Zusammenarbeit von Nerven- und Hormonsystem einfach erklärt

Das Nerven- und Hormonsystem sind die beiden wichtigsten Kommunikationssysteme des Körpers. Sie arbeiten eng zusammen, um die Körperfunktionen zu koordinieren und das Gleichgewicht im Körper aufrechtzuerhalten. Beide Systeme sind Koordinationssysteme, die die Leistungen und das Verhalten des Organismus beeinflussen.

Strukturelle, chemische und funktionelle Beziehungen

Bei Tieren und dem Menschen findet die Kopplung des Nerven- und endokrinen Systems auf drei Ebenen statt:

• Strukturelle Beziehungen: Strukturelle Beziehungen zwischen Nerven- und endokrinem System bestehen durch die anatomisch enge Verbindung. Viele Hormondrüsen bestehen aus Nervengewebe (Teile des Hypothalamus und der Neurohypophyse (Hypophysenhinterlappen) und Teile des Insektengehirns) oder haben sich in der Evolution aus Nervengewebe entwickelt (z. B. Nebennierenmark).
• Chemische Beziehungen: Chemische Beziehungen sind daran zu erkennen, dass Hormone auch als Signalmoleküle im Nervensystem verwendet werden (z. B. Adrenalin).
• Funktionelle Beziehungen: Funktionelle Beziehungen werden in dem Zusammenwirken neuronaler und hormoneller Kontrollmechanismen in vielen physiologischen Prozessen deutlich, z. B. bei der Kontrolle der Schilddrüsenfunktion und bei der Beeinflussung des Verhaltens. Dabei kommt der Verbindung zwischen Nervensystem und Adenohypophyse (Hypophysenvorderlappen) und der Bildung von effektorischen Hormonen und glandotropen Hormonen durch die Adenohypophyse eine entscheidende Bedeutung zu.

Während die effektorischen Hormone (wie z. B. Prolactin) direkt auf die Erfolgsorgane wirken, die Reaktion also selbst auslösen, steuern die glandotropen Hormone (z. B. Die Funktion der Adenohypophyse wird über Releasing- (stimulierende) Hormone oder Inhibiting- (hemmende) Hormone reguliert. Diese Hormone werden im Hypothalamus gebildet und über ein Pfortadersystem zur Adenohypophyse transportiert.

Das Nervensystem: Schnelle Kommunikation durch elektrische Impulse

Das Nervensystem ist die zentrale Informations- und Kommunikationsplattform unseres Körpers. Es ist ein faszinierendes Netzwerk, das unseren gesamten Organismus durchzieht und der Erfassung, Weiterleitung und Verarbeitung von Informationen dient.

Funktionsweise des Nervensystems

Das Nervensystem arbeitet immer nach demselben Prinzip: dem elektrischen Impuls. Dieser dient nicht nur der Reizwahrnehmung, sondern auch der Reizverarbeitung und Reizweiterleitung (z. B. motorische Befehle an die Muskeln). Spezialisierte Sensoren (z. B. Sinneszellen) nehmen Informationen aus der Umwelt oder dem Körperinneren auf. Die vom Nervensystem gesammelten Informationen werden dann in elektrische Impulse umgewandelt und über Nervenfasern mit einer Geschwindigkeit von rund 400 km/h an das Gehirn weitergeleitet. Dort werden sie schließlich verarbeitet und gespeichert. Auf diese Weise werden nicht nur Bewegungsabläufe und die Funktion unserer Organe gesteuert.

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Aufbau des Nervensystems

Als kleinste funktionelle Einheit bilden die Nervenzellen (med.: Neuron) mit ihren umgebenden Gliazellen die Grundbausteine unseres Nervensystems. Die kleinen, meist stark verästelten Dendriten empfangen Signale, während das längere Axon die elektrische Erregung zum Ende der Nervenzelle weiterleitet. Dort angekommen wird der Reiz durch die sogenannten Synapsen (Schaltstelle der Nervenzelle) zur nächsten Zelle transportiert.

Ein Nerv besteht aus einem Zusammenschluss mehrerer, parallel verlaufender, gebündelter Nervenfasern (Axone). Je nachdem, welche Aufgabe der Nerv erfüllt bzw. in welche Richtung er die Informationen weiterleitet, wird er als efferenter (motorischer), afferenter (sensorischer) oder gemischter Nerv bezeichnet. Efferente Nerven leiten elektrische Impulse vom Zentrum (Gehirn, Rückenmark) zur Peripherie, beispielsweise zur Skelettmuskulatur. Afferente Nerven hingegen senden den Reiz von der Peripherie (z. B.

