Anatomie Block 2_Nervensystem_Einführung

• Zellkörper /Soma (Zellkern, Stoffwechsel, Eiweissynthese, Nissl Schollen=Ribosomen und rER)
• Dendriten (zuführende Fortsätze)
• Axon (leiten Impulse weiter, sind wenige mm bis 1m lang)
• Axonhügel (keine Dendriten, bildung des Aktionspotentials)
• Synapsen / Präsynaptische Endköpfe (Schaltstellen, Botschaftsübertragug elektr. in chem. Reiz)
• Gliazellen (Schwann Zelle bildet Myelin
• Ranvier-Schnürringe (freiliegender Abschnitt eines Axons, an dem zwei Schwann-Zellen zusammentreffen)

• enthält das Soma (Neutronenzellkörper), Dendriten und Axonenden der Neurone
• Verarbeitung von Impulsen

Hirn=Hirnrinde

Rückenmark="Schmetterling" im innern des Rückenmarks

• Myelinschicht der Axone
• Leitung von Impulsen
  • sensorische Bahnen, die zum Gehirn führen
  • motorische Bahnen die vom Gehirn kommen

im Gehirn=innere, wird von grauer Schicht umgeben. in weisser Substanz sind jedoch auch Gebiete mit grauersubstan sog. Kerngebiete

im Rückenmark= äussere Schicht

Nervenzelle = Neuron = Soma + Axon + (Myelin)

Nervenfaser = Axon mit Myelin

Nerv = Bündel  (100 - 1000 von Axonen) mehrerer Nervenfasern; meist motorische und sensorische Nervenfasern = mit gleicher / gegensätzlicher Leitungsrichtung umhüllt mit Bindegewebe (Zusammenhalt) in den Blutgefässe verlaufen.

• Dicke, myelinisierte Fasern leiten am schnellsten (beachte auch den Ranviersch. Schnürring → saltatorische Erregungsleitung)
• Die Myelinscheide ist eine mehrschichtige Umwicklung aus Lipiden und Proteinen und dient als Isolation

Rückemark verbindet Gehirn mit peripherem Nervensystem, beinhaltet selbständige Steuerungszentren

Zwischen je 2 Wirbeln entspringt re und li ein Rückenmarksnerv mit einer vorderen und hinteren Wurzel

• die hintere Wurzel verdickt sich kurz nach ihrem Austritt aus dem Rückenmark zu eine Spinalganglion (umfasst die Zellkörper sensorischer Neurone)
• die vordere Wurzel sendet motorische Fasern zu den Muskeln des Rumpfes. Die Zellkörper dieser Neurone liegen in der grauen Substanz des Rückenmarks
• vordere und hintere Wurzel vereinigen sich kurz hinter dem Spinalganglion zu einem gemischten Nerv

• intrazellulär: mehr Anionen -
  viel K+, negativ geladene Proteine
• extrazellulär: mehr Kationen +
  viel Na+
• Kalium K+ diffundiert durch Membran nach aussen
• Natrium-Kalium Pumpe transportiert Ionen zurück (aktiver Transport)
• RUHEPOTENTIAL / MEMBRANPOTENTIAL = -70mV wird aufrechterhalten

1. Ruhepotential: die für Auslösung des AK verantwortlichen spannungsgesteruerten Na⁺ und K⁺-Kanäle sind geschlossen. -70mV
2. Depolarisation bis zum Schwellenwert → schwacher Na⁺ Einstrom → Ein Reiz öffnet einige Na⁺ Kanäle, durch diese Kanäle Depolarisiert die Membran. Falls Depolarisation Schwellenpotenzial erreicht → Auslösung eines AKs
3. Depolarisationsphase / Anstiegsphase: viele Na⁺ Kanäle offen, K⁺ Kanäle geschlossen → Innensseite der Membran wird im Vergleich zur Aussenseite positiv → +30mV
4. Repolarisationsphase / Abklingphase: Na⁺ Kanäle werden inaktiviert (refraktär), K₊ Kanäle geöffnet → K⁺ strömt aus Zelle → innenseite der Membran wieder negativ
5. Hyperpolarisation / Nachpotential: spannungsgesteuerte K+ Kanäle bleiben offen → Membran hyperpolarisiert über Ruhepotential hinaus → dadurch werden die geschlossen Na+ Kanäle in einen aktivenierbaren aber geschlossenen Zustand versetzt → K+ Kanäle schliessen sich → Membran kehrt zu ihrem Ruhepotential zurück

