Chiara Halbheer Zusammenfassung Neuroanatomie Vorlesung 1/Rückenmark & Hirnstamm Zentrales und Peripheres Nervensystem Das zentrale Nervensystem auch ZNS genannt beinhaltet das Gehirn (im knöchernen Schädel) sowie das Rückenmark (im knöchernen Wirbelkanal). Das periphere Nervensystem auch PNS genannt umfasst die Hirnnerven die Spinalnerven. Wenn ich von jemanden berührt werde, nimmt ein Hautrezeptor (Sinnesrezeptor) auf meiner Hand den Reiz wahr und leitet ihn zum Peripheren Nerv. Von dort wird er ins Rückenmark & Hirnstamm geleitet. Der Reiz geht weiter zum Kerngebiet im Zwischenhirn (Thalamus) und von dort in die Grosshirnrinde (Cortex). Zentrales Nervensystem (ZNS) Das Gehirn liegt geschützt im knöchernen Schädel, das Rückenmark hingegen liegt geschützt im knöchernen Wirbelkanal. Gehirn & Rückenmark sind umgeben von jeweils drei Hirn- bzw. Rückenmarkshäuten und der Hirnrückenmarksflüssigkeit (Liquor cerebrospinalis). Dieser hat eine Pufferfunktion. Aufbau einer Nervenzelle (Neuron) Die Nervenzelle ist eine spezialisierte Zelle, welche für die Reizaufnahme, sowie die Weitergabe & Verarbeitung von Nervenimpulsen zuständig ist. Die Dendriten sind für die Signalaufnahme zuständig. Meistens sind mehrere Dendriten vorhanden, welche einen Dendritenbaum bilden. Der Nervenzellkörper (Soma) beinhaltet den Zellkern mit den Organellen (Golgi-Apparat, Mitochondrien, ER=Nissl-Schollen, Zytoskelett...). Das Axon ist für die Signalleitung zuständig. Es gibt nur ein Axon. Ein Axon mit der Gliahülle nennt man Nervenfaser. Die Myelinscheide um das Axon dienen zur Isolierung und bestimmen die Leitgeschwindigkeit. Die Myelinscheiden werden durch Gliazellen gebildet. Im PNS durch die Schwann-Zellen und im ZNS durch die Oligodendrozyten. Die Synapsen sind für die Signalübertragung auf andere Nervenzellen, Muskelzellen oder Drüsenzellen zuständig. Man unterscheidet zwischen Chemischen Synapsen (hemmende & erregende Neurotransmitter) sowie elektrischen Synapsen (gap junctions). Eine Nervenzelle hat komplexe Verschaltung. Sie kann sich somit auch selbst erregen! Gliazellen Gliazellen sind entscheidend für das normale Funktionieren der Nervenzelle. Sie dienen als Stützfunktion, zum Stofftransport, Ionentransport, Markscheidenbildner sowie zur Abwehrfunktion. Chiara Halbheer Synapse Die Synapsen führen die Signalübertragung an der chemischen Synapse durch hemmende (inhibitorische) oder erregende (exzitatorische) Neurotransmitter & Neuromodulatoren durch. Es gibt auch noch elektrische Synapsen, welche sehr schnell funktionieren. Diese kommen aber eher selten vor (beispielweise im Auge). Neurotransmitter Acetylcholin (erregend), Adrenalin (hemmend und erregend), Noradrenalin (hemmend und erregend), Dopamin (hemmend), Serotonin (hemmend und erregend), Gamma-Amino-Buttersäure (hemmend), Glutamat (erregend), Substanz P (erregend), Endorphine (hemmend). Klassifizierung von Nervenzellen Morphologisch erregend hemmend -Unipolare Nervenzellen haben einen Fortsatz (Zellkörper hat keine Dendriten), beispielsweise Photorezeptoren -Bipolare Neuronen haben zwei Fortsätze, der eine Fortsatz fungiert als Dendrit, der andere als Axon mit sensorischem Rezeptor (ohne klassische Synapsen). Der Zellkörper liegt zwischen den Fortsätzen. Diese kommen meist in Retina fort. -Pseudounipolare Neuronen besitzen zwei Fortsätze wobei diese fusionieren. Der periphere Fortsatz nimmt Signal