KinderphysiotherapieKinderphysiotherapie

Beim Menschen und anderen Wirbeltieren lässt sich das Nervensystem grob in zwei Abschnitte unterteilen: das zentrale Nervensystem und das periphere Nervensystem.

Das zentrale Nervensystem (ZNS) besteht aus dem Gehirn und dem Rückenmark. Im ZNS findet die gesamte Auswertung der Informationen statt.
Das periphere Nervensystem (PNS) besteht aus Spinalnerven, die vom Rückenmark (siehe auch Wirbelsäule) abzweigen, und Hirnnerven, die vom Gehirn abzweigen.
Es enthält Nervenzellen (oder Teile davon), die sich außerhalb des ZNS befinden, Das PNS umfasst sensorische Neuronen (leiten Signale in das ZNS hinein) und motorische Neuronen (leiten Signale aus dem ZNS heraus).

Aufbau

Neben der Trennung in ZNS/PNS ist noch eine weitere Kategorisierung möglich, die in der Neurophysiologie verwendet wird. Neurophysiologie ist die Untersuchung von Nervenzellen (Neuronen), wie sie Informationen empfangen und weiterleiten. Sie ist ein Zweig der Physiologie und der Neurowissenschaften, der sich mit der Funktion des Nervensystems beschäftigt.

Die Neurophysiologie beschäftigt sich mit der Frage, wie dieses komplizierte System funktioniert und wie es die Vielfalt der Verhaltensmuster von Organismen hervorbringt.

Anatomie

Die Zellkörper einiger PNS-Neuronen, wie z. B. die motorischen Neuronen, die die Skelettmuskulatur steuern (die Art von Muskel, die in Ihrem Arm oder Bein zu finden ist), befinden sich im ZNS. Diese motorischen Neuronen haben lange Ausläufer (Axone), die vom ZNS bis zu den Muskeln verlaufen, mit denen sie verbunden sind (innervieren). Die Zellkörper anderer PNS-Neuronen, wie z. B. die sensorischen Neuronen, die Informationen über Berührung, Position, Schmerz und Temperatur liefern, befinden sich außerhalb des ZNS, wo sie in Clustern zu finden sind, die als Ganglien bezeichnet werden.

Die Axone der peripheren Neuronen, die einen gemeinsamen Weg zurücklegen, werden zu Nerven gebündelt.

Menschliches Nervensystem

Übersicht über das menschliche Nervensystem


Zum Nervensystem gehören Nervenzellen (oder Neuronen) und Gliazellen (oder Glia). Neuronen sind die grundlegenden Funktionseinheiten des Nervensystems. Sie erzeugen elektrische Signale, die als Aktionspotentiale bezeichnet werden und es ihnen ermöglichen, Informationen schnell über große Entfernungen zu übertragen. Glia sind ebenfalls wichtig für die Funktion des Nervensystems, aber sie arbeiten hauptsächlich, indem sie die Neuronen unterstützen.

Neuronen

Neuronen (auch Nervenzellen genannt) sind die grundlegenden Einheiten des Gehirns und des Nervensystems, die Zellen, die dafür verantwortlich sind, sensorischen Input von der Außenwelt zu empfangen, motorische Befehle an unsere Muskeln zu senden und die elektrischen Signale bei jedem Schritt dazwischen umzuwandeln und weiterzuleiten. Mehr als das, ihre Interaktionen definieren, wer wir als Menschen sind. Abgesehen davon interagieren unsere etwa 100 Milliarden Neuronen eng mit anderen Zelltypen, die allgemein als Glia klassifiziert werden.

Die Bildung neuer Neuronen im Gehirn wird als Neurogenese bezeichnet, und dies kann sogar bei Erwachsenen geschehen.

Es gibt verschiedene Arten von Neuronen, sowohl im Gehirn als auch im Rückenmark. Sie werden im Allgemeinen danach unterteilt, wo sie ihren Ursprung haben, wohin sie projizieren und welche Neurotransmitter sie verwenden.

Aufbau

Ein Neuron besteht aus drei Hauptteilen: Dendriten, einem Axon und einem Zellkörper oder Soma.

Axon - Die lange, dünne Struktur, in der Aktionspotenziale erzeugt werden; der übertragende Teil des Neurons. Nach der Initiierung wandern Aktionspotenziale die Axone hinunter und bewirken die Freisetzung von Neurotransmittern.

Dendrit - Der empfangende Teil des Neurons. Dendriten empfangen synaptische Eingänge von den Axonen, wobei die Summe der dendritischen Eingänge bestimmt, ob das Neuron ein Aktionspotenzial auslöst.

Spine - Die kleinen Ausstülpungen an Dendriten, die bei vielen Synapsen die postsynaptische Kontaktstelle darstellen.

