Das zentrale Nervensystem (kurz ZNS) des Menschen ist in das Gehirn und das Rückenmark gegliedert. Es ist ein Teil des menschlichen Nervensystems, welches im Rahmen der Neurologie untersucht wird.
Das zentrale Nervensystem ist eine der drei Säulen, aus denen das menschliche Nervensystem aufgebaut ist, die beiden anderen Säulen bilden das periphere und das enterische Nervensystem. Die wichtigsten Bestandteile des ZNS sind das Gehirn und das Rückenmark, welche für zahlreiche bedeutsame Aufgaben im Körper verantwortlich sind.
Zentrales Nervensystem Definition
Wie Du bereits in der Einleitung erfahren hast, besteht das menschliche Nervensystem aus drei Säulen, die in ständigem Austausch miteinander stehen. Um den Gesamtzusammenhang zu verstehen, findest Du hier zu allen drei und insbesondere zum zentralen Nervensystemen eine Definition und einen Überblick zur Strukturierung des menschlichen Nervensystems.
Das Zentralnervensystem (ZNS) setzt sich aus dem Gehirn und dem Rückenmark zusammen. Es besteht aus Neuronen und Gliazellen.
Der Übergang vom Zentralen zum peripheren Nervensystem ist fließend.
Das periphere Nervensystem (PNS) ist das Nervensystem außerhalb des Zentralnervensystems. Es besteht aus Hirnnerven, Spinalnerven und dem enterischen Nervensystem.
Das enterische Nervensystem ist ein großes Netz aus vielen afferenten und efferenten Neuronen. Gesteuert wird es vom vegetativen Nervensystem.
Das enterische Nervensystem (ENS) versorgt den Gastrointestinaltrakt mit seinem Geflecht aus Nervenzellen und ist weitgehend autonom. Es besteht aus zwei wesentlichen Komponenten:
Dem Auerbach-Plexus und dem Meissner-Plexus, welche beide in der Magen-Darm-Wand sitzen.
Abbildung 1: Struktur des Nervensystems
Eine Besonderheit des Zentralnervensystems ist die Blut-Hirn-Schranke. Sie umgibt das Zentralnervensystem und bildet eine Barriere zum Blutkreislauf. Die Hirn-Blut-Schranke verhindert, dass bestimmte Stoffe in das Zentralnervensystem eindringen können. So hält die Blut-Hirn-Schranke Gifte, Krankheitserreger oder Botenstoffe ab.
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Die Funktionen des Zentralnervensystems und dem peripheren Nervensystem überlappen sich. So sind beide Nervensysteme für Denken, Fühlen und Erinnern zuständig.
Zentrales Nervensystem – Aufbau
Sowohl das Rückenmark, als auch das Gehirn, bestehen aus der Rinde und dem Mark. In ihnen befinden sich Nervenzellkörper (Neuronen), deren Fortsätze und Gliazellen. Diese Zellen sind im Zusammenschluss auch ohne Mikroskop sichtbar, denn sie bilden die graue und die weiße Substanz des Gehirns.
Im Gehirn bildet die graue Substanz die Rinde, während diese im Rückenmark weiß ist.
Mit der weißen Substanz verhält es sich, andersherum. Sie bildet im Gehirn das Mark und im Rückenmark die Rinde.
Schaust Du Dir das Innere des Rückenmarks genauer an, so kannst Du vermutlich einen kleinen, grauen Schmetterling erkennen. Hier, in der grauen Substanz, befinden sich Neurone für Motorik und Sensibilität. Die Hauptaufgabe der grauen Substanz besteht demnach in der Verarbeitung von neuronalen Reizen.
Die weiße Substanz setzt sich größtenteils aus myelinisierten Axonen und Nervenfasern zusammen, welche Du Dir als Leitbahnen der Informationsübermittlung vorstellen kannst. Vor allem fungiert die weiße Substanz als Verbindungsglied der Nervenzentren des Gehirns und des Rückenmarks. Sie sorgt also für die Weiterleitung von Aktionspotenzialen.