auf, der zentrale Fortsatz leitet Signal Richtung ZNS. Zellkörper ist ein Anhang des einen Fortsatzes. Die Fortsätze besitzen Synapsen und Dendriten. -Multipolare Nervenzellen kommen sehr oft vor, sie besitzen ein Axon und ein Dendritenbaum. Funktionell -Sensorische und sensible Neurone (afferente Neurone) wandeln physikalische oder chemische Reize in elektrische Signale um und leiten diese ans ZNS (Beispiel vom Hautepithel zum Gehirn). meist pseudounipolare Neurone -Motorische Neurone (efferente Neurone) leiten Signale in umgekehrte Richtung für die Steuerung der Willkürmuskulatur, glatter Muskulatur & Drüsenzellen. meist multipolare Neurone -Neurosekretorische Zellen geben Transmitter in den Blutstrom ab -Interneurone verbinden Neurone untereinander (lokale Interneurone: kurze Axone, in lokale Schaltkreise eingeschaltet z.B im Rückenmark zur Verschaltung; Projektionsinterneurone: lange Axone, projizieren in räumlich entfernte Hirnareale.) Chiara Halbheer Afferente Bahnen der Somatosensibilität & Viszerosensibilität Sinnesrezeptoren in der Haut: Mechano-, Thermo- und Nozizrezeptoren Sinnesrezeptoren in Gelenken & Muskulatur: Propriozeptoren Sinnesrezeptoren in Eingeweiden z.B Harnblase: Dehnungsrezeptoren Sinnesrezeptoren in Blutgefässen: Druck- und Chemorezeptoren Somatosensible Nervenfasern Somatisches NS Viszerosensible Nervenfasern Vegetatives NS (Autonomes, Viszerales) Viszerosensibilität Viszerosensibilität ist die Wahrnehmung von mechanischen, thermischen und chemischen Reizen aus Brust-, Bauch- und Beckenorganen. Man spricht auch von der Interozeption (Wahrnehmung der inneren Vorgänge, des Körperinneren). Beispielsweise detektieren Barorezeptoren an der sinus caroticus (Mechanorezeptoren) den Blutdruck in den Gefässen. Chemorezeptoren (Glomuszellen) an der Glomus caroticum messen den Sauerstoffpartialdruck in den Gefässen. Somatosensibilität Die Somatosensibilität ist die Wahrnehmung von Körperlage- und -bewegung im Raum (Tiefenwahrnehmung). Man spricht auch von der Propriozeption (Eigenwahrnehmung). Es befinden sich Rezeptoren in der Gelenkkapsel, Sehnen und der Muskulatur. Beispiele sind die Muskelspindel oder das Golgi-Sehnenorgan. Diese Vorgänge gehören zur Interozeption, da sie zur Wahrnehmung des Körperinneren zählen. Es gibt auch somatosensible Vorgänge im Körperäussern (Exterozeption). Dabei nehmen Hautrezeptoren Temperatur, Schmerz, Vibration, Druck und Berührung wahr. Desweiteren existieren exterorezeptive Vorgänge bei denen Sinnesorgane Umweltreize wahrnehmen. Zu den Sinnesorgangen gehört das Gehör (Auditorisches System), das Gleichgewicht (Vestibuläres System), der Sehsinn (Visuelles System), der Geschmacksinn (Gustatorisches System), der Geruchsinn (Olfaktorisches System) sowie der Tastsinn (Somatosensibles System). -Mechanorezeptoren haben eine freie Nervenendigungen mit einer Bindegewebskapsel. Sie besitzen ein myelinisiertes Axon wobei die Reizleitung rasch verläuft. -Nozizrezeptoren & Thermorezeptoren haben eine freie Nervenendigung ohne Bindegewebskapsel Das Axon ist nicht myelinisiert und die Reizleitung erfolgt deshalb langsamer. Primäre Sinneszellen (spezialisierte Zelle für Reizaufnahme und DIREKTE Weiterleitung -Haarzellen im vestibulären System (in Bogengängen des Ohres) haben eine spezialisierte Rezeptorzelle mit einem synaptischen Vesikel sowie einer Synapse. Das Axon ist myelinisiert und die Reizleitung