Aktionspotenzial - Kurzes elektrisches Ereignis, das typischerweise im Axon erzeugt wird und dem Neuron signalisiert, dass es "aktiv" ist. Ein Aktionspotential wandert über die Länge des Axons und bewirkt die Freisetzung von Neurotransmitter in der Synapse. Das Aktionspotenzial und die darauf folgende Transmitterfreisetzung ermöglichen es dem Neuron, mit anderen Neuronen zu kommunizieren.

Gliazellen

Gliazelle ist ein Sammelbegriff für Zellen im Nervengewebe, die sich strukturell und funktionell von den Nervenzellen (Neuronen) abgrenzen lassen. Insbesondere sind sie i.d.R. nicht an der Erregungsübertragung beteiligt, weswegen sie auch Stützzellen genannt wurden.

Es gibt 4 Haupttypen von Gliazellen im Nervensystem erwachsener Wirbeltiere. Drei davon, Astrozyten, Oligodendrozyten und Mikroglia, kommen nur im zentralen Nervensystem (ZNS) vor. Die vierte, die Schwann-Zellen, sind nur im peripheren Nervensystem (PNS) zu finden.

Astrozyten sind der zahlreichste Typ von Gliazellen. In der Tat sind sie die zahlreichsten Zellen im Gehirn! Astrozyten kommen in verschiedenen Typen vor und haben eine Vielzahl von Funktionen. Sie helfen, den Blutfluss im Gehirn zu regulieren, die Zusammensetzung der Flüssigkeit, die die Neuronen umgibt, aufrechtzuerhalten und die Kommunikation zwischen den Neuronen an der Synapse zu regulieren. Während der Entwicklung helfen Astrozyten den Neuronen, ihren Weg zu ihren Zielen zu finden und tragen zur Bildung der Blut-Hirn-Schranke bei, die das Gehirn von potenziell toxischen Substanzen im Blut isoliert.

Mikroglia sind mit den Makrophagen des Immunsystems verwandt und fungieren als Aasfresser, um tote Zellen und andere Trümmer zu entfernen.

Eine ähnliche Funktion haben die Oligodendrozyten des ZNS und die Schwann-Zellen des PNS. Beide Arten von Gliazellen produzieren Myelin, die isolierende Substanz, die eine Hülle um die Axone vieler Neuronen bildet. Myelin erhöht die Geschwindigkeit, mit der sich ein Aktionspotenzial das Axon hinunter bewegt, dramatisch und spielt eine entscheidende Rolle bei der Funktion des Nervensystems.

Signalweiterleitung

Die Zellmembran des Axons und des Somas enthält spannungsgesteuerte Ionenkanäle, die es dem Neuron ermöglichen, ein elektrisches Signal (ein Aktionspotential) zu erzeugen und weiterzuleiten. Einige Neuronen erzeugen auch unterschwellige Membranpotenzial-Oszillationen. Diese Signale werden durch ladungstragende Ionen wie Natrium (Na+), Kalium (K+), Chlorid (Cl-) und Calcium (Ca2+) erzeugt und weitergeleitet.

Mehrere Stimuli können ein Neuron aktivieren, was zu elektrischer Aktivität führt, einschließlich Druck, Dehnung, chemische Transmitter und Änderungen des elektrischen Potenzials über der Zellmembran. Stimuli bewirken, dass sich bestimmte Ionenkanäle innerhalb der Zellmembran öffnen, was zu einem Ionenfluss durch die Zellmembran führt und das Membranpotenzial ändert. Neuronen müssen die spezifischen elektrischen Eigenschaften beibehalten, die ihren Neuronentyp definieren.

Dünne Neuronen und Axone benötigen weniger Stoffwechselaufwand, um Aktionspotenziale zu erzeugen und weiterzuleiten, aber dickere Axone leiten Impulse schneller weiter. Um den Stoffwechselaufwand zu minimieren und gleichzeitig eine schnelle Leitung aufrechtzuerhalten, haben viele Neuronen isolierende Hüllen aus Myelin um ihre Axone. Die Hüllen werden von Gliazellen gebildet: Oligodendrozyten im zentralen Nervensystem und Schwann-Zellen im peripheren Nervensystem. Die Hülle ermöglicht es Aktionspotentialen, sich schneller fortzubewegen als in nicht myelinisierten Axonen desselben Durchmessers, wobei weniger Energie verbraucht wird. Die Myelinscheide in peripheren Nerven verläuft normalerweise in etwa 1 mm langen Abschnitten entlang des Axons, unterbrochen von nicht ummantelten Ranvier-Knoten, die eine hohe Dichte an spannungsgesteuerten Ionenkanälen enthalten. Multiple Sklerose ist eine neurologische Erkrankung, die durch Demyelinisierung von Axonen im zentralen Nervensystem entsteht.