Innervation: Physiologie und Klinik

So gut wie jede Struktur des Körpers wird nerval versorgt – Die Innervation ist ein zentraler Teil der Neurophysiologie und die Grundlage für das Funktionieren von Wahrnehmungen, Bewegungen und Organsteuerung durch Einwirkung der Nervenfasern. Die Versorgung von Geweben und Organen kann dabei motorischer, efferenter oder sensorischer, afferenter wie auch vegetativer Natur sein. Das Funktionieren der Innervation ist essenziell für die Kommunikation zwischen dem Nervensystem und den peripheren Zielstrukturen. Störungen der Innervation können vielfältige Auswirkungen haben und sich als Lähmungen, Sensibiltätsverluste oder vegetative Fehlfunktionen zeigen. Der folgende Artikel vertieft die Physiologie und klinische Bedeutung der Innervation.

Innervation – Definition

Innervation bezeichnet die Versorgung von Geweben und Organen, Körperteilen mit Nervenfasern. Die Innervation erfolgt durch elektrische Impulse und Reizweiterleitung der Nervenfasern, bei der man zwischen afferenter (sensibler), motorischer (efferenter) sowie somatischer, willkürlicher und vegetativer, unwillkürlicher Innervation unterscheidet.

Innervation – Physiologie

Die somatische Innervation kann sensibel wie auch motorisch erfolgen und steuert die willkürlichen Körperaktionen, während die vegetative und autonome Innervation durch den Sympathikus bzw. Parasympathikus erfolgt und die unwillkürlichen Körperaktionen steuert.

Somatische Innervation

Somatische Innervation betrifft die Sensorik durch afferente Nervenfasern und die Motorik durch efferente Nervenfasern.

• Sensorik: Informationen von Rezeptoren, beispielsweise Mechanorezeptoren in der Haut, werden zum ZNS geleitet.
• Motorik: Efferente Fasern vom ZNS führen zur quergestreiften Muskulatur (z.B. Skelettmuskulatur) mit motorischen Signalen und steuert somit die Muskulatur willkürlich.

Die Verschaltung erfolgt im Rückenmark oder in den motorischen Kernen der Hirnnerven.

Vegetative (autonome) Innervation

Das vegetative Nervensystem ist ein autonomes Nervensystem. Somit ist es in der Lage unseren Körper ohne bewusste Steuerung vom Gehirn anzupassen und reguliert lebenswichtige Funktionen, die nicht willentlich steuerbar sind. Es wirkt auf:

• Glatte Muskulatur (z.B. Gefäße, Bronchien, Verdauungstrakt)
• Herzmuskulatur
• Drüsen (z.B. Speichel-, Schweiß– und Verdauungsdrüsen)

Es wird der sympathische vom parasympathischen Anteil abgegrenzt. Der Sympathikus ist auch bekannt als “Fight-or-Flight-System”, da er Herzfrequenz, Blutdruck und Schweißsekretion steigert, sowie Verdauungsprozesse hemmt. Der Parasympathikus funktioniert unter dem Motto “Rest and Digest” und aktiviert die Verdauung und senkt die Herzfrequenz. Das enterische Nervensystem ist das eigenständige Nervensystem des Magen-Darm-Traktes und koordiniert die Peristaltik sowie Sekretion des Darms.

Neurophysiologie der Innervation

Die Erregungsleitung ereignet sich entlang der Nervenfaser als elektrisches Aktionspotenzial durch schnellen Ionentransport über die Zellmembran. An den Synapsen, den Verbindungsstellen zwischen den Neuronen oder zwischen Neuron und Zielzelle (z.B. Muskelzelle), wird das Signal chemisch mittels Neurotransmittern übertragen. Acetylcholin ist der Neurotransmitter an der neuromuskulären Endplatte, Noradrenalin ist der Haupttransmitter im sympathischen Nervensystem und Dopamin, Serotonin, GABA und Glutamat sind weitere wichtige Neurotransmitter mit spezifischen Wirkungen im ZNS.

Innervation – Klinik

Störungen der Innervation können häufig auftreten und verschiedene Ursachen wie auch Erscheinungsformen haben. Es können periphere Nervenschäden wie Neuropathien oder zentrale Störungen durch beispielsweise Schlaganfälle auftreten.

Periphere Nervenschäden

Die Innervation kann Schäden aufweisen, die sich peripher äußern können. Durch Diabetes mellitus, Alkoholabusus, Vitaminmangel, Toxine oder genetische Ursachen können Polyneuropathien auftreten. Die Symptome zeigen sich als distale Sensibilitätsstörungen, Parästhesien und Muskelschwäche. Kommt es zur Kompression einer Nervenwurzel, wie es bei einem Bandscheibenvorfall der Fall ist, kann es zu Dermatom-abhängigen Schmerzen, Reflexminderung und Muskelschwäche kommen. Bei Mononeuropathien sind einzelne Nerven betroffen. Beispielsweise kommt es bei Schädigung des Nervus medianus zum Karpaltunnelsyndrom oder bei einer Nervus-peroneus-Läsion zum “Steppergang” durch eine Fußheberschwäche.

Zentrale Störungen der Innervation

Schlaganfälle können durch die plötzliche Durchblutungsstörung im Gehirn zentrale Paresen verursachen. Krankheitsbilder wie Multiple Sklerose (MS) und die Amyotrophe Lateralsklerose (ALS) stehen ebenfalls mit Störungen der Innervation in Zusammenhang. Bei der Multiplen Sklerose handelt es sich um eine chronisch-entzündliche Erkrankung des ZNS, die durch Angriff körpereigener Abwehrzellen auf die Myelinscheiden der Nerven eine Demyelinisierung hervorruft. Es kommt somit zu einer Störung der Nervenleitgeschwindigkeit und die Axone gehen unter, wodurch die Signalübertragung im Rahmen der Innervation gestört ist. Bei der Amyotrophen Lateralsklerose tritt eine fortschreitende Lähmung ein, da es zur Degeneration von Motoneuronen kommt. Die Innervation wird eingeschränkt.

Autonome Dysfunktionen

Bei diabetischer Neuropathie, Parkinson oder postinfektiösen autonomen Störungen kann es durch Beeinträchtigung der Innervation zu autonomen Dysfunktionen kommen. Dies wirkt sich aus als orthostatischen Hypotonie, Gastroparese, Blasenentleerungsstörungen oder einer Anhidrose, welche eine verminderte Schweißbildung beschreibt.

Medizinische Relevanz

Das Verständnis über die Innervation ist für die Medizin von zentraler Bedeutung. Ob es in der Neurologie für die Diagnostik von Erkrankungen der Nerven und Muskeln ist, in der Orthopädie und Chirurgie zur Beurteilung von Nervenverletzungen und operativen Nerventransplantationen ist oder in der Anästhesie für die lokale und gezielte Wirkung auf Nervenbahnen ist, die Kenntnis ist essenziell und hilft für die Therapie in allem medizinischen Fachgebieten. Auch in der inneren Medizin ist die Kenntnis der Innervationsstrukturen für den Umgang mit vegetativen Störungen bei systemischen Erkrankungen sehr wichtig.