erfolgt rasch. Sekundäre Sinneszellen (spezialisierte Zelle für Reizaufnahme, bildet Synapse mit dem ersten Neuron der afferenten Bahn) Chiara Halbheer Rückenmark (Medulla spinalis) Das Rückenmark auch Medulla spinalis genannt ist circa Kleinfinger dick und ist beim Erwachsenen circa 40-45 cm lang. Es reicht von der Hinterhauptsöffnung bis in die Höhe der 1./2. Lendenwirbel. Das Rückenmark endet mit einem dünnen Endausläufer genannt Filum terminale. Ebenfalls weist es eine Segmentgliederung auf (8 Cervicalsegmente (ABER 7 Halswirbel), 12 Thoracalsegmente, 5 Lumbalsegmente, 5 Sacralsegmente, 1-3 Coccygealsegmente). Jedem Segment ist ein Spinalnervenpaar zugeordnet. Die unteren Spinalnerven sind lang ausgezogen und werden als Pferdeschweif (Cauda equina) bezeichnet. Das Rückenmark bleibt in der Entwicklung hinter dem Wachstum der Wirbelsäule zurück. Dies führt zur Ausbildung des Filum terminale & der Cauda equina. Die Wirbelsäule wächst in der Embryonalphase weiter, das RM jedoch nicht. Querschnitt durch Cervicalsegment Begriffserklärungen: Radix: Wurzel Ramus: Ast anterior, ventral: vorne posterior, dorsal: hinten Fissura: Einschnitt Sulcus: Rinne Ganglion: Nervenansammlung Spinalganglion Ein Spinalganglion ist eine Nervenzellkörperansammlung der afferenten Nerven und liegt in der Hinterwurzel der Spinalnerven. Es ist circa 5-8 mm gross. Der Nervenzellkörper liegt im also im Spinalganglion. Die Hand besitzt ein sehr langer Nerv, der Nervenzellkörper liegt also nahe beim Rückenmark (hintere Wurzel) im Spinalganglion. Chiara Halbheer Graue & Weisse Substanz im Gehirn Die graue Substanz auch Substantia grisea genannt enthält Ansammlungen von Nervenzellkörper (Ganglion) mit Dendriten und Gliazellen. Im Rückenmark wird sie als Kernsäule (Columna) bezeichnet. Im Hirnstamm sind klar abgrenzbare Kerngebiete zum Beispiel der rote Kern (Nucleus ruber), die schwarze Substanz (substantia nigra), Brückenkerne (Nuclei pontis), untere Olivenkern (Nucleus olivaris inferior), Hirnnervenkerne 3-7 sowie auch Netzwerke von Kerngruppen (Formatico reticularisdiffus verteilte Kerne, die netzartig miteinander verbunden sind). Die weisse Substanz auch Substantia Alba genannt enthält auf- und absteigende Nervenfaserbahnen und besteht aus unterschiedlich stark myelinisierten Axonen. Im ZNS werden Nervenfaserbündel als Bahn, Strang oder Schleifenbahn bezeichnet. Im PNS nennt man sie peripherer Nerv. Begriffserklärungen: Kern: Nucleus Säule: Columna Strang: Funiculus Schleifenbahn: Lemniscus Bahn: Tractus Faserbündel: Fasciculus Im Rückenmark befindet sich die weisse Substanz aussen & die graue Substanz innen. Im Hirn ist es gerade umgekehrt. Die weisse Substanz befindet sich innen & die graue aussen. Graue & Weisse Substanz im Rückenmark Zur weissen Substanz im Rückenmark gehören die längsgerichteten Stränge (Funiculi). Die längsgerichteten Stränge sind der Vorderstrang (Funiculus anterior), der Seitenstrang (Funiculus lateralis) sowie der Hinterstrang (Funiculus posterior). Der Funiculus anterior enthält auf- und absteigende Faserbahnen. Der Funiculus lateralis enthält aufund absteigende Faserbahnen sowie Kleinhirnbahnen. Der Funiculus posterior enthält Aufsteigende Faserbahnen. Die Aufsteigenden Bahnen sind sensible Bahnen, die absteigenden Bahnen sind motorische Bahnen. Ebenfalls gibt es um die graue Substanz herum noch dünne Faserstränge. Diese bezeichnet man