Das Nervensystem

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Das Nervensystem
Wie ein dicht geknüpftes Straßennetz durchziehen Nervenbahnen
unseren Körper und bilden mit dem Rückenmark und der übergeordneten
Zentrale, dem Gehirn, das Nervensystem. Es besteht aus unzähligen
Nervenzellen, die untereinander und mit anderen Organen wie z.B.
Sinnesorganen, Muskeln und Drüsen verbunden sind. Über die Nervenfasern werden Signale versendet - zum Beispiel der Schmerzreiz vom
verbrannten Finger in das Gehirn oder umgekehrt der Befehl an die Beinmuskeln, einen Schritt vor den nächsten zu setzen. Die Nervensignale
werden dabei von Nervenzelle zu Nervenzelle fortgeleitet und können
blitzschnell auch weite Distanzen überbrücken.
Das Nervensystem hat vielfältige Aufgaben: Es ist für die Sinneswahrnehmungen zuständig, vermittelt das Berührungs- und Schmerzempfinden,
koordiniert unsere Bewegungen und steuert wichtige Körperfunktionen wie
beispielsweise den Herzschlag, die Verdauung und das Schwitzen. Auch
unser ganzes Denken, Fühlen und Handeln basiert auf dem Nervensystem,
dessen wichtigste Schaltstelle das Gehirn ist.
Die Nervenzellen
Das Nervensystem wird von hochspezialisierten Zellen gebildet, den Nervenzellen (= Neurone). Sie bestehen wie die übrigen Körperzellen aus
einem Zellleib, der mit einer Hülle (Zellmembran) von der Umgebung und
anderen Zellen abgegrenzt ist. In diesen Zellleib eingebettet ist der Zellkern,
in dem sich u.a. die genetischen Informationen des Menschen befinden.
Die Gene sind u.a. dafür verantwortlich, dass die Nervenzelle ihre ganz
speziellen Aufgaben erfüllen kann.
Anders als die meisten übrigen Körperzellen verfügen die Nervenzellen
am Zellleib über kurze Ausläufer (= Dendriten), die sich ähnlich wie ein
Baum nach außen verzweigen und verästeln. Die Dendriten besitzen und
sind die Empfangsorgane der Zelle für Signale anderer Zellen – in einem
technischen Vergleich mit dem Telefon sind sie die Hörmuschel, in die
andere Nervenzellen hineinsprechen. Außerdem besitzen Neurone noch
einen Zellfortsatz zur Weiterleitung von Signalen.
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Das Axon - Verbindung im Nervensystem
Die Nervenzellfortsätze (= Axone) sind sehr, sehr dünn (etwa 0,5–10 μm).
Sie können sehr kurz oder aber auch sehr lang sein, in Einzelfällen
durchziehen sie den Körper über eine Länge von mehr als einem Meter
(z.B. vom Rückenmark zum Fuß). Über die Axone „spricht“ die Nervenzelle zu anderen Nerven- und Körperzellen, u.a. auch zu Muskel- und
Drüsenzellen. Vergleicht man die Nervenzelle mit einem Telefon, so
entspricht das Axon der Telefonleitung, über die das gesprochene Wort
in Form elektrischer Impulse an andere Teilnehmer weitergeleitet wird.
Ein Axon verzweigt sich an seinem zellfernen Ende vielfach und trägt an
jedem Ausläufer kleine Knöpfchen, über die es Kontakt zu anderen
Neuronen (über eine sogenannte „Synapse“) bzw. zu Muskelzellen
(über eine sogenannte „motorische Endplatte“) und anderen Zellen hat und
die Nervenzellsignale über Botenstoffe („Neurotransmitter“) überträgt.
Myelin und die Markscheide
Myelinscheide und Axon
Im Hinblick auf die MS-Erkrankung ist der feingewebliche Aufbau der Axone
sehr wichtig: So wie die Telefonleitung durch eine Kunststoffhülle geschützt
und isoliert wird, so ist auch das Axon vieler Nervenzellen von einer Schutzhülle überzogen. Darin enthaltene spezielle Hüllzellen („Oligodendrozyten“
im ZNS, „Schwannsche Zellen“ im peripheren Nervensystem) produzieren
den Fett-Eiweißstoff Myelin.
Mehrere Schichten dieses Myelins übereinander bilden die Myelinscheide (Markscheide) des Nerven. Im Gegensatz zum Kabel dient diese
aber keineswegs nur der elektrischen Isolation und dem Schutz des Axons,
sie ist auch für die Schnelligkeit der Reizleitung verantwortlich.
