Das Nervensystem und der Bewegungsapparat: Aufbau und Funktion

Das Nervensystem der Wirbeltiere

Das Nervensystem besteht aus den nervösen Zentren: Gehirn und Rückenmark. Es ist verantwortlich für den Empfang, die Verarbeitung und die Entwicklung sensorischer Informationen sowie die Auslösung von Reaktionen.

Bestandteile des Nervensystems

Nervenfasern

Dies sind die Axone der Nervenzellen. Sie sind dafür verantwortlich, Sinnesreize zu den Nervenzentren zu übermitteln und auch die Antworten der motorischen Fasern weiterzuleiten.

Nerven

Nerven entstehen durch die Vereinigung mehrerer Nervenfasern.

Nodale Massen (Ganglien)

Dies sind Ansammlungen neuronaler Einrichtungen, die entlang der Nervenbahnen liegen.

Zentrales Nervensystem (ZNS)

Das ZNS besteht aus einer großen Anzahl von Neuronen, die organisiert sind und viele Verbindungen bilden. Die graue Substanz setzt sich aus den Zellkörpern der Nervenzellen zusammen, während die Axone die weiße Substanz (myelinisiert) bilden.

Die Struktur des ZNS ist nicht vollständig fest; es weist eine Reihe von Hohlräumen auf, die als Ventrikel bezeichnet werden.

Schutzstrukturen des ZNS

• Schädel: Schützt Gehirn, Kleinhirn und Hirnstamm (verlängertes Mark).
• Wirbelsäule: Eine Reihe von Wirbeln, die das Rückenmark schützen.

Das Gehirn

Das Gehirn besteht aus zwei symmetrischen Massen: den Hemisphären. Im oberen Teil ist eine Furche zwischen den beiden Hemisphären sichtbar, die als interhemisphärische Spalte bezeichnet wird.

Die Verbindung zwischen den beiden Hemisphären ist eine sehr weiße, dichte Struktur, die aus Nervenfasern besteht und Corpus callosum (Balken) genannt wird.

Der äußere Bereich des Gehirns wird Hirnrinde genannt. Wir können verschiedene Regionen unterscheiden, die durch kleine Furchen getrennt sind und als Lappen bezeichnet werden.

Zentrale Bereiche des Gehirns

• Thalamus: Seine wichtigste Funktion ist die Verbindung mit den sensorischen und motorischen Funktionen des Gehirns.
• Hypothalamus: Erhält Informationen über den allgemeinen Zustand des Organismus, bezüglich der inneren Organe und der Körperphysiologie, und wird durch das vegetative Nervensystem gesteuert.

Der Reflex

Reflexe sind neuronale Reaktionen, deren Koordination und Vorbereitung im Rückenmark ihren Schwerpunkt haben. Sie sind daher unabhängig vom Gehirn.

Phasen der Reflexauslösung

1. Ein Rezeptor nimmt einen Reiz auf.
2. Ein sensorischer Nerv leitet die Stimulation zum Rückenmark.
3. Der Reiz erreicht ein Assoziationsneuron, das in sensiblen Nervenganglien sitzt.
4. Der Impuls geht von Neuron zu Neuron zu einer motorischen Koordination.
5. Über den efferenten (motorischen) Nerv erreicht der Impuls das Effektororgan (Muskel oder Drüse), das die sofortige Aktion ausführt.

Peripheres Nervensystem

Das periphere Nervensystem ist die Gesamtheit der Nerven, die eine Verbindung zwischen dem Rezeptor und dem Effektor oder dem zentralen Nervensystem herstellen.

Vegetatives oder autonomes Nervensystem

Es besteht aus einer Menge von Knoten und peripheren Nerven, die das ZNS verlassen. Seine vorrangige Rolle ist die Steuerung der inneren Organe des Körpers. Es ist eine unwillkürliche Steuerung (z. B. Kontraktionen des Magens und Sekretionen).

Der Weg der hormonellen Reaktion: Das Endokrine System

Das endokrine System wird von endokrinen Drüsen gebildet, den funktionellen Elementen, aus denen Hormone entstehen. Während Neuronen Neurotransmitter an eine andere Zelle abgeben, setzen endokrine Drüsen chemische Botenstoffe in den Blutkreislauf frei, die als Hormone bekannt sind.

An der Basis des Gehirns befinden sich kleine Einrichtungen, bei denen eine sehr enge Beziehung zwischen dem Nerven- und Hormonsystem besteht: Hypothalamus-Hypophyse.

