Das Nervensystem - Kofosu!

Berlin, 2008
Das Nervensystem
Referent: Kwaku

Gliederung
Kapitel:
Grundlagen und Definitionen
Anatomie des Nervensystems
Physiologie des Nervensystems
Das vegetative Nervensystem – VNS

1. Grundlagen und Definitionen

Das Nervensystem
Definition:
Gesamtheit aller Nervenzellen in einem Organismus, mit
der Aufgabe Informationen über die Umwelt und den
Organismus aufzunehmen, zu verarbeiten und Reaktionen
des Organismus zu veranlassen, um möglichst optimal auf
Veränderungen zu reagieren
3 Hauptfunktionen:
Reizaufnahme
Reizintegration, Interpretation, Handlungsplanung
Bewegungssteuerung

Generelle Funktionsweise:
Das Nervensystem

Einteilung des Nervensystems
Zentrales Nervensystem (ZNS):
Gehirn
Rückenmark
Peripheres Nervensystem (PNS):
Hirnnerven
Spinalnerven
Leitungsbahnen
weitere Unterteilung in
- somatisches NS: willkürliche motorische Steuerung, sensible Wahrnehmung
- vegetatives NS: unbewußte unwillkürliche Steuerung der inneren Organe

2. Anatomie des
Nervensystems

Gehirn
Laterale Ansicht:
Frontallappen
Parietallappen
Occipital
lappen
Temporallappen

Medianschnitt:
Gehirn

Gefäßversorgung:
Gehirn

Hirnhäute

Hirnventrikel

Hirnnerven
Die 12 Hirnnerven:
Nr. Name des Nervs Versorgungsgebiet
I N. olfactorius (Riechnerv) Bestandteil der Riechbahn zum Großhirn,
Riechschleimhaut der Nase
II N. opticus (Sehnerv) Bestandteil der Sehbahn zum Großhirn,
Netzhaut des Auges
III
N. oculomotorius (Augenbewegungsnerv) äußere und innere Augenmuskeln
IV N. trochlearis (Augenrollnerv) oberer schräger Augenmuskel
V N. trigeminus (Drillingsnerv) Gesicht, Nasen- und Mundschleimhaut,
Zähne, Kaumuskulatur
VI N. abducens (Augenabziehnerv) äußerer gerader Augenmuskel

Hirnnerven
Die 12 Hirnnerven (Fortsetzung):
Nr. Name des Nervs Versorgungsgebiet
VII N. facialis (Gesichtsnerv) mimische Muskulatur, Zunge,
Speicheldrüsen
VIII
IX
N. vestibulo-cochlearis
(Vorhof-Schnecken-Nerv)
N. glossopharyngeus
(Zungen-Rachen-Nerv)
Schnecke und Labyrinth (Ohr)
Muskulatur und Schleimhaut des Larynx,
Paukenhöhle (Ohr)
X N. vagus (umherschweifender Nerv) Herz, glatte Muskulatur des Magen-Darm-
Trakts, Teile des Ohrs und des Larynx,
fast alle inneren Organe
XI N. accessorius (zusätzlicher Nerv) Muskeln des Halses
XII N. hypoglossus (Unterzungennerv) Zunge

Aufbau:
Die Wirbelsäule

Lage des Rückenmarks

Neuron
Neuron = Nervenzelle
Eine Nervenzelle besteht aus folgenden (Haupt-) Bestandteilen:
• Zellkörper (Soma)
• Dendriten
• Axon
• Synapsen

Neuron
Aufbau:
Soma:
• enthält den Zellkern und einige Zellorganellen
• ist etwa 0,25mm groß
• in ihm werden alle für die Funktion der
Nervenzelle wichtigen Stoffe produziert, wie z.B.
Neurotransmitter
Dendriten:
• nehmen Signale von anderen Neuronen oder
Sinneszellen auf und leiten sie zum Soma weiter
• Dendritenbaum einer einzigen (menschlichen)
Zelle kann mit bis zu 200.000 Fasern anderer
Neuronen in Kontakt stehen

