Das menschliche Nervensystem: Aufbau, Funktion und Komponenten

Das Zentrale Nervensystem (ZNS)

Medulla Oblongata (Verlängertes Mark)

• Länge: ca. 15 bis 25 mm
• Funktion: Regulierung des Herzmuskels, der Atemwege und der Kaumuskeln; verantwortlich für Reflexe wie Erbrechen und Husten.

Pons (Brücke)

• Verbindung: Brücke zwischen Mittelhirn und Medulla oblongata.
• Fasern: Enthält afferente (zum Gehirn führende) und efferente (vom Gehirn wegführende) Nervenbahnen.

Rückenmark

• Funktion: Leitet Impulse von der Peripherie zu den zentralen Organen und umgekehrt.
• Anatomie: Nervenstrang, der vom Atlas- und Axiswirbel bis zum Sakralbereich reicht (ca. 1 cm Durchmesser).
• Verdickungen:
  • Zervikale Verdickung: Für Nerven der oberen Gliedmaßen.
  • Lumbale Verdickung: Für Nerven der Beine.
• Schutz: Umgeben von drei Hirnhäuten (Meningen):
  • Äußere Dura Mater
  • Mittlere Arachnoidea Mater
  • Innere Pia Mater
• Spinalnerven: 31 Paare, die den Brust- und Bauchraum versorgen.
• Zentrale Funktion: Steuerung reflektorischer Aktivitäten.

Das Autonome Nervensystem (ANS)

Sympathisches Nervensystem

• Aufbau: Besteht aus 23 Ganglienpaaren beidseitig der Wirbelsäule.
• Gruppierung: 3 zervikale, 12 thorakale, 4 lumbale, 4 sakrale Ganglien.
• Funktion: Regulierung von Atmung, Kreislauf und Sekretionen.
• Aktivierung: Wird bei Stress oder Angst aktiviert (Kampf-oder-Flucht-Reaktion).

Parasympathisches Nervensystem

• Funktion: Wirkt antagonistisch zum Sympathikus.
• Ursprünge:
  • Kranialer Anteil: Fasern von Hirnnerven (z.B. Okulomotorius, Fazialis, Glossopharyngeus, Vagus).
  • Sakraler Anteil: Fasern des Sakralmarks (versorgt Mastdarm, Blase).
• Wirkung: Verantwortlich für Schließmuskelentspannung und Förderung der Ausscheidung; fördert Ruhe und Verdauung.

Zusammenspiel des Autonomen Nervensystems

Die meisten Organe und Viszera werden von sympathischen und parasympathischen Fasern innerviert, die antagonistisch wirken, um die neuro-vegetativen Funktionen des Körpers zu regulieren.

Das Neuron: Die Basiseinheit des Nervensystems

Aufbau eines Neurons

• Soma (Zellkörper): Enthält den Zellkern und die meisten Organellen.
• Dendriten: Kurze, verzweigte Fortsätze, die Informationen empfangen und zum Soma leiten.
• Axon: Langer Fortsatz, der Impulse vom Soma wegleitet und zu anderen Zellen überträgt.

Neuronen sind in der Regel nicht in der Lage, sich zu reproduzieren oder zu regenerieren.

Schutz und Übertragung

• Myelinscheide: Eine isolierende Schicht um das Axon, die die Nervenimpulsleitung beschleunigt.
• Ranvier-Schnürringe: Regelmäßige Unterbrechungen der Myelinscheide, an denen der Impuls "springt" (saltatorische Erregungsleitung).
• Schwann-Zellen: Bilden die Myelinscheide im peripheren Nervensystem.

Klassifikation von Neuronen

Nach Anzahl der Fortsätze:

• Unipolar: Nur eine Erweiterung.
• Bipolar: Zwei Erweiterungen (ein Dendrit, ein Axon).
• Multipolar: Die häufigsten Neuronen, mit vielen Dendriten und einem Axon.

Nach Funktion:

• Sensorische Neuronen (Afferent): Leiten Impulse von Rezeptoren zum Gehirn und Rückenmark.
• Motorneuronen (Efferent): Leiten Impulse vom Gehirn und Rückenmark zu Muskeln und Organen.
• Interneuronen (Assoziationsneuronen): Verbinden sensorische und motorische Neuronen.