Unterteilung des Nervensystems

Innerhalb des Nervensystems werden aber nicht nur die Nervenfasern aufgrund spezieller Eigenschaften unterteilt. Auch das Nervensystem als Ganzes lässt sich in verschiedene Bereiche untergliedern:

• Zentrales Nervensystem (ZNS) und peripheres Nervensystem (PNS): Wird anhand der Lage bzw. des Aufbaus differenziert, ist vom zentralen Nervensystem (ZNS) oder peripheren Nervensystem (PNS) die Rede. Unser Gehirn und das Rückenmark bilden gemeinsam das zentrale Nervensystem, kurz ZNS. Als peripheres Nervensystem werden all jene Nerven zusammengefasst, die nicht zum ZNS gehören.
• Somatisches (willkürliches) Nervensystem und vegetatives (unwillkürliches) Nervensystem: Erfolgt die Einordnung gemäß der Funktion, spricht die Neurobiologie vom somatischen (willkürlichen) Nervensystem und vom vegetativen (unwillkürlichen) Nervensystem. Viele der Funktionen, die unser Nervensystem übernimmt, können wir bewusst steuern. Auf manches haben wir allerdings keinen Einfluss.

Sowohl peripheres und zentrales Nervensystem als auch das somatische und vegetative Nervensystem sind in ihrer Funktion miteinander gekoppelt.

Zentrales Nervensystem (ZNS)

Bei Betrachtung der Gewebestruktur ist zu erkennen, dass sowohl Gehirn als auch Rückenmark aus einer grauen und weißen Substanz bestehen. Die graue Substanz, die vor allem aus Nervenzellkörpern besteht, befindet sich in der Großhirnrinde (Kortex) und im schmetterlingsförmigen Teil des Rückenmarks. Sie dient der Reizaufnahme und Reizverarbeitung. Die weiße Substanz bildet im Gehirn das innenliegende Gewebe aus Nervenfasern (Axone). Hier sind Nervenzellen durch millionenfache Verbindungen verschaltet und für die Reizweiterleitung verantwortlich.

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Als Kontroll- und Schaltzentrale ist das zentrale Nervensystem für uns lebenswichtig, denn es steuert die bewusste Koordination der Bewegung (Motorik), vermittelt Nachrichten aus der Umwelt oder unserem Körperinneren und reguliert das Zusammenspiel aller Körpersysteme (Atmung, Hormonhaushalt, vegetatives und peripheres Nervensystem, innere Organe, Herz-Kreislauf-System, Muskulatur). Darüber hinaus ermöglicht uns das zentrale Nervensystem komplexe Funktionen wie Gedächtnis (Lernen, Erinnerung), Bewusstsein, Gefühle, Verstand und Vernunft.

Die Hauptbestandteile des Gehirns sind:

1. Hirnstamm: Regulation lebenswichtiger Funktionen (u.a. Atmung, Herzschlag)
2. Kleinhirn: Steuerung von Bewegung und Gleichgewicht
3. Zwischenhirn: Verbindung zwischen Nerven- und Hormonsystem
4. Großhirn: Sitz von Bewusstsein, Denken und Sprache

Peripheres Nervensystem (PNS)

Als peripheres Nervensystem werden all jene Nerven zusammengefasst, die nicht zum ZNS gehören. Die Hirnnerven verknüpfen unsere Sinnesorgane mit dem Gehirn und der Muskulatur im Kopf- und Rumpfbereich. Entsprechend der Reihenfolge, in der sie aus dem Gehirn austreten, werden sie mit römischen Zahlen nummeriert. Zu den Hirnnerven gehören beispielsweise unser Riechnerv (I. Hirnnerv; Nervus olfactorius), der Sehnerv (II. Hirnnerv; Nervus opticus) und unser Gesichtsnerv (VII. Hirnnerv; Nervus facialis). Rund die Hälfte der Hirnnerven sind sogenannte gemischte Nerven, d. h. sie enthalten sowohl motorische als auch sensorische Fasern. Die Spinalnerven sind ebenfalls gemischte Nerven. Sie bilden sich aus den Nervenwurzeln im Rückenmark und verzweigen sich nach ihrem Austritt aus dem Wirbelkanal in 3-4 Äste, um verschiedene Körperbereiche versorgen zu können. Der vordere Ast z. B.

Um sensorische Informationen zu übertragen und Körperfunktionen sowie Reaktionen zu koordinieren, arbeiten unser peripheres und zentrales Nervensystem als perfektes Team zusammen. Nicht immer wird dabei das Gehirn involviert. Bei Reflexen wie z. B. die Regulation innerer Prozesse wie z. B. die Interaktion mit der Umwelt, d. h.

