Das Nervensystem ist ein komplexes Netzwerk, das im menschlichen Körper als Kommunikationszentrale fungiert. Es ermöglicht die Wahrnehmung von Sinnesreizen, steuert Körperreaktionen und initiiert Denkprozesse. Dieser Artikel beleuchtet die anatomische Struktur eines Nervs, seine Funktionen und die verschiedenen Komponenten, aus denen er besteht.
Das Nervensystem: Eine Einführung
Das Nervensystem ist vergleichbar mit einem Netzwerk aus Stromkabeln, Telefonleitungen und Internetverbindungen, das den Organismus "Gesellschaft" kommunizieren und funktionieren lässt. Im menschlichen Körper übernehmen Nervenzellen, auch Neuronen genannt, diese Rolle. Sie sind die Kommunikationsbahnen, über die Signale ausgetauscht werden, um Sinnesreize wahrzunehmen, Körperreaktionen wie Muskelkontraktionen zu steuern und Denkprozesse in Gang zu setzen.
Zentrales und peripheres Nervensystem
Das menschliche Nervensystem besteht aus einem zentralen (ZNS) und einem peripheren Anteil (PNS). Zum ZNS gehören Gehirn und Rückenmark, während das PNS aus den Nervenbahnen besteht, die vom Rückenmark in alle Regionen des Körpers ziehen. Funktionell lässt sich das PNS in das vegetative (autonome) und das somatische Nervensystem unterteilen.
Vegetatives und somatisches Nervensystem
Das vegetative Nervensystem arbeitet autonom, unabhängig vom menschlichen Willen. Es steuert lebenswichtige Funktionen wie Verdauung und Hormonausschüttung. Im Gegensatz dazu ermöglicht das somatische Nervensystem die willentliche Steuerung des Körpers, beispielsweise das bewusste Setzen eines Beines vor das andere oder das Runzeln der Stirn.
Die Rolle der Hirnhälften
Das Gehirn besteht aus zwei Hälften, die zusammenarbeiten. Die rechte Hemisphäre steuert die linke Körperhälfte und umgekehrt - die beiden Teile des Gehirns arbeiten spiegelverkehrt. Die linke Hemisphäre ist für die rechte Körperhälfte zuständig, der rechte Hirnabschnitt für die linke Seite. Verbunden sind die Hemisphären durch eine Brücke, das Corpus callosum, über die Informationen ausgetauscht werden, was für eine reibungslose Zusammenarbeit unerlässlich ist.
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Reizregistrierung, Verarbeitung und Weiterleitung
Alle Reize, ob von außen (z. B. Kälte) oder aus dem Körperinneren (z. B. Zahnschmerzen), werden von Nerven registriert und in Form von elektrischen Impulsen an das Gehirn weitergeleitet. Dort werden die Informationen ausgewertet und bei Bedarf miteinander verknüpft. Das Gehirn sendet seinerseits elektrische Signale aus, um Körperbewegungen auszulösen oder die Funktion der inneren Organe zu regulieren. Auch Denkprozesse, Lachen, Lesen und Lernen halten das Gehirn permanent auf Trab und bringen die Neuronen dazu, unzählige Impulse durch das Netzwerk zu schicken.
Neuronen: Die Bausteine des Nervensystems
Das Gehirn besteht aus etwa 100 Milliarden Neuronen, wobei einige Experten die Zahl sogar auf bis zu 1 Billion schätzen. Trotz dieser enormen Anzahl gibt es keine Platzprobleme im Kopf, da die einzelnen Nervenzellkörper nur maximal 150 Mikrometer (µm) groß sind.
Zellkörper und Fortsätze
Von einem Nervenzellkörper (Soma) gehen in der Regel verschiedene Fortsätze aus: mehrere kurze Dendriten und ein mehr oder weniger langes Axon. Die Dendriten fungieren als Empfangsantennen und nehmen elektrische Signale von Nachbarzellen auf. Das Axon leitet Impulse an andere Zellen weiter und kann über einen Meter lang sein.