Wenn Du Dein Wissen zur Erregungsübertragung im Nervensystem noch einmal auffrischen magst, dann schau doch gerne bei den Erklärungen zum Thema Axone, sowie der saltatorischen Erregungsleitung und der kontinuierlichen Erregungsleitung vorbei.
Gehirn – Zentrales Nervensystem
Als Gehirn wird bei Wirbeltieren und manchen Wirbellosen der Teil des Zentralnervensystems bezeichnet, welcher im Kopf liegt. Das Gehirn wird von der Schädelhöhle und dem Schädeldach vor mechanischen Einflüssen geschützt.
Eine große Öffnung an der Schädelbasis, genannt Foramen magnum, ermöglicht den Übergang vom Gehirn zum Rückenmark.
Das Gehirn ist vom Liquor cerebrospinales (Hirnflüssigkeit) und den Hirnhäuten umgeben.
Zu diesen zählen (von innen nach außen):
Das menschliche Gehirn lässt sich in mehrere Abschnitte einteilen. Die fünf großen Bereiche sind:
Jeder dieser Abschnitte ist zuständig für einen bestimmten Bereich der Reizverarbeitung. So ist das Kleinhirn beispielsweise vorwiegend für die Verarbeitung der Feinmotorik zuständig. In der folgenden Tabelle erhältst Du einen Überblick darüber, welchem Gehirnteil welche Aufgabe zugeschrieben ist.
In der folgenden Tabelle findest Du die wichtigsten Funktionen der Gehirnteile zusammengefasst:
Gehirnteil | Funktionen |
Großhirn | - Gedächtnis
- Denken, Assoziation
- Willkürbewegung
- Sinneseindrücke
|
Mittelhirn | Schlaf-Wach-Zentrum - Reflexzentrum
- Koordination von Eindrücken und Bewegung
|
| Zwischenhirn | |
Kleinhirn | |
Nachhirn | |
Für mehr Details schau Dir am besten die StudySmarter Erklärung zum Thema Gehirn an.
Zentrales Nervensystem – Rückenmark
Das Rückenmark liegt im Wirbelkanal der Wirbelsäule und wird vom Zentralkanal durchzogen. Genau wie das Gehirn auch ist es von Hirnhäuten und dem Liquor cerebrospinales umgeben. Der Übergang zum Gehirn verläuft ohne genau definierte Grenze am verlängerten Mark (Medulla oblongata).
Aus dem Rückenmark heraus verlaufen die Spinalnerven, welche die Extremitäten, den Rumpf und den Hals versorgen. Durch jene bildet es die Brücke zwischen dem zentralen und dem peripheren Nervensystem.
In der Abbildung verbinden sich die Vorderwurzel (11) und die Hinterwurzel (12) zu einem Spinalnerv (13, nervi spinales).
Auch das Rückenmark kann nochmals gegliedert werden in:
- Zervikalmark
- Thorakalmark
- Lumbalmark
- Sakralmark
- Kozygealmark
Zentrales Nervensystem – Aufgaben
Das Zentrale Nervensystem übernimmt im Körper eine Vielzahl an Aufgaben. Es ist vorwiegend für die Verarbeitung von Reizen zuständig. Das können Stimuli von innerhalb oder außerhalb des Körpers sein.
Ein Reiz von außerhalb wäre etwa starkes Sonnenlicht. Ein Reiz von innerhalb könnte unter anderem Bauchschmerzen sein.
Durch die Verarbeitung der Reize steuert und reguliert das Zentrale Nervensystem die Organfunktionen im Körper. Unser ZNS sorgt auch dafür, dass wir kontrollierte Bewegungen ausführen können.