Neuron
Aufbau:
Axon:
• leitet die Signale vom Soma weg hin zu den
Synapsen
• im Soma produzierte Neurotransmitter werden
durch das Axon zu den Synapsen transportiert
• kann je nach Typ der Nervenzelle von 1µm bis
über einen Meter lang sein
• wird von aufeinanderfolgenden Myelinscheiden
umhüllt, die von sog. Ranvier‘schen Schnürringen
unterbrochen werden
Synapsen:
• Verbindungspunkt zwischen zwei Nervenzellen
an dem Reizübertragung meist chemisch erfolgt
• ein Neuron hat bis zu 10.000 Synapsen, das
menschliche Gehirn etwa 1 Billiarde

Neuron
Charakteristische Anordnung der Dendritischen
Fortsätze verschiedener Neurone im ZNS
Kleinhirnrinde
Rückenmark
Großhirnrinde

3. Physiologie

Ruhemembranpotential
Wie die Membranen von anderen Zellen besteht die Membran einer
Nervenzelle aus einer Doppellipidschicht in die Proteine eingelagert sind.
Zu beiden Seiten der Membran sind unter anderem Salze in wässriger
Lösung. Wichtig sind hier NaCl und KCl.

Ruhemembranpotential
Die erste treibende Kraft: Ionenkonzentrationsgradienten
Durch die Natrium – Kalium – Pumpe ist die Konzentration von Natrium außerhalb der Zelle sehr
viel höher als innerhalb. Für die Konzentration von Kalium ist es umgekehrt. Auch für die
Konzentration von Chlorionen bildet sich infolge eines aktiven Transports durch die Membran ein
Konzentrationsungleichgewicht aus. Es bildet sich also über der Membran ein
Konzentrationsgradient aus.
intrazellulär
extrazellulär
Kalium (mmol/l) 120 – 150 4 – 5
Natrium (mmol/l) 5 – 15 140 – 150
Chlor (mmol/l) 4 – 5 120 – 150
Die zweite treibende Kraft: Potentialdifferenz
Da die Natrium – Kalium – Pumpe elektrogen arbeitet, bildet sich über der Membran außerdem
eine Potentialdifferenz aus.

Grundlagen des Ruhepotentials

Aktionspotential
Ablauf des Aktionspotentials
• Wenn die Depolarisation des Membranpotentials einen kritischen Wert erreicht, die sog.
Membranschwelle, öffnen sich die spannungsgesteuerten Ionenkanäle.
• Zunächst öffnen sich die Natriumkanäle und Natrium strömt in die Zelle ein. Die Membran
wird also weiter depolarisiert. Im Sinne einer positiven Rückkopplung werden mehr
Natriumkanäle geöffnet und mehr Natrium strömt ein.
• Das Membranpotential nähert sich dem Natrium – Gleichgewichtspotential. Das
Membranpotential wird positiv und die treibende Kraft für Natrium ist wieder nach außen
gerichtet.
• Die Natriumkanäle inaktivieren sich selbstständig.
• Kurz nach dem Öffnen der Natriumkanäle öffnen sich die Kaliumkanäle, so dass Kalium
aus der Zelle ausströmen kann. Der Kaliumausstrom wächst aber wesentlich langsamer, als
der Natriumeinstrom, und erreicht sein Maximum erst während der Schließung der
Natriumkanäle.
• Auch die Kaliumkanäle inaktivieren sich selbstständig wenn sich das Potential wieder dem
Kaliumgleichgewichtspotential nähert.
• Nach Beendigung des Aktionspotentials kann ein sog. Nachpotential auftreten, das
entweder hyperpolarisierend oder depolarisierend ist.

Aktionspotential
Charakteristika des Aktionspotentials
• Die Amplitude des Aktionspotentials ist unabhängig von der Höhe der Depolarisation. Wird die
Membranschwelle erreicht, wird ein Aktionspotential ausgelöst, andernfalls nicht. Diese
Reaktionsweise wird als „Alles – oder – Nichts – Regel“ bezeichnet.
•Während eines Aktionspotentials kann auch mit hohen Depolarisationen kein weiteres
Aktionspotential ausgelöst werden, da der Natriumeinstrom vom Ausgangspotential abhängt. Erst in
der späten Repolarisationsphase sind die Natriumkanäle zunehmend wieder aktivierbar. Die
Depolarisation muss aber umso höher sein, je früher sie an das vorangegangene Aktionspotential
anschließt. Dieses Phänomen heißt Refraktärität.
Aktivierbarkeit der
Natriumkanäle in
Abhängigkeit vom
Ruhemembran-potential
Aktivierung der
Natriumkanäle in
Abhängigkeit vom Ausmaß
einer raschen Depolarisation
bei unterschiedlichen
extrazellulären
Calciumkonzentrationen