Myelinscheide
Um eine schnelle Informationsübertragung über diese Distanz zu gewährleisten, ist das Axon abschnittsweise von Myelinscheiden umschlossen. Diese speziellen Zellen wickeln sich mehrfach um das Axon und isolieren es elektrisch. Axon und Hülle bilden zusammen 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, was die Erregungsleitung deutlich beschleunigt. Sie liegt bei etwa 100 Metern pro Sekunde im Vergleich zu 10 Metern pro Sekunde bei Nervenzellen ohne Myelinschicht.
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Synapsen
Als Neugeborener hat der Mensch etwa ebenso viele Nervenzellen wie im Erwachsenenalter. Im Laufe des Heranwachsens werden die Neuronen jedoch immer stärker miteinander verschaltet. Je engmaschiger das Nervenzell-Netzwerk ist, desto leistungsfähiger ist das Gehirn. Die Kontaktstellen zwischen den einzelnen Neuronen werden als Synapsen bezeichnet. Sie übertragen die Informationsreize von einer Zelle auf die nächste. Synapsen gibt es auch zwischen Nervenzellen und Muskelzellen, wodurch Nervenimpulse beispielsweise dem Bizeps im Oberarm "befehlen" können, sich zu kontrahieren.
Das vegetative Nervensystem im Detail
Das vegetative Nervensystem besteht aus dem Sympathikus, seinem Gegenspieler, dem Parasympathikus, sowie dem enterischen Nervensystem. Sympathikus und Parasympathikus arbeiten in der Feinregulierung der Körperfunktionen genau aufeinander abgestimmt, während das enterische Nervensystem als eigene Einheit funktioniert.
Sympathikus und Parasympathikus
Im Gegensatz zu den willentlich steuerbaren Nerven des somatischen Nervensystems funktionieren in den drei autonomen Bereichen alle Aktionen ohne absichtliche Steuerung durch den Menschen. Das zeigt sich beispielsweise im körperlichen Ausdruck von Angst, Schreck oder Wut: Die Pupillen erweitern sich, eine Verengung der Gefäße führt zu Erbleichen, das Herz rast. Alle Organe empfangen ständig Signale von sympathischen und parasympathischen Nerven. Die Wirkung hängt vom Verhältnis dieser Reize ab, also davon, welcher Einfluss gerade überwiegt. Der Sympathikus vermittelt anregende, leistungssteigernde Reize, während der Parasympathikus die Erholung fördert.
Enterisches Nervensystem
Das enterische Nervensystem (ENS) ist ein Netzwerk von Neuronen in den Wänden des Gastrointestinaltrakts. Das ENS empfängt Reize und beantwortet sie reflexartig, etwa durch Absonderung bzw.
Verlauf der Nervenbahnen
Während die Nervenbahnen des Sympathikus das Rückenmark in Höhe der Thorakalsegmente und Lumbalsegmente (T1 bis L1/L2) verlassen, verlaufen die Bahnen des Parasympathikus im Bereich des Sakralmarks (S2 bis S4), sowie als Hirnnerv (Nervus vagus) vom Kopf aus in fast alle Organe. Damit sind parasympathische Nerven weniger breit auf das Rückenmark verteilt und weniger von Verletzungen betroffen.
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Nerven im eigentlichen Sinne
Als Nerv im eigentlichen Sinne werden Bündel von Axonen bezeichnet, die meist sensible und motorische Neurone enthalten. Viele Nerven sind durch die Bündelung so dick, dass sie mit bloßem Auge zu erkennen sind. Man unterscheidet 31 paarige Spinalnerven, die dem Rückenmark entspringen, und 12 Hirnnerven.