Das ZNS koordiniert Deine Gedanken „ich will den Ball werfen“ und diese dann Deinen Arm, welcher dann die Bewegung ausführt und den Ball wirft.
Des Weiteren hilft das Zentralnervensystem beim Koordinieren des Hormonsystems und kann die Verhaltensweise des Menschen steuern.
Zentrales und peripheres Nervensystem
Zum peripheren Nervensystem (PNS) werden sowohl die bereits erwähnten Spinalnerven, als auch die Hirnnerven III-XII gezählt. Auch das kurz erwähnte enterische Nervensystem (ENS) kann weitestgehend zum PNS gezählt werden.
Die Spinalwurzeln im Rückenmark und das Ende des Hirnstammes werden als die beiden Übergänge vom ZNS zum PNS angesehen. Um die Verbindungen zwischen beiden Systemen zu verstehen, ist es wichtig, zwischen afferenten und efferenten Neuronen zu unterscheiden.
Afferente Neuronen leiten Signale zum Zentralnervensystem hin. Dies umfasst alle Nervenfasern, die aus dem peripheren Nervensystem in das zentrale Nervensystem Signale übertragen.
Efferente Neuronen hingegen leiten Informationen aus dem ZNS zum PNS weiter. Diese efferenten Nervenfasern liegen vorwiegend im Rückenmark. Diese Nervenfasern übermitteln unter anderem Informationen zu Muskeln.
Du siehst also, dass alles Nervengewebe außerhalb des Gehirns und des Rückenmarks zum PNS gezählt wird. Es besteht zu großen Teilen aus Axonen, welche von Gliazellen umhüllt sind.
Das Zusammenspiel beider Systeme bewirkt viele Mechanismen im Körper. So können etwa Muskeln und Drüsen gesteuert werden. Diese Reizverarbeitung wird durch die gegenseitigen Verbindungen über afferente und efferente Neuronen gewährleistet.
Der Begriff „peripher“ beschreibt Strukturen, die von der Körpermitte entfernt liegen. Der Begriff „zentral“ bezieht sich auf Strukturen im Körperinneren liegend. Es ist also das Gegenteil von peripher.
Zentrales Nervensystem Erkrankungen
Erkrankungen des Zentralnervensystems können unterschiedliche Ursachen haben. Das Ausmaß und die Symptome der Erkrankung hängen jedoch immer von der betroffenen Region ab.
Das ZNS kann beispielsweise durch Infektionen beschädigt werden. Bei der Kinderlähmung (Poliomyelitis) zerstören Polioviren die Motorneuronen im Rückenmark. Dies führt zur Lähmung von Extremitäten.
Die zwei häufigsten neurodegenerativen Krankheiten sind die Alzheimer-Krankheit und die Morbus Parkinson-Krankheit.
Neurodegenerativ bedeutet, dass Teile des Zentralnervensystems absterben.
Natürlich kann das Zentralnervensystem auch durch traumatische Einwirkungen zerstört werden. Ein Beispiel dafür ist ein Schädel-Hirn-Trauma.
Wird bei einem Unfall das Rückenmark verletzt, so könnte im schlimmsten Fall die Verbindung zwischen Körper und Gehirn unterbrochen werden. Je nachdem, auf welcher Höhe des Rückenmarks die Schädigung lokalisiert ist, kann es zu unterschiedlich schweren motorischen und psychischen Einschränkungen oder zum Tod kommen.
Morbus Parkinson
Bei der Parkinson-Krankheit haben betroffene Patienten einen Dopaminmangel.
Dopamin ist ein wichtiger Neurotransmitter des menschlichen Körpers. Es wird vor allem in psychischen & physischen Stresssituationen ausgeschüttet und gewährleistet die Aufrechterhaltung des Kreislaufs. Durch die Ausschüttung steigen Herzfrequenz und Blutdruck an.