Synaptische Übertragung

Die Synapse ist die Kontaktstelle, an der Nervenimpulse von einem Neuron auf ein anderes oder auf eine Zielzelle (z.B. Muskelzelle) übertragen werden. Dieser Prozess umfasst zwei Mechanismen: die Leitung von Nervenimpulsen und die synaptische Übertragung.

Mechanismus der Synaptischen Übertragung

1. Dendriten empfangen Nervenimpulse.
2. Der Impuls wird entlang des Axons bis zu den synaptischen Endknöpfchen geleitet.
3. An den Endknöpfchen werden Neurotransmitter (chemische Botenstoffe) freigesetzt.
4. Diese Neurotransmitter überbrücken den synaptischen Spalt und binden an Rezeptoren der benachbarten Zelle, wodurch der Impuls weitergeleitet wird.

Nervenzellen können Impulse über weite Strecken leiten, ohne an Stärke zu verlieren, oft mit hoher Geschwindigkeit.

Typen von Synapsen nach Verbindung

• Axodendritisch (Axon zu Dendrit)
• Axosomatisch (Axon zu Soma)
• Axoaxonal (Axon zu Axon)
• Dendrodendritisch (Dendrit zu Dendrit)
• Dendrosomatisch (Dendrit zu Soma)
• Somatosomatisch (Soma zu Soma)

Arten der Impulsübertragung

• Zwischen Neuronen
• Zwischen Nerv und einer Empfängerzelle (neuronale Empfänger)
• Zwischen einer Nervenzelle und einer Muskelzelle (neuromuskulär)
• Zwischen einer Nervenzelle und einer Epithelzelle (neuroepithelial)

Nervenimpulse sind elektrische Impulse, die durch die Freisetzung positiver und negativer Ladungen gekennzeichnet sind und dem Alles-oder-Nichts-Prinzip folgen. Etwa 99% der Synapsen haben eine hemmende Funktion, die eine Aktivität einschränkt.

Die Funktion der Synapse hängt von der Erregbarkeit der Nervenzelle ab. Das Ruhepotential beschreibt den Ionenaustausch über die Zellmembran.

In der neuromuskulären Synapse ist Acetylcholin der Neurotransmitter. Aktin und Myosin sind kontraktile Proteine, die für Muskelkontraktion und -entspannung verantwortlich sind.

Das Periphere Nervensystem (PNS)

Aufbau und Funktion

Das Periphere Nervensystem besteht aus Nervenfasern und Nervenendigungen, die außerhalb des Gehirns und Rückenmarks liegen.

• Afferente Fasern: Leiten sensible Informationen von der Peripherie zum Rückenmark und Gehirn.
• Efferente Fasern: Übertragen Informationen vom Gehirn zu Muskeln und Drüsen.

Die Hauptnerven entspringen an der Basis des Gehirns und des Rückenmarks und treten durch entsprechende Öffnungen aus.

Komponenten des PNS

Hirnnerven

• Anzahl: 12 Paare, die direkt am Gehirn entspringen.
• Funktionen: Umfassen Hören, Sehen, Gleichgewicht, Kopf- und Augenbewegungen, Geschmack, Kauen und Schlucken.
• Besonderheit: Der 10. Hirnnerv, der Nervus Vagus, innerviert nicht nur Kopf und Hals, sondern auch viele innere Organe, einschließlich des Magens.

Spinalnerven

• Anzahl: 31 Paare, die aus dem Rückenmark entspringen.
• Plexus (Nervengeflechte):
  • Plexus brachialis: Versorgt die oberen Extremitäten.
  • Plexus lumbalis: Versorgt die unteren Extremitäten.

Periphere Nerven verzweigen sich im gesamten Körper und versorgen alle Regionen.

Klassifikation peripherer Nerven nach Funktion

• Sensorische Nerven: Leiten Signale von Sinnesrezeptoren (z.B. Geruch, Optik, Tastsinn).
• Motorische Nerven: Steuern Muskelbewegungen (z.B. Augenbewegungen, Gliedmaßenbewegungen).
• Gemischte Nerven: Enthalten sowohl sensorische als auch motorische Fasern.