Der Hypothalamus ist ein Nervengewebe in der Nähe der Gehirnbasis, das mit der Hypophyse verbunden ist, welche das gesamte Hormonsystem des Körpers reguliert. Der Hypothalamus besteht aus einer bestimmten Art von Neuronen: neurosekretorischen Zellen.

Die Hypophyse

Die Hypophyse ist eine kleine Drüse an der Unterseite des Gehirns, unterhalb des Hypothalamus, die über einen Stiel aus Blutgefäßen kontrolliert wird, der den Hypophysenstiel bildet.

Neurohypophyse (Hinterlappen)

Besteht aus Nervengewebe, einer Gruppe neurosekretorischer Neuronen, die mit dem Hypothalamus verbunden sind.

• Oxytocin: Fördert die Kontraktion der Gebärmutter während der Geburt und die Milchsekretion in den Milchdrüsen während der Stillzeit.
• Vasopressin: Wirkt antidiuretisch und stimuliert die Wasserresorption in den Nieren.

Hypophysen-Zwischenlappen (Pars intermedia)

Sekretiert das Hormon MSH (melanozytenstimulierendes Hormon). Es ist verantwortlich für die Anregung der Produktion von Melanozyten, den Zellen, die der Haut Farbe verleihen. Besteht aus Drüsengewebe.

Hypophysenvorderlappen (Adenohypophyse)

Besteht aus Drüsengewebe. Sekretiert sechs Hormone, die als Tropine bezeichnet werden. Diese wirken nicht direkt auf ein bestimmtes Organ, sondern auf andere Drüsen, um diese zur Sekretion eines anderen Hormons anzuregen.

Bewegungsapparat

Der Bewegungsapparat ermöglicht durch das koordinierte Zusammenwirken von Muskeln und Knochen das gesamte Spektrum an Bewegungen und Verschiebungen, zu denen unser Körper fähig ist. Muskeln üben Aktionen auf die Knochen aus, die als Organe und Verbindungen fungieren, um eine bestimmte Bewegung zu bewirken.

Muskeln

Muskeln sind Einrichtungen, die die Fähigkeit besitzen, sich unter der Kontrolle von Nervenimpulsen zusammenzuziehen.

• Muskelgewebe: Besteht aus Muskelfasern.
• Bindegewebe: Umhüllt die Fasern und Muskelbündel. Die Muskelfasern gruppieren sich zu Muskelbündeln, und alle Bündel formen zusammen einen Muskel.

Arten von Muskelfasern

• Quergestreifte Muskelfasern: Kontrahieren schnell und werden willkürlich durch das ZNS gesteuert.
• Glatte Muskelfasern: Kontrahieren langsamer und sind unwillkürlich, da sie durch das autonome Nervensystem gesteuert werden.
• Herzmuskelfasern: Bilden das Herz. Ihre Kontraktion ist unwillkürlich, aber schneller als die der glatten Muskulatur.

Muskelgruppen und -formen

Wir haben etwa 400 Skelettmuskeln im Bewegungsapparat, die zusammen etwa 40% des Körpergewichts ausmachen.

Arten von Muskeln (nach Form)

• Lang oder spindelförmig (afusats): Haben eine spindelförmige Gestalt (z. B. Quadrizeps).
• Platt: Sind flach und haben eine dreieckige Form wie ein Fächer (z. B. Oberarm-, Brustmuskeln).
• Orbikulär: Sind um eine Öffnung herum angeordnet (z. B. Ringmuskel der Augenlider).

Sehnen

Die Verbindung zwischen Knochen und Muskeln erfolgt durch längliche Bindegewebsstränge, die die Muskelbündel umgeben und Sehnen genannt werden.

Die Knochen (Das Skelett)

Unser Skelett besteht aus verhärteten Körpern, die wir Knochen nennen; wir haben ungefähr 206.

Funktionen der Knochen

• Bilden eine Struktur, die als Stütze und Haltung dient.
• Ermöglichen durch Hebelwirkung die koordinierte Bewegung der einzelnen Körperteile.
• Schutz der inneren Organe wie Lunge oder Gehirn.
• Dienen als wichtigstes Lager für Mineralien.
• Einige Knochen fungieren als Organe für die Produktion von Blutzellen.

Der Knochenstoff

Wir unterscheiden zwei Teile:

• Organische Matrix: Macht ein Drittel des Knochens aus. Sie besteht aus drei Zelltypen und der Osteoidsubstanz, die hauptsächlich aus Kollagenfasern besteht, die in Platten angeordnet sind.
• Anorganische Matrix: Macht die restlichen zwei Drittel aus und sorgt für die Festigkeit des Knochens. Sie ist ein Reservoir für Mineralsalze wie Kalzium und Phosphor sowie in geringerem Maße Magnesium und Fluorid oder Zink.