Zeit nach Aktionspotential, in der kein neues AP ausgelöst werden kann. Ionenkanäle bleiben für ca 2ms inaktiv. Schon erregter Teil kann nicht neu erregt werden → Leitungsrichtung immer zur unerregten Zellregion

allg. alles oder nichts Prinzip (alle AKs sind gleich und werden in Richtung der präsynapitschen Endköpfchen geleitet. Je nach Zelltyp Erregungsleitungsgeschwindigkeit zw. 40cm/sec und 120m/s

• Impulsfrequenz
• Anzahl der Neuronen, die erregt werden
• Durchmesser des Axons (je grösser Durchmesser desto kleiner wird Innenwiederstand im Vergleich zum Membranwiderstand → Leitungsgeschwindigkeit steigt
• Myelinisierte Zelle oder nicht = kontinuierliche oder saltatorische Erregungsleitung

• in markhaltigen Neuronen
• AK können nur an den Schnürringen entstehen, da die Myelinscheiden elektrisch isolieren. Die AKs springen von Schnürring zu Schnürring → sehr schnell

1. AK depolarisiert die Membran des präsynaptischen Endköpfchens → Ca++ strömt in Endköfpchen
2. Fusion von synaptischen Vesikeln mit der präsynaptischen Membran wird ausgelöst
3. Vesikel setzten Neurotransmittermoleküle in den synaptischen Spalt frei, Moleküle diffundieren durch Spalt und binden auf der postsynaptischen Seite an spezielle Rezeptoren der Ionenkanäle in der Plasmamambran (postsynaptische Membran)
4. Neurotransmitter binden an ihre spezifischen Rezeptoren, öffnet Ionenkanäle → bewirkt Depolarisation der postsynaptischen Membran
5. NT werden innerhalb kurzer Zeit enzymatisch abgebaut oder (Spaltprodukte) durch ein Neuron wieder aufgenommen, die Ionenkanäle schliessen sich wieder und das synaptische Ereignis ist beendet

Kommunikationsbereich zwischen einem prä- und postsynaptischen Neuron oder zwischen einem Neuron und einer Muskel- oder Drüsenzelle. Der synaptische Spalt wierd durch eine Überträgersubstanz (Neurotransmitter) überwunden,

Motorische Endplatte

• Erregend = EPSP = Exzitatorisches Postsynaptisches Potential
  öffnen von Ionenkanälen, (v.a. Na+) die das Zellinere positiver machen
• Hemmend = IPSP = Inhibitorisches Postsynaptisches Potential
  öffnen von Ionenkanölen, die das Zellinnere negativer machen → Hyperpolarisation

Neuron "verrechnet" eingehende erregende oder hemmende Impulse:
EPSP > IPSP = Schwellenwert wird erreicht → Aktionspotential

EPSP < IPSP = kein Aktionspotential

weiter wird unterschieden in die Zeitliche Summation und die Räumliche Summation

Der Sympathikus ist ein Teil des vegetativen Nervensystems. Durch ihn werden vorwiegend Körperfunktionen innerviert, die den Körper in erhöhte Leistungsbereitschaft versetzen und den Abbau von Energiereserven zur Folge haben.

Die sympathischen Nerven verwenden Acetylcholin als präganglionären und Noradrenalin (nicht Adrenalin!) als postganglionären Neurotransmitter. → adrenerg

Der Parasympathikus ist als Teil des vegetativen Nervensystems Gegenspieler (=Antagonist) desSympathikus. Durch ihn werden vorwiegend Körperfunktionen innerviert, die der Regeneration des Organismus und dem Aufbau von Energiereserven (trophotrop) dienen. Das innere Gleichgewicht (Homöostase) des Organismus wird auch unter seinem Einfluss wieder hergestellt.