Spinalnerven
Die meisten Nerven zweigen vom Rückenmark ab. Die Spinalnerven werden nach den Abschnitten der Wirbelsäule benannt, aus denen sie austreten:
- Halsmark / Zervikalmark (C1-C8)
- Brustmark / Thorakalmark (Th1-Th12)
- Lendenmark / Lumbalmark (L1-L5)
- Kreuzmark / Sakralmark (S1-S5)
- Schwanzmark / Kokzygealmark (Co1)
Das eigentliche Rückenmark verläuft nur durch etwa zwei Drittel der Wirbelsäule. Die Wirbelkörper im unteren Bereich umschließen nicht mehr das Rückenmark, sondern lediglich Spinalnerven, die weiter oben aus einem bestimmten Rückenmarksabschnitt ausgetreten sind (Cauda equina). Von jedem Segment führen rein motorische und rein sensible Neuronen in den Zwischenwirbelkanal, um sich dort zu einem Nerv zu verbinden.
Hirnnerven
Alle zwölf Kranialnerven entspringen dem Hirnstamm. Dazu gehören beispielsweise der Sehnerv (Nervus opticus) und der Nervus vestibulocochlearis, der Gehör und Gleichgewichtssinn versorgt. Drei weitere Hirnnerven regeln die Bewegungen der Augenmuskeln. Der Nervus vagus (10. Hirnnerv) gehört zum parasympathischen System und verlässt das Gehirn, um über die Kehlkopfmuskulatur, das Herz und den Magen zum Darm zu gelangen. Alle diese Stationen beeinflusst er autonom und ist dabei auf ein intaktes Rückenmark nicht angewiesen.
Die zwölf Hirnnerven im Überblick
Die zwölf Hirnnerven haben unterschiedliche Qualitäten und Funktionen:
| Hirnnerv | Bezeichnung | Qualität |
|---|---|---|
| 1. Hirnnerv | Nervus olfactorius (Riechnerv) | sensorisch |
| 2. Hirnnerv | Nervus opticus (Sehnerv) | sensorisch |
| 3. Hirnnerv | Nervus oculomotorius (Augenmuskelnerv) | parasympathisch-motorisch |
| 4. Hirnnerv | Nervus trochlearis (Augenmuskelnerv) | motorisch |
| 5. Hirnnerv | Nervus trigeminus (Drillingsnerv, Trigeminus) | sensibel-motorisch |
| 6. Hirnnerv | Nervus abducens (Augenmuskelnerv) | motorisch |
| 7. Hirnnerv | Nervus facialis (Gesichtsnerv, Fazialis) | sensorisch-parasympathisch-motorisch |
| 8. Hirnnerv | Nervus vestibulocochlearis (Hör- und Gleichgewichtsnerv) | sensorisch |
| 9. Hirnnerv | Nervus glossopharyngeus (Zungen-Rachen-Nerv) | sensorisch-parasympathisch-motorisch |
| 10. Hirnnerv | Nervus vagus („umherschweifender“ Nerv, Vagus) | sensorisch-parasympathisch-motorisch |
| 11. Hirnnerv | Nervus accessorius (Hals- oder Beinerv) | motorisch |
| 12. Hirnnerv | Nervus hypoglossus (Zungennerv) | motorisch |
Sensorische Hirnnerven (1, 2 und 8)
- Nervus olfactorius (1. Hirnnerv): Leitet Geruchsinformationen von der Riechschleimhaut in der Nase zum Riechkolben unterhalb des Frontalhirns.
- Nervus opticus (2. Hirnnerv): Leitet Signale der Netzhaut zum Gehirn und ermöglicht so das Sehen.
- Nervus vestibulocochlearis (8. Hirnnerv): Besteht aus zwei Anteilen: dem Gleichgewichtsnerv (Nervus vestibularis) und dem Hörnerv (Nervus cochlearis).
Augenmuskelnerven (3, 4 und 6)
- Nervus oculomotorius (3. Hirnnerv): Versorgt mehrere Augenmuskeln und ist für die Bewegung des Augapfels und das Heben des Oberlids zuständig.