als Eigenapparat. Sie dienen zur Kontrolle von spinalen Reflexen und Automatismen. Chiara Halbheer Zur grauen Substanz im Rückenmark gehören die Längsgerichteten Säulen (Columnae). Dies ist zum einen das Vorderhorn (Cornu anterius), das Seitenhorn (Cornu lateralis) sowie das Hinterhorn (Cornu posterior). Das Cornu anterius enthält die somatomotorischen Motoneurone. Diese dienen zur Ansteuerung der Skelettmuskulatur. Das Cornu lateralis enthält Neuronen des Parasympathikus sowie des Sympatikus. Diese gehören zum viszeralen/autonomen NS & sind für die Ansteuerung der glatten Muskulatur, der Eingeweide, der Gefässe & der Drüsen zuständig. Das cornu posterior enthält die Umschaltstationen für die sensiblen Neurone. Diese Umschaltstationen dienen zur Verschaltung bestimmter somatosensibler- und viszerosensibler Bahnen u.a auch zum Cerebellum. Reflexe Man unterscheidet zwischen Fremd- und Eigenreflexen. Bei Eigenreflexen erfolgt eine direkte Verschaltung von der Hinterwurzel durch ein alpha-Motoneuron auf die Vorderwurzel. Der Kniesehnenreflex ist ein Eigenreflex. Beim Fremdreflex erfolgt die Verschaltung durch Interneurone. Das Empfangs- und Zielorgan sind nicht die gleichen. Chiara Halbheer Afferente Bahnen im Rückenmark Beschreibung des feinen Tast- und Berührungssinnes sowie der Tiefensensibilität (Propriozeption): Die Nervenfasern treten über die Hinterwurzel (radix posterior) in das RM ein. Sie verlaufen auf derselben Seite in den Hinterstrangbahnen des RM. Die Fasern schalten in den Kerngebieten des verlängerten Marks auf das 2. Neuron. Beschreibung des Schmerz- und Temperaturempfinden sowie des groben Tast- und Berührungssinnes: Die Nervenfasern treten über die Hinterwurzel (radix posterior) in das RM ein. Im Hinterhorn derselben Seite erfolgt die Umschaltung auf das zweite Neuron. Die Fasern kreuzen die Gegenseite und verlaufen kontralateral in den Vorderseitenstrangbahnen des RM. Der Unterschied zwischen dem feinen Tast- und Berührsinn sowie der Schmerz- und Temperaturempfindung ist also, dass Schmerz und Temperatur schon im Hinterhorn umgeschalten werden und dann zur Gegenseite kreuzen und in den Vorderstrangbahnen des RM weiterverlaufen. Feiner Tast- und Berührungssinn wird erst in der Medulla oblongata umgeschaltet. Beschreibung der unbewussten Propriozeption: Infos von Muskelspindeln, Sehnenorganen und Gelenkrezeptoren erreichen das Cerebellum über die Kleinhirnstiele. Diese nennt man Pedunculi cerebelli. Es gibt drei verschiedene Kleinhirnstiele. Der obere, der mittlere sowie der untere Kleinhirnstiel. Kleinhirnbahnen Kleinhirn von lateral Chiara Halbheer Hirnstamm mit Mesencephalon, Pons und medulla oblongata Abbildungen siehe Sobotta Lernkarten Neuroanatomie Ergänzungen: -Hirnstamm: Im Hirnstamm befinden sich die Ein- und Austrittsstellen der Hirnnerven 3 bis 7. - Mesencephalon: Im oberen Hügel (colliculi superiores) der Vierhügelplatte (Lamina quadrigemina) befindet sich das visuelle Reflexzentrum, im unteren Hügel (colliculi inferiores) der Vierhügelplatte findet die Verarbeitung von akustischen Informationen statt & es befinden sich Teile der Hörbahn. -Pons: Im Pons (Brücke) befindet sich eine Furche für die Arteria basilaris. Diese ist in Ventralansicht sichtbar. -Pons: In der Fossa rhomboidea (Pons) befinden sich Verwölbungen. Diese sind hervorgerufen durch die Kerngebiete der Hirnnerven. Ebenfalls befindet sich Liquor