Die Überträgersubstanz (Neurotransmitter) des parasympathischen Nervensystems ist sowohl für die Schaltstelle in den Ganglien als auch am Zielorgan Acetylcholin

• NT Synthese wird angeregt (L-Dopa)
• NT Freisetzung wird verstärkt oder blockiert (Amphetamine, Botox)
• NT Rezeptoren aktivieren / blockieren (Agonisten/Antagonisten)(Curare, Lokalanästhetika)
• NT Entfernung anregen/hemmen (Serotonin Wiederaufnahme Hemmer, Kokain blockiert Wiederaufnahme von Dopamin)

• Acetylcholin: Nervensignal vom Neuron zum Muskel. Zudem spielt Acetylcholin eine wichtige Rolle im vegetativen Nervensystem (das Atmung, Herzschlag und Stoffwechsel kontrolliert). Wirkt erregend
• Noradrenalin: entsteht aus Dopamin und ist für die Steuerung der Aufmerksamkeit und Wachheit verantwortlich. Bei Menschen, die an ADHS leiden, werden Medikamente eingesetzt, die den Noradrenalin- und Dopamin-Spiegel im Nervensystem anheben
• Dopamin: Aufmerksamkeit, Lernfähigkeit, motorische Aktivität – für all diese Funktionen braucht das Hirn des Menschen Dopamin. Bei Parkinson-Patienten etwa führt Dopamin-Mangel im Gehirn dazu, dass Bewegungsimpulse nicht mehr richtig weitergegeben werden. Gleichzeitig führt ein Überschuss an Acetylcholin und Glutamat zu Zittern und der Muskelsteifheit, die typisch für Morbus Parkinson sind.
• Glutamat: besonders im Gehirn von zentraler Bedeutung. Nach dem derzeitigen Kenntnisstand ist Glutamat für die Bewegungsteuerung, Sinneswahrnehmung und auch das Gedächtnis unabdingbar. Bei Epilepsie krankhaft erhöht. Wirkt erregend.
• GABA ist ein hemmender Neurotransmitter im Gehirn. Dockt er an den Rezeptor an, so setzt er die Erregbarkeit der Nervenzellen herab. Somit ist GABA gewissermaßen der Gegenspieler von Glutamat. Wirkt hemmend. Seine Wirkung wird oft medikamentös verstärkt: beruhigend, Angstlösend etc.
• Serotonin gilt als zentraler Stimmungsmacher und beeinflusst unter anderem Appetit, Sexualtrieb und das psychische Wohlbefinden.

• ZNS (Gehirn und Rückenmark) → zentral
• PNS (Spinalnerven und Hirnnerven = alle Nervenzellen, -bahnen die Körperorgane/Peripherie mit dem ZNS verbinden)

• afferent über sensorische Bahnen (alle Infos vom PNS zum ZNS)
• efferent über motorische Bahnen (Leiten Infos vom ZNS zum PNS) motorische Fasern werden unterteilt in
  • vegetative/autonome Fasern (Abläufe zur Aufrechterhaltung der Homöostase, nicht vom Willen beeinflussbar)
  • somatische/willkürliche Fasern (bewusste Wahrnehmung der Umwelt über die Sinnesorgane und willentliche Aktionen über Muskeln)

• vegetativ: Herzmuskel, glatte Muskeln, Drüsen, alle autom. ablaufenden Vorgänge im Körper (Homöostase), Lebenswichtige Funktionen → Verdauung, Atmung, Blutgefässe, Stoffwechsel
• somatisch: Muskelbewegungen, Zwerchfell (!)

→ manche Organe wie z.B. Lunge → Atmung und Sprache werden von beiden Systemen gesteuert

• Wahrnehmung
• Verhalten
• Erinnerung
• Kontrolle willkürlicher Bewegungen (z.B. Sprechen)
• Kontrolle der Funktionen innerer Organe
• Homöostase zusammen mit endokrinem System

• Wahrnemen und Auswerten von Emfpindungen
• Vergleichen der sensorischen Inputs mit schon gespeicherten Informationen
• Entscheiden über mögliche Antworten auf Reize, planen und auslösen der Reize
• Zentrum für Intellekt, Emotionen, Verhalten, Gedächtnis

• Refexzentrum = Verarbeiten von eingehenden Impulsen und Leitung von Impulsen aus der Peripherie zum Gehirn so wie Umgekehrt

Anzahl: 31-32 Nervenpaare

Ursprung: re und li an jedem Rückemarkssegment, verlassen den Wirbelkanal durch die Zwischenwirbellöcher

Funktion: Verbinden ZNS mit den Sensoren, den Muskeln und Drüsen

Anzahl: 12 Nervenpaare (10 Nervus vagus)

Ursprung: re und li an der Hirnbasis, verlassen den Schädel durch Löcher in der Schädelbasis

Funktion: Verbinden das Gehirn mit den Sensoren,d en Muskeln und Drüsen im Schädel (Ausnahme Nervus vagus versorgt auf die Thorakal und Abdominalorgane.

