besteht aus den Hirnnerven und den Spinalnerven.

• Hirnnerven: Die Hirnnerven entspringen dem Gehirn und versorgen den Kopf- und Halsbereich. Ein angenehmer Duft, leuchtende Farben oder ein leckeres Essen - um diese schönen Erfahrungen wahrnehmen zu können, benötigen wir unsere Hirnnerven. Sie leiten die von den Sinnesorganen gewonnenen Eindrücke an das Gehirn weiter. Darüber hinaus sind die Hirnnerven aber auch in der Lage, Befehle aus dem Hirn an die Muskeln zu übertragen. Es gibt 12 Hirnnerven:

  • I. Nervus olfactorius (Riechnerv)
  • II. Nervus opticus (Sehnerv)
  • III. Nervus oculomotorius (Augenbewegungsnerv)
  • IV. Nervus trochlearis (Augenbewegungsnerv)
  • V. Nervus trigeminus (Drillingsnerv, Sensibilität des Gesichts, Kaumuskulatur)
  • VI. Nervus abducens (Augenbewegungsnerv)
  • VII. Nervus facialis (Gesichtsnerv, mimische Muskulatur, Geschmack)
  • VIII. Nervus vestibulocochlearis (Hörnerv und Gleichgewichtsnerv)
  • IX. Nervus glossopharyngeus (Zungen-Rachen-Nerv, Geschmack, Schlucken)
  • X. Nervus vagus (Eingeweidenerv,Regulation innerer Organe)
  • XI. Nervus accessorius (Beinerv,Muskeln im Hals- und Schulterbereich)
  • XII. Nervus hypoglossus (Unterzungennerv, Zungenbewegung)

• Spinalnerven: Die Spinalnerven entspringen dem Rückenmark und versorgen den Rest des Körpers. Spinalnerven treten jeweils paarig auf verschiedenen Höhen des Rückenmarks aus und verlassen den Wirbelkanal der Wirbelsäule durch sogenannte Zwischenwirbellöcher (Foramina intervertebralia). Im Hals-, Lenden- und Kreuzbeinbereich vereinigen sich die vorderen Äste der verschiedenen Spinalnerven miteinander und bilden sogenannte Nervengeflechte (Plexus).

Erkrankungen des Nervensystems

Neurologische Erkrankungen sind Erkrankungen des Nervensystems. Sie sind entweder durch einen Gendefekt angeboren oder entstehen im Laufe des Lebens. Hierfür können zum Beispiel eine Infektion, ein Trauma oder eine Rückbildung (Degeneration) verantwortlich sein. Es gibt viele Erkrankungen, welche die zentralen oder peripheren Nerven betreffen. Aufgrund verschiedener Erkrankungen kann die Isolierung der Axone defekt sein: So greift bei der Autoimmunerkrankung Multiple Sklerose (MS) das fehlgeleitete Immunsystem die Myelinscheiden an und zerstört sie stellenweise. In der Folge klappt die Informationsweiterleitung entlang des betroffenen Axons nicht mehr reibungslos - es kommt zu Symptomen wie Lähmungen, Gefühls- und Sehstörungen.

Einige Beispiele für neurologische Erkrankungen sind:

• Multiple Sklerose (MS): Eine Autoimmunerkrankung, die die Myelinscheide der Nervenfasern im Gehirn und Rückenmark angreift.
• Schlaganfall: Eine plötzliche Unterbrechung der Blutversorgung des Gehirns, die zu Hirnschäden führen kann.
• Amyotrophe Lateralsklerose (ALS): Amyotrophe Lateralsklerose (ALS) ist eine sporadisch auftretende oder vererbte neurodegenerative Erkrankung der ersten und zweiten Motoneurone.
• Periphere Neuropathie: Die periphere Neuropathie ist eine Erkrankung, bei der die Reizweiterleitung der peripheren Nerven gestört ist. Dadurch werden Sinnesreize z. B. von Händen oder Füßen vermindert, verstärkt oder gar nicht an das Gehirn weitergeleitet. Betroffene der peripheren Neuropathie verspüren häufig ein Missempfinden wie Kribbeln („Ameisenlaufen“), Nadelstechen oder Brennen in den Füßen. Risikofaktoren, die zu einer Entstehung der peripheren Neuropathie beitragen können, gibt es viele.
• Karpaltunnelsyndrom: Sogenannte neuropathische Schmerzen können etwa durch Druckschäden (Kompression) entstehen, wenn ein Nerv eingeklemmt ist. Dies ist z. B. häufig bei Schwellungen im Karpaltunnel am Handgelenk der Fall (Karpaltunnelsyndrom).

Schutz und Pflege der Nerven

Vom einfachen Schutzreflex bis hin zu essenziellen Körperfunktionen: Ohne Nerven wären wir nicht lebensfähig. Wir sollten uns also gut um sie kümmern. Alter, Umweltgifte und Drogen (auch das Zellgift Alkohol) sind die größten Feinde der Nervenzellen. Wissenschaftler sind heute der Auffassung, dass an dem Sprichwort "Was Hänschen nicht lernt, lernt Hans nimmermehr" weniger dran ist, als immer vermutet wurde. Studien mit Senioren haben gezeigt, dass das menschliche Gehirn auch im Alter noch wachsen kann, wenn wir etwas Neues lernen. Jonglieren, Klavier spielen oder eine Fremdsprache lernen - was es ist, ist egal. Die Hauptsache: Es ist neu und macht Spaß.

Schlussfolgerung

Das Nervensystem ist ein komplexes und faszinierendes Netzwerk, das für die Steuerung und Koordination aller Körperfunktionen unerlässlich ist. Ein detailliertes Verständnis seiner Anatomie und Funktionsweise ist entscheidend für die Diagnose und Behandlung neurologischer Erkrankungen. Die hier dargestellten Informationen dienen als Grundlage für ein besseres Verständnis des Nervensystems und seiner Bedeutung für unsere Gesundheit und unser Wohlbefinden.

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