Durch regelmäßige Einkerbungen der Hülle (= „Ranviersche Schnürringe“)
sind der Nervenfaser sehr hohe Leitungsgeschwindigkeiten bei
reduziertem Energieverbrauch möglich. Die Signale können in dicken
Nerven dabei Geschwindigkeiten von bis zu 120 Metern pro Sekunde
erreichen. Es gibt auch Nervenfasern, die von keiner Myelinscheide umhüllt
sind. Diese einfacheren, nichtmyelinisierten Fasern leiten das Nervensignal
deutlich langsamer fort und bringen es teilweise nur auf ein bis zwei
Meter pro Sekunde. Bei gleicher Faserdicke sind myelinisierte Fasern etwa
zehnmal schneller als nichtmyelinisierte. Wird die Myelinscheide von
Nerven oder Leitungsbahnen beschädigt oder zerstört, wie es bei der
MS im ZNS der Fall ist, verlangsamt sich die Fortleitung des Nervenimpulse oder wird sogar unterbrochen.
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Myelin hat ein weißliches Aussehen, in Gehirn und Rückenmark gibt es
der „weißen Substanz“, die viele Myelin-ummantelte Bahnen enthält, ihren
Namen. Übrigens in Abgrenzung von der „grauen Substanz“ im ZNS, die
aus nah beieinander liegenden Nervenzellkörpern besteht (die „grauen
Zellen“ des Volksmundes).
Zentrales und peripheres Nervensystem
Beim Nervensystem handelt es sich wohl um den komplexesten Teil unseres
Körpers. Es wird nach seiner Anatomie grundsätzlich unterteilt in das
zentrale Nervensystem (ZNS), zu dem das Gehirn und das in der Wirbelsäule liegende Rückenmark gehören, und in das periphere Nervensystem, das
aus 12 sogenannten Hirnnerven sowie aus 31 Rückenmarknervenpaaren
(Spinalnerven) besteht, die die verschiedenen Regionen des Körpers durchziehen.
Gehirn und Rückenmark sind die entscheidenden Schaltzentralen des
Nervensystems. Sie nehmen einerseits Signale, also „Informationen“, aus
der Außenwelt und der Innenwelt unseres Körpers auf und verarbeiten sie
weiter. Andererseits senden sie selbst vielfältige Signale in die Peripherie
aus und lösen dadurch an den Zielorganen bestimmte Aktionen aus.
Das Gehirn
Im Gehirn als oberster Kommandozentrale laufen alle Informationen aus
dem eigenen Körper und der Umwelt zusammen. Sie werden dort in einem
höchst komplexen Prozess abgeschwächt, verstärkt gefiltert, bewertet
und schließlich in bewusste und unbewusste Aktionen und Reaktionen
umgesetzt. Das Gehirn besteht aus etwa 100 Milliarden (!) Nervenzellen
und enthält spezialisierte Bereiche für die verschiedenen Aufgaben.
Das Gehirn ist eines der aktivsten Organe des Körpers: Rund 20% des
Blutes werden vom Herzen durch das Gehirn gepumpt. Es macht mit 1.300
bis 1.600 Gramm nur etwa 2% Prozent des Körpergewichts aus, verbraucht
aber mehr als 20% der Energie, die wir mit der Nahrung aufnehmen. Wenn
die Versorgung auch nur für zehn Sekunden unterbrochen wird, kommt es
zur Bewusstlosigkeit, ein mehrere Minuten andauernder Sauerstoffmangel
hat meist schwere, nicht wieder behebbare Hirnschäden zur Folge.
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Den Kortex-Arealen werden die höheren Hirnfunktionen wie Aufmerksamkeit, Gedächtnis, Planung etc. zugeordnet, letztlich auch Selbstreflexivität und damit das Bewusstsein des Menschen. Schäden des
Kortex durch Verletzung oder Erkrankung gehen mit Beeinträchtigungen
der kognitiven Funktionen und sogar Wesens- oder Persönlichkeitsveränderungen einher. Das eindrucksvollste Beispiel bietet vielleicht der
geistige Abbau durch die degenerativen Veränderungen von Rindenbereichen bei der Alzheimer-Demenz.
Das Rückenmark
An der Unterseite des Gehirns tritt das Rückenmark aus und bildet den
zweiten großen Anteil des ZNS. Es enthält Nervenzellen, Umschaltstationen und vor allem Nervenbahnen, die vom Gehirn in die Peripherie
und umgekehrt ziehen. Es liegt – bedeckt von Rückenmarkshäuten –
geschützt im Inneren der knöchernen Wirbelsäule, im Wirbelkanal. Aus ihm
treten durch kleine Durchgänge zwischen den Wirbelkörpern (Zwischenwirbellöcher) die Spinalnerven aus, es nimmt außerdem Nervenfasern aus der
Peripherie auf, die zum Gehirn ziehen.