Hirnnerven sammeln und kreuzen sich in den pyramidalen Bahnen der Medulla oblongata (verlängertes Mark, gehört zum Hirnstamm

Ansammlung von Nervenzellkörpern ausserhalb des ZNS

Sympathikus und Parasympathikus

sensorische oder afferente Nervenfasern

motorische oder efferente Nervenfasern

somatisches/willkürliches und in ein vegetatives/autonomes/unwillkürliches Nervensystem

1. Sensorischer Rezeptor in Haut
2. Sensorisches Neuron bildet Aktionspotential, dies wandert Axon entlang ins ZNS. Ausschüttung von Neurotransmittern an Synapse
3. Neurotransmitter regt nächstes Neuron zum Aktionspotential an, gem. punkt 2
4. Sobald Neuronen im äusseren Gehirnbereich (Hirnrinde) aktiviert werden, wird der Reiz vom Gehirn Ausgewertet.
5. Es wird ein Reiz an ein motorisches Neuron abgegeben, Aktionspotential, NT Ausschüttung im synaptischesn Spalt
6. efferentes Neuron reagiert, Aktionspotential, NT Ausschüttung an Synapse zu motorischer Endplatte (Verbindung zu Skelett-Muskelfaser)
7. NT regt Muskelaktionspotential an, Muskel bewegt sich 

oder 

Reizaufnahme (Sensor, Rezeptor)
Erregungsleitung (Sensorische Nervenfasern)
Erregungsverarbeitung (Reflex-) Zentrum im Gehirn und/oder Rückenmark
Erregungsleitung (motorische Nervenfasern)
Effekt/Wirkung (ausgeführt durch Muskeln oder Drüsen)

Ein vom Willen nicht beeinflussbares, immer gleich ablaufendes Bewegungsmuster als Antwort auf einen bestimmten Reiz = kürzeste und schnellstmögliche Antwort auf einen Reiz

• Rezeptor nimmt Reiz auf
• sensible Nervenfasern leiten Reiz weiter (afferent, sensorisch)
• zu Reflexzentrum im ZNS (Rückenmark) (Somazenter aus Somas, die selber entscheiden)
• Reflexantwort wird gebildet, Umschaltung von einem sensorischen Neuron auf ein motorisches neuron
• Motorische Nervenfasern leiten Antwort (efferent, motorisch)
• an Effektor (ausführendes Organ)

• Eigenreflex → Reizaufnahme und Reizantwort am selben Muskel, Muskelspindel dient als Dehnungsrezeptor.
  monosynaptische Reflexe Bsp Patellarsehnenreflex
• Fremdreflex → Reizaufnahem und Reizantwort NICHT am selben Ort
  polysynaptische Reflexe Bsp viele Schutzreflexe (Hand zurückziehen, Husten)

Auch innere Organe werden über Reflexe gesteuert. Man unterscheidet:

• viszero-viszeralen Reflex: Nur vegetatives Nervensystem beteiligt
  • Blasenreflex
  • Mastdarmreflex
• viszero-somatischer Reflex: sensible Erregung eines inneren Organs bewirkt reflektorische Antwort eines Skelettmuskels (Empfindung vegetativ zu Rückenmark, Antwort somatisch)
  • Appendizitis: führt zu Bauchmuskelanspannung

• Neurone sind elektrisch erregbare Zellen, die leiten Impulse, das Aktionspotential, weiter
• Gliazellen sind eine Gruppe verschiedener Zellen in ZNS und PNS. Diese stützen, isolieren und regulieren das Neurotransmittermilieu, kontrollieren den Stoffaustausch (ernähren das Neuron), betreiben Abwehr etc. 5-10x mehr Gliazellen als Neurone!

• PNS: Schwann-Zellen bilden Myelinscheide/Markscheide, sind um Axon gewickelt. Dienen als Isolation des Axons und hilft bei Neuron-Regeneration
• ZNS: Astrozyten stützen, bilden Blut-Hirn-Schranke