Matthias Birnstiel Modul Nervensystem Medizinisch wissenschaftlicher Lehrgang CHRISANA Wissenschaftliche Lehrmittel, Medien, Aus- und Weiterbildung
Inhaltsverzeichnis des Moduls Nervensystem Anatomie des Nervenzelle (Neuron) Nervenzellkörper Dendriten Synapsen Myelinscheide (Markscheide) Physiologie der Nervenzelle Erregungsleitung Neurotransmitter Einteilung des Nervensystems Das periphere Nervensystem Rezeptoren Zentrales Nervensystem Grosshirn Innere Struktur des Grosshirns Limbisches System Zwischenhirn Hirnstamm Mittelhirn Steuerungszentren im Hirnstamm Hirn- und Schädelnerven Kleinhirn Das Rückenmark Die innere Struktur des Rückenmarks Spinal- oder Rückenmarksnerven Reflex-Motorik Hirn- und Rückenmarkshäute Liquor Hirngefässe Vegetatives Nervensystem Aufbau des vegetativen Nervensystems Zentrales vegetatives System Steuerungs-Koordination Periphere sympathische und parasympathische Efferenzen Sympathikus Parasympathikus Funktionen von Sympathikus und Parasympathikus
1 Als Dendrit bezeichnet man die astartigen Zytoplasmafortsätze der Nervenzelle (Neuron), die der Aufnahme elektrischer Reize und ihrer Weiterleitung zum Soma der Nervenzelle dienen 2 Als Axon oder Neurit wird der Fortsatz einer Nervenzelle (Neuron) bezeichnet, der elektrische Nervenimpulse vom Zellkörper (Soma) weg leitet. Die Einheit aus Axon und den ihm anliegenden Hüllstrukturen nennt man Nervenfaser. Auszug aus dem Modul Nervensystem Anatomie des Neurons Das Nervengewebe besteht aus Neuronen (Nerven- oder Ganglienzellen) und Gliazellen (Stütz- und Hüllzellen; siehe untere 2.6). Blutgefässe (siehe unter 4.5) und Hirnhäute (siehe unter 4.4) gehören nicht zum nervalen Gewebe. Das Neuron ist die kleinste funktionelle Einheit des Nervensystems (Abb. 1). Es unterscheidet sich von anderen Zellen durch ihre Ausläufer (Dendriten 1 ; Abb 1 2 ), die die Signale von anderen Nervenzellen aufnehmen, und einem Hauptfortsatz, Neuriten 2 oder Axon (Abb. 1 3 ), der (das) die Erregung zu anderen Nervenzellen oder zu Muskel- und Drüsenzellen weiterleitet. Anmerkung Nach der Zahl der Hauptfortsätze unterscheiden wir unipolare, bipolare oder multipolare Neurone. Die meisten Neurone sind multipolar. Manche haben kurze Axome (Golgi-Typ), andere über 1 m lange Axone (Deiters-Typ). 1 Perikaryon 2 Dendrit 2 3 Neurit oder Axon 4 Ranvier-Knoten Soma 5 motorische Endplatte 1 6 Telodendron 7 Kollaterale Abb. 1: Hauptform eines motorischen Neurons. Rechts: Colorierte elektronenmikroskopische Aufnahmee von Neuronen der Hirnrinde Quelle: Eigene Bilder 3 Neurit 7 4 Neurit 5 6 Erfolgsorgan (z.b. Drüsen-, Muskeloder Nervenzelle
Nervenzellkörper Ohne die Nervenzellfortsätze (Dendriten, Neurit) hat der Zellkörper, das Perikaryon 3 - so genannt, weil es den Zellkern und das den Kern umgebende Zytoplasma (Neuroplasma) umfasst - einen Durchmesser von 5 μm bis 100 μm und mehr. Obwohl Neuronen stark gegliedert und damit praktisch nicht überschaubar sind, stellen sie morphologisch, funktionell, stoffwechselmässig und entwicklungsgeschichtlich selbständige Einheiten dar. Physiologisch wirksam wird das einzelne Neuron aber nur im Verband mit einer anderen Nervenzelle oder einem Erfolgsorgan; hierzu ist jeweils eine spezialisierte Kontaktstelle, Synapse 4 (Abb. 2 1 und 3) genannt, zwischen den Zellen erforderlich. Anmerkungen Der Zellkörper