Zellen des Knochengewebes

• Osteoblasten: Ziemlich große Zellen, die für die Herstellung von Kollagenfasern und anderen Komponenten der Osteoidsubstanz verantwortlich sind.
• Osteozyten: Durch Alterungsprozesse entstehen sie aus Osteoblasten, die vollständig von der von ihnen produzierten Osteoidsubstanz umschlossen sind. Sie sind mit Calciumsalzen imprägniert und tragen zur Knochenstruktur bei.
• Osteoklasten: Verantwortlich für die Erneuerung der inneren Knochenstruktur, was für den Betrieb und das Wachstum notwendig ist.

Typen von Knochen

• Lange Knochen: Zylindrische Form (z. B. Femur oder Humerus).
• Flache Knochen: Dünn und neigen dazu, ziemlich breit und flach zu sein (z. B. Schulterblatt, Schädelknochen).
• Kurze Knochen: Klein und würfel- oder zylinderförmig (z. B. Wirbel).

Anatomie der Knochenstruktur

• Diaphyse: Der zentrale, längliche Teil.
• Epiphyse: Die Endzone, wo der Knochen erweitert ist und das Gelenk bildet.
• Metaphyse: Die Zone der Epiphyse, die die Diaphyse trennt.

Inneres des Knochens

• Innerer Bereich: Wird von der Markhöhle eingenommen. In der Epiphyse entspricht die Markhöhle dem roten Knochenmark, wo Blutzellen gebildet werden. Das gelbe Knochenmark besteht aus Fettgewebe, das von Blutgefäßen durchzogen ist.
• Kortikaler Bereich: Besteht aus kompaktem Knochengewebe entlang der Markhöhle (sowohl rot als auch gelb). Dieses besteht aus Einheiten, die als Osteone bezeichnet werden. Oberhalb dieser Schicht aus kompaktem Knochengewebe befindet sich das Periost, eine Bindegewebsschicht, die den gesamten Knochen umgibt.

Die Verbindung zwischen den Knochen: Die Gelenke (Artikulationen)

Die Verbindung zwischen zwei oder mehr Knochen wird als Artikulation bezeichnet.

• Feste Gelenke oder Synarthrose: Nicht beweglich. Es gibt keine Trennelemente zwischen den Knochen (z. B. die Nähte der Schädelknochen).
• Halbbewegliche oder Amphiarthrose Gelenke: Zeigen eine gewisse Bewegungsfähigkeit, die jedoch eher begrenzt ist.
• Bewegliche Gelenke oder Diarthrose: Ermöglichen eine ganze Reihe von Bewegungen. Diese finden sich in den Gliedmaßen des Körpers (Ellbogen, Knie oder Handgelenk). Die Verbindung zwischen den Knochen im Gelenk wird durch lange Faserbänder, die Bänder, gesichert.

Kleinhirn und Hirnstamm

Das Kleinhirn

Das Kleinhirn befindet sich hinter der Basis des Gehirns. Seine Aufgabe ist die Koordination der Bewegungen sowie die Aufrechterhaltung von Gleichgewicht und Haltung. Es besteht aus zwei Hemisphären, ähnlich dem Gehirn, die als Kleinhirnhemisphären bezeichnet werden. Die graue Substanz ist am Umfang verteilt, während das Innere weiß ist.

Der Hirnstamm (Verlängertes Mark)

Der Hirnstamm befindet sich im unteren Teil des Gehirns, umgeben von der vierten Kammer. Er steuert die Atemwegs- und Herz-Kreislauf-Reflexe.

Hirnnerven

Die Gruppe von Nerven, die den Hirnstamm verlassen und dort ankommen, wird als Hirnnerven bezeichnet. Es gibt 12 Paare.

Rückenmark

Das Rückenmark hat eine zylindrische Form und liegt innerhalb der Wirbelsäule. Es ist mit dem Gehirn durch das Foramen magnum (Hinterhauptloch) verbunden. Sein innerer Kanal, das Epindym, ist mit Liquor cerebrospinalis gefüllt.

Das Rückenmark ist der Weg, über den das Gehirn Empfindungen vom Rest des Körpers erhält und mit ihm kommuniziert.

Rückenmarknerven

• Sensorische Nerven: Bestehen aus afferenten Fasern, die Informationen zum Gehirn tragen.
• Motorische Nerven: Umfassen efferente Fasern, die Befehle vom Gehirn zu den Effektororganen leiten.

Die Nerven, die das Rückenmark verlassen und dort ankommen, werden als Spinalnerven bezeichnet. Es gibt 31 Paare.