in der fossa rhomboidea. -Pons: Oberhalb des Ponses gehen zwei grosse Stiele weg. Es sind die Pedunculi cerebri, welche ins Grosshirn führen (Grosshirnstiele). Querschnitte durch Mesencephalon, Pons und medulla oblongata Blaue Pfeile zeigen auf die Lage der aufsteigenden Bahnen Querschnitt durch Mesencephalon Querschnitt durch Pons Querschnitt durch medulla oblongata Begriffserklärungen: Cerebri: auf das Grosshirn bezogen Cerebellaris: auf das Kleinhirn bezogen Superior: Oben Inferior: Unten Colliculi: kleine Hügel Colliculus: Kleiner Hügel Fasciculus: Faserbund Tuberculum: Kleine Höcker Fasciulus gracilis & cuneatus = Faserbündel Lemniscus: Schleife, Band Schleifenbahn Lemnisci: Schleifenbahnen Funiculus: Strang Chiara Halbheer Medulla oblongata n Nach den Faserbündel (fasciculus gracilis und fasciulus cuneatus) kommen die kleinen Höcker (tuberculum cuneatus und tuberculum gracilis). Nach den Höckern kommt gleich die Fossa rhomboidea. Afferente Bahnen im Hirnstamm -Vorderstrangbahnen: Schmerz- und Temperaturempfindung, grobe Druck- und Tastempfindung -Hinterstrangbahnen: Feiner Tast- und Berührungssinn, Tiefensensibilität -Sensibilität Kopf: 3 Nerven führen sensible Empfindungen aus der Gesichtsregion (Haut, Schleimhaut und Zähne) und bilden zusammen den Nervus trigeminus. Der Nervus trigeminus ist der 5. Hirnnerv. Die Nervenzellkörper des nervus trigeminus liegen am Ganglion trigeminale. Der 5. Hirnnerv tritt am Pons in den Hirnstamm ein. Im Hirnstamm liegen dann 3 sensible Kerngebiete. Diese 3 sensiblen Kerngebiete dienen zur Berührungs- und Druckempfindung, zur Schmerz- und Temperaturempfindung sowie zur Propriozeption der Kaumuskulatur. Als Lemniscus trigeminalis führt der nervus trigeminus zum Thalamus und dann zum Cortex. Sein motorisches Kerngebiet liegt im Hirnstamm (vorallem Kaumuskulatur). Motorisch: Kaumuskulatur, Sensibel: Zähne. Austritt 5. Hirnnerv Chiara Halbheer -Lemniscus spinalis (Schmerzbahn): Bei der Schmerzbahn zweigen Fasern zu Hirnstammzentren ab. Unter anderem zweigen diese Fasern zur formatio reticularis (Die formatio reticularis ist zuständig für das Auslösen reflektorisch körperlicher Reaktionen) und zum periaquäductalem Grau (Aktivierung absteigender schmerzmodulierender Bahnen) = PAG ab. Via Thalamus gelangen Fasern dann zum Cortex. Einerseits gelangen sie im Cortex zum limbischen System (Bewertung des Schmerzes) und anderseits gelangen sie zum somatosensiblen Cortex (Lokalisation des Schmerzes). Absteigende hemmende Schmerzbahnen gehen vom PAG aus. Sie verlaufen wie Kerngebiete im Hirnstamm zu den Raphkernen (Seretonin-produzierende Hormone) und zum Locus coeruleus (Noradrenalin-produzierende Neurone). Die absteigenden hemmenden Schmerzbahnen enden entweder direkt oder indirekt am 2.Neuron der Schmerzbahn im RM und hemmen damit die Schmerzweiterleitung. Absteigende hemmende Schmerzbahnen Zusammenfassung Afferente Bahnen (RM, Hirnstamm, Zwischenhirn und Cortex) Chiara Halbheer Formatio reticularis Was ist die Formatio reticularis: Die Formatio reticularis (retikuläres Netzwerk) sind diffus, im gesamten Hirnstamm liegende Neuronengruppen, die netzartig miteinander verbunden sind. Man unterteilt sie in mediane, mediale und laterale Zonen. Das retikuläre Netzwerk ist ein wichtiges Integrationszentrum für zum Teil lebenswichtige Funktionen. Die Neurone sind in Netzwerke und Verschaltungen eingebunden, die vitale