Das Rückenmark hat eine quer-ovale bis runde Form und läuft, sich
immer weiter verjüngend, in Höhe der Lendenwirbelsäule konisch aus.
Wie das Gehirn besteht das Rückenmark aus grauer (innen liegend) und
weißer Substanz (seitlich bzw. außen liegend). Im Querschnitt hat die
graue Substanz eine schmetterlingsförmige Figur, deren „Flügelspitzen“ die
sogenannten Hinter-, Vorder- und Seitenhörner bilden. Die in der weißen
Substanz laufenden Bahnen sind in Hinter-, Vorder- und Seitensträngen
organisiert.
Peripheres Nervensystem
Das periphere Nervensystem besteht aus den außerhalb des ZNS
befindlichen Nerven und hat, vereinfacht dargestellt, zwei Hauptaufgaben:
Einerseits sammelt es verschiedenste Informationen, sowohl aus dem
Inneren unseres Körpers als auch über die Sinneszellen aus der „Außenwelt“
und leitet diese ins Rückenmark und ins Gehirn fort (über „afferente“ oder
„sensible“ Nervenfasern und -bahnen). Dort werden die aufgenommenen
Reize eingeordnet, bewertet, und koordiniert weiter verarbeitet.
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Andererseits dient das periphere Nervensystem dazu, die aus dem ZNS
stammenden Befehle an die entsprechenden Zielzellen zu leiten. Dies
können z. B. Signale für die Muskulatur sein, den Körper in Bewegung zu
setzen („efferente“ oder „motorische“ Nervenfasern“), aber auch andere
Funktionssysteme wie etwa der Magen-Darmtrakt oder die Sexualorgane erhalten ihre Weisungen vom ZNS. Die aus dem Rückenmark bzw. der Wirbelsäule austretenden Spinalnerven, die für die
Versorgung der Extremitäten zuständig sind, bilden Nervengeflechte
(Plexus), aus denen dicke Nervenstränge hervorgehen und in unsereArme und
Beine ziehen. Dort verästeln sie sich immer weiter und steuern die großen
und die vielen kleinen und allerkleinsten Muskeln an und erzeugen damit
präzise, koordinierte Bewegungen.
Beispiel für das Zusammenspiel im Nervensystem
Am deutlichsten wird das überaus komplexe Zusammenspiel
zwischen peripherem Nervensystem, Rückenmark und Gehirn
vielleicht an einem Beispiel:
Stoßen wir uns den Fuß kräftig an, wird das Schmerzsignal von
den Schmerzmeldern am Fußknochen über die peripheren Nerven (in
diesem Fall „sensible“ Nerven) zum Rückenmark geleitet. Dort werden
die Reize über Umschaltstationen in motorische Nervenimpulse
umgesetzt, die sofort zu den Beinmuskeln geschickt werden und dort
für das augenblickliche, koordinierte Zusammenziehen jener Muskeln
sorgen, die den Fuß von der Schädigungsquelle zurückziehen.
Da die Leitung vom Fuß zum Rückenmark und von dort zu den Beinmuskeln nur kurz ist, geschieht dies in Sekundenbruchteilen und ohne unser
wissentliches Zutun. Tatsächlich ist das Gehirn an den Aktionen dieses
sogenannten Reflexbogens nicht direkt beteiligt. Die Schmerzimpulse
erreichen das Gehirn „erst“ Sekundenbruchteile später.
Als Reaktion auf den Schmerz versuchen wir, seinen Grund herauszufinden, den eingetretenen Schaden zu ermitteln und eventuelle
Gegenmaßnahmen einzuleiten. Diese Denkprozesse laufen in der
grauen Substanz der Großhirnrinde ab. Gleichzeitig werden wir möglicherweise sehr wütend, dass jemand diesen Gegenstand liegen ließ, an
dem wir uns gestoßen haben. An den Gefühlsreaktionen sind wieder
andere Hirnbereiche beteiligt, unter anderem das „limbische System“. Wir
merken uns das Erlebnis und in der Folge lenken wir unsere Aufmerksamkeit vielleicht eher auf den Boden, um weitere schmerzverursachende
Kontakte zu vermeiden. Diese planenden Prozesse gehören zu den
höheren Hirnfunktionen.
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Somatisches und autonomes Nervensystem
Außer nach dem Aufbau in „zentral“ und „peripher“ kann das Nervensystem
auch nach anderen Gesichtspunkten unterteilt werden: nämlich in ein
somatisches („animales“) und ein vegetatives („autonomes“) Nervensystem.