Somatisches und vegetatives Nervensystem

Sowohl bei bewussten als auch bei unbewussten Reaktionen spielen die Sinneszellen als Übermittler der Informationen eine zentrale Rolle. Denn sie nehmen Sinnesreize (Sehen, Hören, Riechen usw.) aus der Umwelt wahr und leiten sie über das periphere Nervensystem an unser Gehirn. Abhängig vom Sinnesreiz werden verschiedene Arten von Rezeptoren erregt. Im Gehirn angekommen wird der Sinnesreiz dann schließlich mit übergeordneten Hirnprozessen wie z. B.

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Je nachdem, ob unser Körper Reize der Umwelt verarbeitet oder Körperfunktionen im Inneren koordiniert, unterscheidet man zwischen somatischem (willkürlichem) Nervensystem und vegetativem (unwillkürlichem) Nervensystem. Das somatische (willkürliche) Nervensystem steuert die Motorik der Skelettmuskulatur und damit alle bewussten, willentlichen Körperreaktionen und Reflexe, die als Reaktion auf unsere Umwelt erfolgen. Wenn wir also im Sommer nach draußen gehen und realisieren, dass es uns zu hell ist, leiten die Sinneszellen der Augen die Information über sensorische Nervenfasern an das Gehirn weiter. Dort wird die Information dann zur Entscheidung umgewandelt, eine Sonnenbrille zu tragen - und der Befehl „Sonnenbrille aufsetzen“ wird über motorische Nervenfasern an die Hand weitergeleitet.

Im Gegensatz zum somatischen Nervensystem haben wir über das vegetative Nervensystem keinerlei Kontrolle. Die Tatsache, dass wir es nicht beeinflussen können, bedeutet aber nicht, dass es weniger wichtig für uns ist. Im Gegenteil: Das vegetative Nervensystem innerviert unser Herz, die Gefäße sowie Drüsen und die glatte Muskulatur der Eingeweide und steuert so sämtliche „Vitalfunktionen“ (u. a. Atmung, Verdauung, Stoffwechsel). Wenn sich beim Sport unser Puls erhöht und wir zu schwitzen beginnen, verdanken wir das der Arbeit des vegetativen Nervensystems. Darüber hinaus beeinflusst das vegetative Nervensystem auch einzelne Organe und Muskeln, darunter unsere Sexualorgane oder den inneren Augenmuskel, der u.a.

Das vegetative Nervensystem besteht aus drei Teilen:

1. Sympathikus: Der Sympathikus ist vor allem bei Aktivität aktiv.
2. Parasympathikus: Der Parasympathikus ist vor allem in Ruhephasen aktiv.
3. Enterisches Nervensystem: Das enterische Nervensystem ist für die Steuerung des Verdauungstrakts zuständig.

Diese werden durch übergeordnete Schaltzentren im verlängerten Rückenmark und Hypothalamus reguliert. Sympathikus und Parasympathikus werden oft als Gegenspieler bzw. Antagonisten bezeichnet. Dabei wirkt der Sympathikus erregend bzw. leistungssteigernd (ergotrop) auf die Organfunktionen und versetzt unseren gesamten Körper in eine „Stresssituation“, den sogenannten „fight-or-flight“ Modus. In der Folge weiten sich die Pupillen, der Herzschlag und die Atmung werden beschleunigt, Energie wird freigesetzt. Vorgänge, die für eine sofortige Aktivität nicht so wichtig sind (z. B. Verdauung), werden hingegen gedrosselt. So ist unser Körper bereit, Höchstleistungen zu vollbringen. Reize, die den Sympathikus aktivieren (sogenannte Stressoren) können sowohl physischer (z. B. Lärm, Hitze) als auch psychischer Natur sein.

Anatomisch hat der Sympathikus seinen Ursprung in den Nervenzellkörpern des Rückenmarks, deren Nervenfasern zwischen den Brust- und Lendenwirbeln aus dem Wirbelkanal austreten und sogenannte Ganglien (Ansammlungen von Nervenzellkörpern) bilden. Diese verbinden sich an beiden Seiten der Wirbelsäule zu einem perlschnurartigen sogenannten Grenzstrang aus, über den die Nervenfasersysteme in Verbindung stehen.