Folgen der Depolarisation einer Synapse

Erregungsübertragung
Elektrische Synapse (gap junction):
• Prä- und Postsynapse sind über Proteine, sog. Connexine, miteinander verbunden
• Connexine bilden einen Tunnel über den Ionen aus dem einen Neuron in das andere gelangen
können
• Erregungsübertragung läuft prinzipiell ab wie Erregungsleitung entlang der Zellmembran eines
einzigen Neurons

Erregungsübertragung
Chemische Synapse
• präsynaptischer Endknopf und postsynaptische Membran sind durch den Synaptischen Spalt
voneinander getrennt
• Erregungsübertragung geschieht mittels chemischer Botenstoffe, den sog. Neurotransmittern

4. Das vegetative
Nervensystem

Grundlagen
Generell:
Steuerung der Organfunktionen des Körpers
Kontrolle von Atmung, Kreislauf, Verdauung, Fortpflanzungsorgane
Rezeptoren dienen der Steuerung des vegetativen NS
Rezeptortyp
Chemorezeptoren
Druckrezeptoren
Schmerzrezeptoren (Nozizeptoren)
Funktion
Kontrolle des Blut-pH-Wertes und der
Partialdrücke der Atemgase
Kontrolle des Blutdrucks, Venendrucks,
Füllungszustands von Hohlorganen
Registrierung von Schmerzreizen
Einteilung:
Symphatikus:
- Erhöhung der Leistungsfähigkeit „FIGHT AND FLIGHT“
Parasymphatikus:
- Regeneration des Körpers „REST AND DIGEST“

Übersicht
Einteilung in:
Sympathikus
Parasympathikus

Wirkungsmechanismus
Organ Sympathikus Parasympathikus
Herz
•Sinusknoten
•allgemeine
Leistungssteigerung: positiv
chronotrop
•positiv dromotrop
•positiv inotrop
allgemeine
Leistungsabnahme
•AV-Knoten Frequenzzunahme Frequenzabnahme
•Erregungsleitungssystem Erregungszunahme Erregungsabnahme
•Koronararterien
Vasokonstriktion (α- Vasodilatation
Rezeptoren)
Vasodilatation (β-
Rezeptoren)
•Myokard erhöhtes Minutenvolumen reduziertes Minutenvolumen
Blutgefäße
•Darmgefäße Vasokonstriktion Vasodilatation
•Hautgefäße Vasokonstriktion Vasodilatation
•Gehirngefäße Vasokonstriktion Vasodilatation
•Nierengefäße Vasokonstriktion Vasodilatation
Auge
•Ziliarmuskel Dilatation Kontraktion
•Pupille Mydriasis Miosis

Wirkungsmechanismus
Organ Sympathikus Parasympathikus
Lunge
•Bronchien Bronchodilatation Bronchokonstriktion
•Schleimhaut verminderte Sekretion vermehrte Sekretion
Drüsen
•Tränendrüsen keine Sekretion
•Speicheldrüsen verminderte Sekretion vermehrte Sekretion
•Magendrüsen kaum Sekretion vermehrte Sekretion
•Pankreas verminderte Sekretion vermehrte Sekretion
•Schweißdrüsen verminderte Sekretion keine
Magen-Darm-Trakt
allgemeine Leistungsminderung erhöhte Leistung
•Sphinkter Tonussteigerung Tonusminderung
•Muskulatur Tonussteigerung vermehrte Peristaltik
Leber
Steigerung von
keine
Glukoneogenese und
Glykogenolyse
Gallenblase, Harnblase dilatiert kontrahiert
•Sphinkter Kontraktion Dilatation
•Muskulatur Tonusminderung Tonuserhöhung
Genitalorgane
•männlich Ejakulation Erektion
•weiblich Muskelkontraktion Drüsensekretion
Stoffwechsel erhöht vermindert