- Nervus trochlearis (4. Hirnnerv): Versorgt einen Augenmuskel, der die Drehung des Augapfels nach unten innen ermöglicht.
- Nervus abducens (6. Hirnnerv): Versorgt den äußeren geraden Augenmuskel, der den Augapfel von der Mittellinie wegführt.
Weitere wichtige Hirnnerven
- Nervus trigeminus (5. Hirnnerv): Versorgt das Gesicht, die Schleimhaut von Mund und Nase, die Zähne und die Dura mater sensibel. Mit seinem kleineren motorischen Bereich versorgt er die Kaumuskulatur und den Mundöffner.
- Nervus facialis (7. Hirnnerv): Besteht aus sensorischen Fasern, die Geschmacksempfindungen von den vorderen zwei Dritteln der Zunge zum Gehirn leiten, parasympathischen Fasern, die zu den Speichel- und Tränendrüsen führen, und willkürlichen motorischen Fasern, die alle Muskeln des Gesichts versorgen.
- Nervus glossopharyngeus (9. Hirnnerv): Versorgt den Rachen, die Zunge und die Ohrspeicheldrüse.
- Nervus vagus (10. Hirnnerv): Versorgt mit seinen motorischen Anteilen das Gaumensegel, die Atemwege sowie die oberen Speisewege. Mit seinen sensiblen Anteilen versorgt er den äußeren Gehörgang, den Kehlkopf, die Luftröhre, den unteren Rachen, die Speiseröhre, die Lunge, den Magen, das Herz, die Leber, die Niere, die Milz und viele Gefäße.
- Nervus accessorius (11. Hirnnerv): Versorgt rein motorisch den Kopfnicker-Muskel (Musculus sternocleidomastoideus) und den Trapezmuskel (M. trapezius).
- Nervus hypoglossus (12. Hirnnerv): Versorgt die gesamte Zungenmuskulatur.
Lage der Hirnnerven
Die Durchnummerierung der 12 Hirnnerven-Paare entspricht ihrer Anordnung am Gehirn von kranial (schädelwärts) zu kaudal (schwanzwärts, also zu den Füßen hin).
- Nervus olfactorius (1. Hirnnerv): Beginnt mit den Riechzellen in der Riechschleimhaut der Nasenhöhle und zieht durch die Löcher der Siebbeinplatte (Lamina cribrosa) in die Schädelhöhle und dann zum Bulbus olfactorius.
- Nervus opticus (2. Hirnnerv): Die Nervenfasern des Sehnervs kommen aus der Netzhaut des Auges und ziehen durch die Augenhöhle zum Sehnervkanal (Canalis opticus).
- Nervus oculomotorius (3. Hirnnerv): Hat seine Wurzelzellen im Mittelhirn nahe der Mittellinie und gelangt durch die obere Augenhöhlenspalte (Fissura orbitalis superior) aus der Schädel- in die Augenhöhle.
- Nervus trochlearis (4. Hirnnerv): Seine Ursprungskerne liegen im Mittelhirn vor dem Aquaeduct (Hirnwasserkanal) und er gelangt durch die obere Augenhöhlenspalte zu dem Muskel, den er versorgt.
- Nervus trigeminus (5. Hirnnerv): Beginnt mit seinen sensiblen Wurzelzellen in der mittleren Schädelgrube, seitlich von der Brücke. Nahe der Felsenbeinpyramide geht der Nerv durch die Dura mater, wo er das Ganglion trigeminale bildet.
- Nervus abducens (6. Hirnnerv): Sein Ursprung liegt im sogenannten Fazialishügel der Rautengrube und er zieht dann in die Augenhöhle.
- Nervus facialis (7. Hirnnerv): Tritt am Kleinhirnbrückenwinkel aus dem Gehirn aus und verläuft gemeinsam mit dem Nervus vestibulocochlearis (8. Hirnnerv) durch den inneren Gehörgang in das Felsenbein.