Dies führt zu den drei charakteristischen Symptomen für diese Krankheit:
- Bewegungslosigkeit- und Verlangsamung
Muskelstarre
Ruhetremor (Zittern)
Haltungsinstabilität
Morbus Parkinson ist bis dato nicht heilbar. Jedoch können die Symptome therapiert werden.
Die Alzheimer-Krankheit
Ganz anders sind die Symptome der Alzheimer-Krankheit. Denn diese Krankheit ist eine Form der Demenz. Menschen, die von Alzheimer betroffen sind, verlieren in der Regel fortlaufend ihre kognitiven Fähigkeiten.
Medizinisch gesehen handelt es sich um einen zunehmenden Gewebeschwund (Atrophie) der Großhirnrinde, wodurch die mit Flüssigkeit gefüllten Hohlräume an Raum gewinnen.
Die sogenannten „Kardinalsymptome“ sind:
Multiple Sklerose
Bei Multipler Sklerose wird die Markscheide des ZNS angegriffen. Die Markscheide ist die äußerste Schicht der Nervenfasern.
In der weißen Substanz des Gehirns und/oder des Rückenmarks kommt es zu vielen kleinen Entzündungen. Dies führt zum Verlust der Myelinscheide und zu Schäden an den Axonen. Abhängig von den Orten der Entzündungen kann es zu unterschiedlichen Symptomen kommen.
Mögliche Beschwerden können sein:
- Visuelle Einschränkungen
- Spasmen
- Lähmung
- Inkontinenz
- Allgemeine Schwäche
Überlastung und Regeneration vom Zentralnervensystem
Schäden des zentralen Nervensystems sind besonders gravierend, da Neuronen, anders als etwa Hautzellen, nicht so schnell nachwachsen. Werden Nervenfasern geschädigt, so kommt es zur Degeneration des Axons und seiner Myelinscheide.
Im ZNS wird die Neuroregeneration von Gliazellen gehemmt. Degenerierte Axone unterliegen meist der Apoptose und ihr Platz wird sofort von jenen Gliazellen besetzt. Es gibt auch keine Wachstumsfaktoren, die eine Regeneration begünstigen.
Im peripheren Nervensystem ist die Neuroregeneration jedoch ein wichtiger Reparaturprozess. Solange Zellkörper und Axon noch intakt sind, können die Nervenfasern neu auswachsen und regenerieren. Die Wachstumsrate eines neuen Axons beträgt zwischen 2 und 5 mm am Tag.
Zentrales Nervensystem – Das Wichtigste
- Das Zentralnervensystem besteht aus dem Gehirn und Rückenmark. Es ist vom peripheren Nervensystem abzugrenzen.
- Das Gehirn lässt sich in fünf Regionen einteilen: Großhirn, Mittelhirn, Zwischenhirn, Kleinhirn und Nachhirn.
- Das Zentralnervensystem besteht aus weißer und grauer Substanz. In der grauen Substanz befinden sich die Zellkörper der Neuronen, in der weißen Substanz die Nervenfortsätze.
- Das Zentralnervensystem verarbeitet Reize und Reflexe, es koordiniert Bewegungen und reguliert das humorale System.
- Das Zentralnervensystem kann durch Substanzen, Infektionen, physische Einwirkungen, genetische Faktoren oder auch durch Alterung zu Schaden kommen.
- Die Alzheimer-Krankheit und Parkinson-Krankheit sind neurodegenerative Erkrankungen.
- Bei der Multiplen Sklerose handelt es sich um eine Autoimmunerkrankung.
- Wird das Rückenmark teilweise geschädigt, kann es zur Querschnittslähmung kommen.
- Nervenfasern im Zentralnervensystem können sich, anders als im peripheren Nervensystem, nicht regenerieren.
Nachweise
- amboss.com: Einführung in die Neuroanatomie (05.06.2022)
- gesundheitsforschung-bmbf.de: Neurodegenerative Erkrankungen: Wenn Nervenzellen zugrunde gehen (05.06.2022)
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