Nervensystem: Übersicht, Einteilung und Funktion

Das menschliche Nervensystem ist eines der komplexesten und faszinierendsten Systeme des Körpers. Es steuert und koordiniert nahezu alle Körperfunktionen, von der Atmung und Verdauung über die Bewegung bis hin zum Denken, Fühlen und Erinnern. In seiner Komplexität und Leistungsfähigkeit übertrifft es jedes bisher entwickelte technische System. Es ist ein biologischer Supercomputer, der Tag und Nacht im Einsatz ist, ohne dass wir uns dessen immer bewusst sind. Ohne das Nervensystem wäre keine Interaktion mit der Umwelt möglich, kein Bewusstsein, keine gezielte Handlung, kurz gesagt: kein Leben, wie wir es kennen. Dieser Artikel beleuchtet das Nervensystem des Menschen aus anatomischer, funktioneller und klinischer Sicht und geht dabei auf seine verschiedenen Bestandteile und Aufgaben ein.

Nervensystem – Definition

Das Nervensystem ist das übergeordnete Steuer-, Kommunikations- und Regulationssystem des Körpers. Es besteht aus spezialisierten Zellen, den Neuronen (Nervenzellen), die über elektrische Impulse Informationen übertragen können. Ergänzt wird dieses System durch Gliazellen, die die Neuronen in ihrer Funktion unterstützen, sie ernähren, schützen und isolieren. Über das Nervensystem nimmt der Organismus Reize aus seiner Umgebung und seinem Inneren wahr, verarbeitet diese Informationen, speichert sie gegebenenfalls im Gedächtnis und reagiert darauf mit passenden motorischen oder vegetativen Antworten. Es stellt somit das zentrale Kommunikationsnetzwerk des Körpers dar.

Nervensystem – Einteilung

Das Nervensystem lässt sich nach verschiedenen Gesichtspunkten unterteilen, vor allem nach seiner Lage im Körper und seiner Funktion. Die bekannteste und grundlegendste Einteilung unterscheidet zwischen dem zentralen Nervensystem (ZNS) und dem peripheren Nervensystem (PNS). Eine weitere wichtige funktionelle Einteilung erfolgt in das somatische und das vegetative Nervensystem.

Zentrales Nervensystem

Das zentrale Nervensystem umfasst das Gehirn und das Rückenmark. Es ist verantwortlich für die zentrale Verarbeitung von Reizen, die aus der Körperperipherie eintreffen, und für die Koordination aller motorischen, sensorischen und vegetativen Funktionen. Das Gehirn stellt das oberste Steuerorgan dar und ist Sitz des Bewusstseins, der Sprache, der Emotionen, des Denkens, Lernens und Erinnerns. Das Rückenmark dient als Informationsautobahn zwischen dem Gehirn und dem Rest des Körpers und ist zudem selbst an Reflexhandlungen beteiligt, die ohne Beteiligung des Gehirns ablaufen können.

Anatomisch lässt sich das ZNS in graue und weiße Substanz unterteilen. Die graue Substanz enthält die Zellkörper der Nervenzellen und bildet im Gehirn die äußere Rinde, während sie im Rückenmark zentral liegt. Die weiße Substanz besteht überwiegend aus markhaltigen Nervenfasern (Axonen), die Informationen zwischen verschiedenen Regionen des ZNS weiterleiten.

Peripheres Nervensystem

Das periphere Nervensystem besteht aus sämtlichen Nerven, die außerhalb von Gehirn und Rückenmark liegen. Es verbindet das ZNS mit Organen, Muskeln, Haut und Sinnesorganen. Dazu zählen die Hirnnerven (mit Ursprung im Gehirn) und die Spinalnerven (mit Ursprung im Rückenmark). Das PNS enthält sensorische Nerven, die Reize zum ZNS weiterleiten, sowie motorische Nerven, die Reaktionen vom ZNS an Muskeln und Organe übermitteln.

Auch im PNS gibt es Ansammlungen von Nervenzellkörpern, sogenannte Ganglien, die insbesondere im vegetativen Nervensystem eine wichtige Rolle spielen. Sie bilden Schaltstationen für Informationen und sind oft Teil komplexer neuronaler Netzwerke.

Somatisches und vegetatives Nervensystem

Funktionell unterscheidet man zwischen dem somatischen (willkürlichen) und dem vegetativen (autonomen) Nervensystem.

Das somatische Nervensystem ermöglicht bewusste Wahrnehmung und willkürliche Bewegungen. Es steuert die Skelettmuskulatur und ist für die Weiterleitung von sensorischen Informationen aus der Umwelt – wie etwa Berührung, Temperatur oder Schmerz – verantwortlich. Hier erfolgt die Reizaufnahme über spezialisierte Sinnesorgane und deren Weiterleitung über sensorische Nervenbahnen zum ZNS, das dann die passende Reaktion plant und über motorische Bahnen an die Muskeln sendet.