Somatisches System
Der somatische Teil ist an der Regelung der Beziehungen zur Außenwelt beteiligt und umfasst außer den willentlich ausgeführten
Bewegungen auch unwillkürliche Aktionen unserer Muskeln, z.B.
wenn wir sprechen, essen, lesen etc.. Auch ein Teil unserer von innen
kommenden Sinnesreize wird über das somatische Nervensystem
verarbeitet. Zum Beispiel senden beim aufrechten Stehen kleine
Sensoren in den Muskeln („Muskelspindeln“) ständig Informationen
über unsere Stellung im Raum an Gehirn und Rückenmark. Als
Reaktionen erfolgen – uns unbewusst bleibende – kleinste Muskelkontraktionen und -erschlaffungen, die uns im Gleichgewicht halten
und unsere Bewegungen ausgleichen. An dieser unwillkürlichen Haltungskontrolle sind das Rückenmark und verschiedene Gehirnregionen
(„extrapyramidal-motorisches“ System) einschließlich des Kleinhirns
beteiligt. Kommt es, wie bei der MS, zu Schädigungen der Reizleitung
und -verarbeitung in entsprechenden Regionen des Gehirns oder
Bahnen des Rückenmarks leiden wir beispielsweise unter einer Gangunsicherheit (= Ataxie) oder entwickeln z.B. ein Zittern der Hände und
Arme (= Tremor).
Autonomes Nervensystem
Vom somatischen Nervensystem unterschieden wird das „vegetative“
oder auch „autonome“ Nervensystem, ein weiterer Teil unseres
Gesamtnervensystems, der in der Regel ebenfalls nicht von unserem
Willen kontrolliert wird. Seine Aufgabe ist die Aufrechterhaltung der
Balance der Organfunktionen oder des „inneren Milieus“ unter
wechselnden Umweltanforderungen. Die oberste Zentrale des autonomen
Nervensystems ist der „Hypothalamus“, eine Hirnstruktur, die mit fast
allen anderen Gehirnregionen einen engen Austausch pflegt. Die autonomen Regulationszentren erhalten über sogenannte viszerosensible
Nervenfasern (viszeral: die Eingeweide betreffend) ständig Meldungen von
unseren inneren Organen. Auf der anderen Seite steuert es über efferente
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Fasern unsere Körperfunktionen wie Atmung, Herzschlag, Speichelfluss,
Verdauung, Harnblasenfunktion, Schwitzen etc., ohne dass wir uns bewusst
darum kümmern müssen, eben „autonom“.
Nervensystem
Die Gegenspieler
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Innerhalb des autonomen Nervensystems werden zwei Gegenspieler
voneinander unterschieden. Der sogenannte Sympathikus – seine
wichtigste Struktur ist der parallel zum Rückenmark verlaufende „Grenzstrang“ – wirkt mit seinen motorischen und sekretorischen Nervenfasern
auf die glatte Muskulatur innerer Organe, Drüsen etc. meist aktivierend
bzw. anregend (z.B. beschleunigt er den Herzschlag). Der sogenannte
Parasympathikus – sein Hauptnerv ist der Vagusnerv („der Umherschweifende“) – wirkt auf die von ihm versorgten Organe und Systeme
meist hemmend bzw. beruhigend (z.B. verlangsamt er den Herzschlag).
Die momentanen Funktionen unserer Verdauung und vieler anderer
Organ- und Funktionssysteme wie die Durchblutung, die Temperaturregelung etc. sind damit immer ein Ausdruck des Zusammenspiels von
Sympathikus und Parasympathikus.
Die Sinnesorgane
Quelle: www.g-netz.de
Zu den lebenswichtigen Aufgaben des Nervensystems gehört auch die
Verarbeitung von Sinneseindrücken. Die Aufnahme der Informationen
aus der Außenwelt geschieht durch unsere Sinnesorgane mit ihren hochspezialisierten Sinneszellen in der Netzhaut der Augen, den CORTI-Haarzellen des Ohres, den Sinneszellen im Innenohr für den Gleichgewichtssinn, den Geschmacksknospen der Zunge und den Riechzellen in der
Nasenschleimhaut. Auch die Haut verfügt über verschiedene Endorgane,
über die Berührungen, Hitze-, Kälte- und Schmerzreize an das Gehirn
gemeldet werden.
In elektrische Signale umgewandelt werden die Informationen über
die entsprechenden Nerven (z.B. den Sehnerven, Nervus opticus) zu
spezialisierten Regionen im Gehirn, wie z.B. der Seh- und der Hörrinde,
weitergeleitet. Dort erst geschieht die eigentliche Wahrnehmung der
Sinnesreize, erst danach können die Informationen in unser Bewusstsein
treten. Für die MS von besonderer Bedeutung ist der Sehnerv, dessen
krankheitsbedingte Schädigungen häufig zu Sehstörungen führen können.