Als „Gegenspieler“ des Sympathikus ist der Parasympathikus der Teil des vegetativen Nervensystems, der für die Ruhe -und Regenerationsphasen („rest-and-digest“) verantwortlich ist und das innere Gleichgewicht wiederherstellt. Um dies zu erreichen, beginnt der Parasympathikus nach der Aktivierung des Sympathikus dadurch gegenzusteuern, dass er beispielsweise die Herzfrequenz senkt, die Pupillen verengt und den Stoffwechsel zum Aufbau von Reserven steigert. Gleichzeitig aktiviert der Parasympathikus die Tätigkeit des Verdauungssystems. Die Nerven des Parasympathikus haben ihren Ursprung im Hirnstamm und dem zum Kreuzbein gehörigen Bereich des Rückenmarks. Anders als im Sympathikus liegen die Ganglien des Parasympathikus aber nicht neben der Wirbelsäule, sondern dicht bei den versorgten Organen.

Das enterische Nervensystem ist der dritte Bereich des vegetativen Nervensystems, der als Geflecht von Nervenzellen den Verdauungstrakt durchzieht. Interessanterweise steuert das enterische Nervensystem nicht nur Verdauungsprozesse, sondern hat auch einen Einfluss auf unsere Gefühlswelt und unser Wohlbefinden. Umgekehrt scheinen aber auch Veränderungen im Magen-Darm-Trakt Auswirkungen auf Emotionen zu haben. Forschungsarbeiten der letzten Jahre deuten darauf hin, dass die Zusammensetzung der Darmflora hier eine Rolle spielt.

Das Hormonsystem: Langsame, aber nachhaltige Steuerung durch Botenstoffe

Das Hormonsystem dient der Kommunikation aller Organe und Organsysteme. Im menschlichen Körper findet man zahlreiche verschiedene Hormone, die die Körperfunktion, die Entwicklung und das Wachstum koordinieren. Hormone sind dabei chemische Signalstoffe, die Befehle an die Zielorgane geben. Die Abgabe erfolgt entweder ereignisorientiert wie beim Blutzucker oder rhythmisch wie bei der Menstruation. Häufig wird das Hormonsystem auch als endokrines System bezeichnet, Hormondrüsen werden auch endokrine Drüsen genannt, da sie chemische Stoffe direkt in das Blutgefäßsystem abgeben. Im Gegensatz dazu gibt es in unserem Körper noch exokrine Drüsen, also Drüsen, die ihr Sekret nach außen abgeben wie zum Beispiel die Schweißdrüsen.

Funktionsweise des Hormonsystems

Hormone werden als Reaktion auf bestimmte Reize ausgeschüttet. Das kann z.B. ein erhöhter Blutzuckerspiegel sein, aber auch äußere Einflüsse wie Stress. Die Hormone werden unter anderem in die Zellen in der unmittelbaren Umgebung abgegeben oder über die Blutbahnen zu einem weiter entfernten Ziel transportiert. Über sogenannte Rezeptoren gibt ein Hormon seine Information schließlich an die Zelle weiter und löst dort eine Reaktion aus. Rezeptor und Hormon müssen dabei zusammenpassen wie ein Schlüssel zum Schloss.

Aufgaben der Hormone

Die Aufgaben der Hormone sind vielfältig: Zum Beispiel steuern sie den Energie-, Salz- und Wasserhaushalt im Körper. Bei Kindern und Jugendlichen regen sie Knochen, Organe und Muskeln zum Wachsen an. Die Wirkung von Hormonen können wir zum Teil auch bewusst im Alltag wahrnehmen. Droht zum Beispiel eine Gefahr, lässt das Stresshormon Adrenalin u.a. Für unsere Gesundheit ist es wichtig, dass die Menge an Hormonen nicht zu stark schwankt. Wenn zu viel oder zu wenig von einem Hormon vorhanden ist oder bestimmte Hormone gar nicht mehr gebildet werden, kann das Auswirkungen auf die körperliche und psychische Gesundheit haben.

Wichtige Hormondrüsen

• Hypothalamus: Steuert die Hormonproduktion der Hypophyse.
• Hypophyse (Hirnanhangsdrüse): Produziert Hormone, die andere Hormondrüsen steuern oder direkt auf den Körper wirken.
• Schilddrüse: Produziert Hormone, die den Stoffwechsel regulieren.
• Nebennieren: Produzieren Hormone, die den Körper auf Stresssituationen vorbereiten.
• Bauchspeicheldrüse: Produziert Insulin und Glukagon, die den Blutzuckerspiegel regulieren.
• Eierstöcke (Frau): Produzieren Östrogene und Progesteron, die den weiblichen Zyklus steuern.
• Hoden (Mann): Produzieren Testosteron, das die männlichen Geschlechtsmerkmale ausprägt.