einer Nervenzelle enthält dasselbe genetische Material und die gleichen für den Stoffwechsel notwendigen Organellen (Mitochondrien, endoplasmatisches Retikulum, etc.), wie jede andere Zelle im Körper. Das menschliche Gehirn enthält mehr als 100 Milliarden Neuronen. Einige Wissenschafter sprechen sogar von über einer Billion. Abb. 2: Der Zellkörper einer Nervenzelle Bildquelle: Eigenes Bild 7 5 1 2 3 4 1 Synapsen 2 endoplasmatisches Retikulum 3 Mitochondrium 4 Zellkern 5 Nervenfaser 6 Myelinhülle 7 Dendrit 8 Ursprungskegel des Neuriten 8 6 Periphere sympathische und parasympathische Efferenzen So wie die einzelnen Steuerungseinheiten dualistisch konzipiert sind, mit einerseits aktivierendem (z.t. ständig oder phasisch spontan) und andererseits hemmendem Anteil, so sind auch die vegetativen Efferenzen dualistisch organisiert. Das efferente vegetative Nervensystem besteht somit aus zwei Teilsystemen: 3 Als Perikaryon wird der Zellkörper (Soma) eines Neurons im Gegensatz zu den Zellfortsätzen, Dendriten und Axonen, bezeichnet 4 Eine Synapse ist eine Kontaktstelle zwischen zwei Neuronen oder zwischen einem Neuron und einer Muskelzelle, die der Reizübertragung dient.
Sympathikus (siehe unter 5.5.2), Parasympathikus (siehe unter 5.3). Die vegetativen Efferenzen umfassen jeweils zwei Neurone (Abb. 42). Das erste Neuron leitet die Impulse vom ZNS (Rückenmark und Hirnstamm) zu den Seitenhörnern (Abb. 26 3 ) des Rückenmarks. Von dort gelangen sie zu einem vegetativen Ganglion, in dem die Umschaltung auf das zweite Neuron erfolgt. Dieses führt zum Erfolgsorgan (Effektor). Parasympathikus Neurotransmitter Acetylcholin Parasympathisches Ganglion { Neurotransmitter Acetylcholin Zentralnervensystem Präganglionäre Neurone Postganglionäre Neurone Effektorzellen Neurotransmitter Acetylcholin Sympathisches Ganglion Neurotransmitter Noradrenalin { Sympathikus Abb. 42: Aufbau und Überträgersubstanzen der vegetativen Efferenzen in schematischer Darstellung. Bildquelle: Eigenes Bild Betrachten wir die vegetativen Efferenzen von den vegetativen Ganglien aus, so wird das erste Neuron als präganglionär (siehe Abb. 42) und das zweite Neuron als postganglionär (siehe Abb. 42) bezeichnet. Aus der obigen Abbildung können die charakteristischen Unterschiede der Teilsysteme der vegetativen Efferenzen festgestellt werden: Lage der vegetativen Ganglien, chemische Überträgerstoffe. Die Ganglien des Sympathikus liegen im sogenannten Grenzstrang (Truncus sympathicus) neben der Wirbelsäule (Abb. 42), diejenigen des Parasympathikus liegen organständig (Abb. 40). Was die chemischen Überträgerstoffe angehen, so wird in allen parasympathischen und in den präganglionären sympathischen Synapsen nur Acetylcholin freigesetzt und in den postganglionären sympathischen Synapsen Noradrenalin (siehe auch unter 5.5.2 und 5.5.3). Anmerkung Streng genommen bestehen die vegetativen Efferenzen aus drei Teilen. Neben dem Sympathikus und Parasympathikus existiert noch das Darmnervensystem. Dieses besteht aus einem komplexen Neuronengeflecht, das unabhängig vom ZNS seine Funktionen ausüben kann. Auf das Darmnervensystem wird im diesem Modul nicht näher eingegangen. Kontrollfragen Aus wievielen Neuronen bestehen die vegetativen Efferenzen? Was sind die charakteristischen Unterschiede zwischen dem Sympathikus und Parasympathikus?