Bio-PHZH | Themenkreis 6: Informationsverarbeitung und Regulation von Lebensvorgängen

Das Periphäre Nervensystem umfasst die Nerven, die das ZNS mit den Organen verbinden.

Das somatische Nervensystem (= animal, willkürlich) ist zuständig für bewusste Wahrnehmung und willkürliche Aktivitäten wie die Bewegung der Skelettmuskulatur; das Grosshirn ist Zentrum der Wahrnehmungen, des Bewustseins, Denkens, Fühlens und Handeln.

Das vegetative Nervensystem (= unwillkürlich) regelt die Tätigkeit der inneren Organe in Zusammenarbeit mit dem Hormonsystem (über den Hypothalamus). Es arbeitet unabhängig vom Willen (unwillkürlich).

Es überwacht den Stoff-, Wärme- und Energiehaushalt und befehligt die glatte Muskulatur sowie die meisten Drüsen.

Das vegetative Nervensystem besteht aus zwei antagonistisch (gegensätzlich) wirkenden Systemen: Sympathikus / Parasympathikus

Der Sympathikus erhöht die unmittelbare Leistung nach aussen. Die Pupillen sind geweitet, das Herz pumpt mit hoher Leistung. Der Sympathikus lässt die Lunge schnell und kräftig ein und ausatmen. Die Schweissdrüsen werden angeregt und sorgen für für Kühlung des Körpers. In der Leber wird der Glykogenabbau intensiviert um zusätzliche Energiereserven bereitzustellen. Die Verdauung im Magen und Darm wird gebremst, ebenso die Sekretion von Niere und Bauchspeicheldrüse. Transmitter ist vor allem Adrenalin.

Der Parasympathikus fördert die Regeneration und den Aufbau von Reserven. Die Pupille wird wieder verengt und der Herzschlag gesenkt. Die Atmung wird normalisiert und die Schweissproduktion gestoppt. Der Parasympathikus reaktiviert den Verdauungsapparat um den Körper wieder neue Nährstoffe zuzufügen. Er leitet die nach der Aufregung dringend benötigte Erholung ein. Transmitter ist vor allem Acetylcholin.

An der ruhenden Nervenzelle beträgt das Membranpotenzial, das Ruhepotenzial genannt wird, ca. -70 mV.

Reize, die das Membranpotential so stark verändern, dass am Axonhügel Aktionspotentiale gebildet werden, nenn man überschwellig. Dabei wird der Schwellwert von -50 mV überschritten. Wird dieser Schwellwert nicht überschritten, entstehen keine Aktionspotenziale. Es wird also ein Aktionspotenzial vollständig oder gar nicht ausgelöst, was man als das «Alles-oder-Nichts-Prinzip» zusammenfasst.

Das Axon ist ein röhrenförmiger, faserartiger Nervenzellfortsatz (Neurit), der nicht oder nur sehr wenig verzweigt ist.

Der Dendrit (von altgr. dendron, Baum) bezeichnet einen meist eher kurzen Zytoplasmafortsatz der Nervenzelle der bi- und multipolaren Nervenzellen zur Aufnahme synaptisch übertragener Information, der zumeist breitbasig vom Soma des Neurons entspringt und sich baumartig dichotom teilt.

Die Myelinhülle (= Markscheide) eines Axons ist aus einzelnen, ca. 1 mm langen Abschnitten aufgebaut, die jeweils von einem Ranvier-Schnürring unterbrochen sind. Axone mit Myelinhülle leiten Erregungen etwa 100-mal schneller als Axone ohne Hülle. Eine Befehl aus dem Gehirn käme über ein Axon ohne Myelinhülle erst nach etwa 1 s im Fuss an, was nicht nur für Fussballer zu langsam wäre.

Jede Nervenzelle besitzt einen Zellkörper. Er enthält neben dem Zellkern verschiedene Organellen, wie das (raue und glatte) endoplasmatische Retikulum, Mitochondrien, den Golgi-Apparat und andere.

Synapsen sind Kontaktstellen zwischen Nervenzellen (Neuronen) und anderen Zellen (wie Sinnes-, Muskel- oder Drüsenzellen) oder zwischen Nervenzellen untereinander. Sie dienen der Signalübertragung und -modulation sowie der Speicherung von Information.

Weil die präsynaptische Membran anders gebaut ist als die postsynaptische, kann ein Impuls immer nur in einer Richtung übertragen werden. Da der Impuls zwischen den zwei Membranen chemisch übertragen wird, besteht für den Körper hier die Möglichkeit, regelnd eingreifen zu können. Die Pharmazeutik und Medizin nützen diese Gegebenheit ebenfalls aus, um in die Abläufe des Nervensystems eingreifen zu können.

Ein Teil der synaptischen Bläschen wandert zur präsynaptischen Membran, nimmt mit dieser Kontakt auf und entleert so seinen Inhalt, den Neurotransmitter, hier konkret das Acetylcholin, in den nur gerade 20 – 30 nm feinen Synapsenspalt. Je nach Nervenart finden unterschiedliche Neurotransmitterarten Verwendung.

Die Neurotransmittermoleküle besetzen für nur gerade ca. 1 Millisekunde den entsprechenden Rezeptor einer spezifischen Membranpore (aus Protein) der postsynaptischen Membran. Die Diffusionszeit von Membran zu Membran beträgt etwa eine Zehntel Millisekunde.

Rinde:

• Stirnlappen

• Schläfenlappen

• Scheitellappen

• Hinterhauptslappen

Innere Zentren:

• u.a. limbisches System

Thalamus

Hypothalamus

Mittelhirn

Brücke

Nachhirn (verlängertes Rückenmark)

wichtigste Funktionen:

Bewusstsein, Assoziationszentren, Gedächtnis, Planung konkreter Aktionen, Körperbewegungen, Sprechen, Riechen

wichtigste Funktionen:

u.a. Hören, Sprechen, Riechen

wichtigste Funktionen:

u. a. Tastsinn, Geschmack

wichtigste Funktionen:

u.a. Sehen

wichtigste Funktionen:

«vegetatives Gehirn», Emotionen, Gedächtnis (u.a. mit Hippocampus ohne den Sie nichts lernen könnten)

wichtigste Funktionen:

Hauptschaltstation der einlaufenden Informationen

wichtigste Funktionen:

Steuerzentrum für vegetative Funktionen; Gefühle wie Durst, Hunger; Verbindung zum Hormonsystem über Hypophyse (vgl. weiblicher Zyklus).

wichtigste Funktionen:

Augenbewegungen, Bewusstseinslage

wichtigste Funktionen:

Durchgangsstation für Nervenfasern; Umschaltstation Gross-/Kleinhirn

wichtigste Funktionen:

Schaltstelle Rückenmark-Gehirn; Kontrolle Atmung und Blutkreislauf

wichtigste Funktionen:

Bewegungskoordination; Erhalten des Gleichgewichts