Funktionen aufrechterhalten und an der Kontrolle von Motorik und Sensorik beteiligt sind. Wichtige Zentren in der formatio reticularis sind das Weckzentrum (ARAS). Es dient zur Aktivitätssteigerung des Cortexes und erhöht somit die Aufmerksamkeit & die Wahrnehmung. Das Miktionszentrum ist zuständig für die Regulation der Harnblasenentleerung. Es steht unter Einfluss des Grosshirnes. Das Brechzentrum antwortet auf bestimmte Reize mit der Aktivierung des Reflexbogens für das Erbrechen. Das Motorische Zentrum beeinflusst den Muskeltonus der Extremitäten & des Rumpfes. Das Atemzentrum koordiniert den Atemreflex und den Hustenreflex. Das Kreislaufzentrum reguliert den Blutdruck und die Herzaktivität. Das Blickzentrum koordiniert die Augenmuskeln sowie die horizontale und vertikale Blickbewegungen. Das periaquaduktale Grau ist für die Schmerzmodulation zuständig. Chiara Halbheer Formatio reticularis – Blickzentrum Allgemeines Die Formatio reticularis enthält das mesencephalone Feld für vertikale Blickrichtungen und das pontine Feld für horizontale Blickbewegungen. Ebenfalls werden durch das Blickzentrum im retikulären Netzwerk die Augenmuskelkerne gesteuert. 3. Hirnnerv obere Kerne Nervus oculomotorius. 4. Hirnnerv untere Kerne Nervus trochlearis. 6. Hirnnerv Nervus abducens Der fasciculus longitudinalis medialis = mediales Längsbündel ist eine Verbindungsbahn im Hirnstamm zwischen den Augenmuskelkernen, den Vestibularkernen, den motorischen Hirnnervenkernen und der Verschaltung des vestibulo-okulären Reflexes. Augenbewegungen Augenfolgebewegungen dienen zur Erfassung eines sich bewegenden Objektes. Sakkaden sind schnelle ruckartige Augenbewegungen. Beide Augen werden von einem Fixpunkt zum nächsten geführt. Sakkaden werden beispielsweise beim Erfassen eines neuen Objektes angewendet. In die Koordination dieser Bewegungen sind vorallem visuelle Reflexe eingeschaltet: Colliculi superiores obere Hügel. Bei den Sakkaden unterscheidet man zwischen willkürlichen und reflektorischen Sakkaden. Die willkürlichen Sakkaden werden im frontalen Augenfeld des Cortexes geplant. Der Plan wird dann vom frontalen Augenfeld direkt zu den Blickzentren der formatio reticularis geleitet. Reflektorische Sakkaden treten bei Geräuschen, Berührungen im RM und bei sich im Gesichtsfeld bewegenden Objekten auf. Schädigungen der colliculi superiores haben keine Bildausfälle, sondern Ausfälle der reflektorischen Augenbewegungen zur Folge. Formatio reticularis – Weckzentrum Das Weckzentrum wird auch ARAS genannt. ARAS ist die Abkürzung für Aszendierendes retikuläres aktivierendes System. Die Formatio reticularis sendet aufsteigende (aszendierende) Projektionen zum Thalamus, Hypothalamus und zu den Cortexarealen. Diese Projektionen können den Cortex unspezifisch erregen und bewirken den Zustand von Wachheit & Aufmerksamkeit sowie die Regulation des Schlaf-Wach-Rhythmus. Beteiligte Kerngruppen dieses Weckzentrums im Hirnstamm sind cholinerge Kerne im Pons, noradrenergene Kerngebiete des Locus coeruleus = bläulicher Kern sowie seretonerge Kerngebiete der Raphkerne. Die Formatio reticularis enthält Zuflüsse aus optischen, olfaktorischen und sensiblen Bahnen. Ebenfalls enthält sie auch Zuflüsse aus den Chiara Halbheer Cochlearis und Vestibularkernen. Eine Schädigung des ARAS z.B durch einen Tumor oder eine Blutung, führt zu Störungen des Bewusstseins bis zur Bewusstlosigkeit.