- Nervus vestibulocochlearis (8. Hirnnerv): Tritt zusammen mit dem Nervus facialis aus dem Kleinhirnbrückenwinkel aus und verläuft gemeinsam mit diesem durch den inneren Gehörgang.
- Nervus glossopharyngeus (9. Hirnnerv): Verlässt das Gehirn hinter der Oliva (eine seitlich von der Medulla oblongata liegende Vorwölbung des verlängerten Rückenmarks im Rautenhirn) und zieht durch das Foramen jugulare (eine Öffnung an der Schädelbasis zwischen Hinterhaupts- und Felsenbein) zur äußeren Schädelbasis.
- Nervus vagus (10. Hirnnerv): Tritt aus der Medulla oblongata aus und zieht zwischen zwei Gefäßen, der Vena jugularis und der Arteria carotis interna, nach unten in die Brusthöhle.
- Nervus accessorius (11. Hirnnerv): Entspringt aus dem Halsmark mit sechs bis sieben Spinalwurzeln (Radices spinales), die sich im Wirbelkanal vereinigen.
- Nervus hypoglossus (12. Hirnnerv): Die motorischen Fasern des Nervus hypoglossus beginnen mit zehn bis 15 Wurzelfäden in der Medulla oblongata und treten dann durch den Canalis hypoglossi aus dem Schädel aus.
Mögliche Probleme mit den Hirnnerven
Verletzungen oder Erkrankungen der verschiedenen Hirnnerven und ihrer Äste können unterschiedlichste Folgen haben - je nachdem, welche Aufgabe die betreffenden Nervenfasern erfüllen. Einige Beispiele:
- Schädigungen des Nervus olfactorius (1. Hirnnerv) führen zu Ausfällen beim Geschmacksempfinden.
- Bei Entzündungen des Nervus opticus verschlechtert sich die Sehkraft.
- Eine Optikusatrophie ist eine Degeneration der Fasern des Sehnervs durch Druck, den zum Beispiel ein Tumor verursachen kann.
- Akustikusneurinom (Schwannoma): Gutartiger Tumor von Schwann-Zellen, die die Nerven innerhalb des Schädels betreffen. Betrifft am häufigsten den Nervus vestibulocochlearis (VIII), kann aber aufgrund seiner Lage im Kleinhirnbrückenwinkel auch den N. facialis (VII) betreffen. Die Erkrankung zeigt sich oft mit Hörverlust und Tinnitus.
- Herpes Zoster (Gürtelrose), die den Trigeminusnerv befällt.
- Trigeminusneuralgie: chronische Schmerzerkrankung, die den Trigeminusnerv betrifft.
Nervensystem: Mehr als nur Nervenzellen
Das Nervensystem besteht nicht nur aus Nervenzellen (Neuronen), sondern auch aus Stützzellen (Gliazellen). Die Nervenzellen sind für die Informationsübertragung zuständig, während die Gliazellen die Neuronen unterstützen und schützen.
Das periphere Nervensystem: Sensorische und motorische Nervenbahnen
Die Nervenbahnen des peripheren Nervensystems, die Informationen zum ZNS hin leiten, werden als sensorisch oder afferent bezeichnet. Die Nervenbahnen, die Informationen vom ZNS zu den Muskeln, Organen und Hormondrüsen leiten, werden als motorisch oder efferent bezeichnet.
Vegetatives Nervensystem: Sympathikus und Parasympathikus
Das vegetative Nervensystem reguliert alle automatisch ablaufenden Körperfunktionen wie Herzschlag, Atmung, Blutdruck und Verdauung. Es besteht aus zwei Teilen: dem Sympathikus und dem Parasympathikus. Der Sympathikus ist für die Aktivierung des Körpers in Stresssituationen zuständig, während der Parasympathikus für die Entspannung und Regeneration des Körpers zuständig ist.