Das vegetative Nervensystem reguliert die unwillkürlichen Körperfunktionen, wie Atmung, Verdauung, Stoffwechsel oder Herzschlag. Es agiert unabhängig vom bewussten Willen und funktioniert weitgehend autonom. Es besteht aus drei Hauptanteilen:

• Sympathikus: Er aktiviert den Körper in Stresssituationen (zum Beispiel durch Erhöhung der Herzfrequenz oder Hemmung der Verdauung).

• Parasympathikus: Er fördert die Erholung und Regeneration (zum Beispiel durch Senkung des Blutdrucks oder Anregung der Verdauung).

• Enterisches Nervensystem (ENS): Auch als „Bauchhirn“ bekannt, steuert es weitgehend selbstständig die Bewegungen und Sekretionen des Magen-Darm-Trakts.

Nervensystem – Beteiligte Zelltypen

Das Nervengewebe besteht primär aus zwei Zelltypen: Nervenzellen (Neuronen) und Gliazellen.

• Neuronen: Sie sind die funktionellen Grundeinheiten des Nervensystems. Sie bestehen aus einem Zellkörper (Soma), kurzen Fortsätzen (Dendriten) zur Reizaufnahme und einem langen Fortsatz (Axon) zur Weiterleitung der elektrischen Erregung. An den Enden des Axons befinden sich Synapsen, über die die Erregung chemisch oder elektrisch auf andere Nervenzellen oder Muskelzellen übertragen wird.
• Gliazellen: Sie erfüllen unterstützende und versorgende Funktionen. Sie stabilisieren das neuronale Netzwerk, isolieren Axone (zum Beispiel durch Myelinscheiden), versorgen Neuronen mit Nährstoffen und beteiligen sich an der Regulation des extrazellulären Milieus. Beispiele sind Astrozyten, Oligodendrozyten und Mikroglia im ZNS sowie Schwann-Zellen im PNS.

Die Erregung von Neuronen basiert auf elektrischen Signalen, die durch Änderungen des Membranpotentials (Depolarisation) entstehen. Diese Aktionspotenziale entstehen, wenn ein Reiz eine bestimmte Schwelle überschreitet, und breiten sich entlang des Axons fort. Myelinisierte Axone leiten Signale durch saltatorische Erregungsleitung besonders schnell. An Synapsen wird das elektrische Signal in ein chemisches umgewandelt. Botenstoffe wie Acetylcholin, Dopamin oder Serotonin überqueren den synaptischen Spalt und binden an Rezeptoren der Zielzelle, wo sie eine neue Erregung auslösen können. Dieser Mechanismus erlaubt eine hochspezialisierte Signalverarbeitung und -modulation im gesamten Nervensystem.

Nervensystem – Entwicklung

Das Nervensystem entsteht im Verlauf der Embryonalentwicklung aus dem äußeren Keimblatt, dem Ektoderm. Bereits in der dritten Schwangerschaftswoche formt sich die Neuralplatte, aus der sich die Neuralrinne und schließlich das Neuralrohr bildet. Dieses entwickelt sich weiter zum zentralen Nervensystem. Die Neuralleiste, eine Zellstruktur seitlich der Neuralrinne, differenziert sich zum peripheren Nervensystem. Störungen in dieser frühen Phase können zu Fehlbildungen wie Spina bifida oder Anenzephalie führen.

Nervensystem – Erkrankungen

Das Nervensystem kann von einer Vielzahl angeborener und erworbener Erkrankungen betroffen sein. Viele davon beeinträchtigen die Lebensqualität erheblich oder führen zu dauerhaften Behinderungen. Zu den häufigsten Krankheitsbildern gehören:

• Schlaganfall (Apoplex): Eine plötzliche Durchblutungsstörung im Gehirn führt zu neurologischen Ausfällen. Ursache ist meist eine Thrombose oder Blutung.
• Morbus Parkinson: Eine neurodegenerative Erkrankung mit Untergang dopaminerger Neurone in der Substantia nigra. Symptome sind Rigor, Tremor und Akinese.
• Multiple Sklerose (MS): Eine chronisch-entzündliche Erkrankung des ZNS mit Entmarkung von Axonen. Sie verläuft schubweise und führt zu neurologischen Ausfällen.
• Epilepsie: Eine Erkrankung mit übermäßiger neuronaler Erregbarkeit, die in Krampfanfällen resultiert.
• Polyneuropathien: Schäden an peripheren Nerven, oft durch Diabetes, Alkoholismus oder Vitaminmangel bedingt.
• Amyotrophe Lateralsklerose (ALS): Eine progrediente Degeneration der motorischen Nervenzellen, die zu Lähmungen führt.

Infektionen (zum Beispiel Meningitis, Enzephalitis), Tumore (etwa Glioblastome), genetische Syndrome sowie traumatische Verletzungen (beispielsweise Querschnittslähmung) zählen ebenfalls zum klinischen Spektrum neurologischer Erkrankungen.