Nervensystem und Verdauungssystem: Wirbellose & Wirbeltiere

Funktion des Nervensystems

Das Nervensystem empfängt, integriert und überträgt Informationen von der Außenwelt und dem inneren Milieu, um die Reaktionen zu koordinieren und zu überwachen. Beteiligt sind Rezeptoren, sensorische Nervenbahnen, Modulatoren, motorische Nervenbahnen und Effektoren.

Nervenimpuls

Der Nervenimpuls ist die Übertragung von Signalen zwischen Neuronen. Er besteht aus einem Ruhepotential, einer Depolarisation, einem Aktionspotential und einer Repolarisation. Die Erregbarkeitsschwelle ist die minimale Intensität, die ein Reiz benötigt, um wirksam zu sein. Die Refraktärzeit ist die Zeit, die benötigt wird, um einen neuen Impuls auszulösen.

Der Nervenimpuls bewegt sich durch die Plasmamembran des Neurons und kann am Ende des Axons an ein anderes Neuron weitergeleitet werden. Die Plasmamembran ist polarisiert, da die elektrischen Ladungen innerhalb und außerhalb der Zelle unterschiedlich verteilt sind. Im Inneren überwiegen die negativen Ladungen, und außen die positiven Ladungen (Na+). Diese Potentialdifferenz wird als Ruhepotential bezeichnet. Wenn ein bestimmter Reiz auf ein Neuron einwirkt, bewirkt er eine Veränderung der Durchlässigkeit der Membran, die den Einstrom von Na+-Ionen ermöglicht, wodurch sich die Polarität an diesem Punkt umkehrt (innen positiv und außen negativ). Dieser Vorgang wird als Depolarisation bezeichnet, und die Potentialänderung wird Aktionspotential genannt. Die Depolarisation stört die elektrisch angrenzenden Gebiete bis zu dem Punkt, an dem der Reiz angewendet wurde, und breitet sich entlang des Neurons aus. Die Wirkung von Enzymen, die in der Membran vorhanden sind, fördert den Ausstrom von Na+ und führt Punkt für Punkt zum ursprünglichen Zustand zurück.

Übertragung des Nervenimpulses

Die Übertragung des Nervenimpulses erfolgt an der Synapse. Hierbei spielen die synaptischen Vesikel eine Rolle, in denen Neurotransmitter gespeichert sind.

Nervensystem bei Wirbellosen

• Hohltiere: Das Nervensystem besteht aus einem diffusen Nervenplexus.
• Plattwürmer: Sie haben ein primitives Gehirn mit zwei Nervensträngen.
• Ringelwürmer: Sie haben eine Kette von Ganglien, die zerebroide Ganglien und einen periösophagealen Lymphknotenring bilden.
• Weichtiere: Sie sind den Ringelwürmern sehr ähnlich.
• Gliederfüßer: Sie ähneln den Ringelwürmern, sind aber weiter entwickelt.
• Stachelhäuter: Sie besitzen einen periösophagealen Ring, der mit den radialen Nervensträngen verbunden ist.

Nervensystem bei Wirbeltieren

Das Nervensystem der Wirbeltiere besteht aus einem Neuralrohr, das das Gehirn und das Rückenmark bildet. Man unterscheidet zwischen dem zentralen Nervensystem (Gehirn und Rückenmark) und dem peripheren Nervensystem. Das periphere Nervensystem besteht aus dem somatischen System (Hirn- und Rückenmarksnerven) und dem vegetativen Nervensystem (Sympathikus und Parasympathikus).

Nervöse Integration

Der einfachste Mechanismus ist der Reflexbogen, der eine konkrete Antwort erzeugt.

Rezeptoren

Rezeptoren sind Zellen, die Reize (Sinnesorgane) erkennen und in Nervenimpulse umwandeln. Rezeptoren haben eine Reihe von Eigenschaften: differentielle Empfindlichkeit, ein bestimmtes Wirkungsspektrum und Anpassungsfähigkeit.

Effektoren

Effektoren sind der aktive Teil der Bewegung (Muskeln) und führen durch ihre Kontraktionen motorische Reaktionen aus. Zusammen mit dem Skelett (passiver Teil) bilden sie den Bewegungsapparat.

Funktion des Verdauungssystems

Das Verdauungssystem wandelt Nahrungsmoleküle in für die Zellen verwertbare Nährstoffe um. Dies geschieht durch: Nahrungsaufnahme, Ingestion, Verdauung (Aufschlüsselung komplexer Verbindungen in einfache), die extrazellulär, intrazellulär oder gemischt sein kann, und die Absorption von Nährstoffen.

Verdauungssystem bei Wirbellosen

• Mit einer einzigen Öffnung:
  • Schwämme: Intrazelluläre Verdauung in den Choanozyten und anschließender Transport der Nährstoffe durch die Amöbozyten.
  • Nesseltiere: Gemischte Verdauung; sie besitzen Cnidoblasten.
• Mit zwei Öffnungen und extrazellulärer Verdauung entlang des Verdauungstrakts:
  • Ringelwürmer: Bestehend aus Mund, Pharynx, Kropf, Muskelmagen, Darm und Anus.
  • Weichtiere: Mund mit Radula, Speiseröhre, Magen, Hepatopankreas, Darm und Anus.
  • Gliederfüßer: Sie weisen eine große Vielfalt an Strukturen zur Nahrungsaufnahme auf. Der Mund zeigt verschiedene Apparaturen.
  • Stachelhäuter: Seeigel haben einen kauenden Skelettapparat, die Laterne des Aristoteles.

Verdauungssystem bei Wirbeltieren

• Mundhöhle: Beinhaltet Lippen, Zähne, Zunge und Speicheldrüsen. Hier findet sowohl mechanische als auch chemische Verdauung statt.
• Pharynx: Muskulöser Schlauch, der am Schluckvorgang beteiligt ist.
• Speiseröhre: Muskulöser Schlauch, dessen Kontraktionen den Nahrungsbolus vorantreiben. Bei Vögeln gibt es eine Erweiterung, die als Kropf bezeichnet wird.
• Magen: Erweiterung des Verdauungstrakts, in der die chemische Verdauung durch die Einwirkung von Magensaft stattfindet. Bei Vögeln gibt es einen Muskelmagen, der die Nahrung zerkleinert.
• Darm:
  • Dünndarm: Hier findet die chemische Verdauung und die Aufnahme von Nährstoffen statt.
  • Dickdarm: Hier erfolgt die Absorption von Wasser, um den Stuhl zu bilden.