Das Zusammenspiel von Nerven- und Hormonsystem am Beispiel von Stress

Das Nerven- und Hormonsystem arbeiten eng zusammen, um den Körper auf Stresssituationen vorzubereiten.

Was ist Stress?

Im allgemeinen Sprachgebrauch wird der Begriff „Stress“ fast täglich verwendet und ist meist mit sehr negativen Vorstellungen verbunden. Eigentlich ist damit eine plötzliche körperliche oder seelische Belastung gemeint. Beispielsweise kennt sicher jeder die folgende Situation: Man hat einen wichtigen Termin, und es ist schon ziemlich spät. Man läuft Gefahr, den letzten Bus, der ein pünktliches Erscheinen ermöglicht, zu verpassen - eine typische Stresssituation. Darauf reagiert unser Organismus. Diese äußeren Umstände bezeichnet man als Stressoren.

Die Stressreaktion

Die Informationen der Stressoren werden über das Nervensystem aufgenommen und verarbeitet. Durch das vegetative Nervensystem wird das Nebennierenmark aktiviert. Dadurch werden schlagartig Stresshormone (Adrenalin und Noradrenalin) freigesetzt und in das Blut abgegeben. Sie sorgen dafür, dass das Herz schneller schlägt, der Blutdruck steigt und sich die Atemfrequenz erhöht. Durch diese erhöhte Aktivität der Organe kann mehr Sauerstoff aufgenommen und transportiert werden. Gleichzeitig nehmen Zucker- und Fettgehalt im Blut zu. Dadurch werden auch die Brennstoffe zur Energiefreisetzung bereitgestellt. Der Körper hat in kürzester Zeit auf volle Leistungsbereitschaft geschaltet. Die Beinmuskeln können aktiv werden, und mit einem Sprint erreicht man den Bus doch noch.

Die erhöhte Adrenalinkonzentration bewirkt außerdem die Ausschüttung eines bestimmten Hormons (ACTH-adeno-corticotropes Hormon) in der Hypophyse, das wiederum zur Freisetzung von Glukokortikoiden (z. B. Kortisol) aus der Nebenniere anregt. Diese Kortikoide beschleunigen die Wundheilung und haben entzündungshemmende Eigenschaften. Der Stress hat unseren Körper also zu Höchstleistungen herausgefordert und sogar zur Steigerung der Widerstandskraft beigetragen. Aus diesen zunächst positiven Stresssituationen können sich nervliche Störungen und Überlastungssymptome entwickeln.

Akuter vs. chronischer Stress

Akuter Stress ist eine natürliche, zeitlich begrenzte Reaktion des Sympathikus, um uns in Situationen, in denen wir gefordert sind, aufmerksamer und leistungsfähiger zu machen. In Urzeiten diente akuter Stress z.B. der Flucht vor einem wilden Tier oder der Jagd.. Und auch heute kann akuter Stress helfen, Herausforderungen zu meistern.

Negativ wird Stress erst dann, wenn er häufig auftritt und kein körperlicher Ausgleich erfolgt, die körperlichen „Reserven“ nicht „abgerufen“ werden, z. B. durch Bewegung. Dann „kreisen“ die Brennstoffe Zucker und Fett ungenutzt in der Blutbahn. Dauerhaft erhöhte Blutfettwerte können zur Arterienverkalkung beitragen. Durch einen ständig erhöhten Adrenalinspiegel und damit verbunden durch eine erhöhte Konzentration eines bestimmten Hormons der Hirnanhangsdrüse (ACTH-adeno-corticotropes Hormon) kann es bei Dauerstress zu Erschöpfungszuständen kommen. Wird der Organismus jedoch in eine Art „Daueralarm-Zustand“ versetzt und der Parasympathikus kann nicht bzw. nur wenig zu Regenerationszwecken eingreifen, wird die Gesundheit früher oder später negativ beeinflusst. Denn chronischer Stress zehrt sowohl an den körperlichen als auch psychischen Reserven. Wer sich dauernd gestresst fühlt, tut daher gut daran, belastende Auslöser zu finden und diese nach Möglichkeit auszuschalten.

Fight-or-Flight-Syndrom (FFS)

Beim Fight-or-Flight-Syndrom handelt es sich um eine kurzfristige Reaktion des Körpers zur Leistungssteigerung, die über Adrenalin, Noradrenalin und Corticosteroide gesteuert wird.

Allgemeines Anpassungssyndrom (AAS)

Das AAS beschreibt eine langfristige Reaktion des Körpers auf Stress (vgl. Erschöpfungsphase). Es kommt zu einer Vergrößerung der Nebenniere, dauerhaft erhöhtem Blutdruck und im Extremfall zum Tod.

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