Das Zentralnervensystem des Menschen und aller Wirbeltiere umfaßt das Rückenmark und das Gehirn. Hier laufen alle Informationen aus dem Körper und aus der Umwelt zusammen, werden verarbeitet und Reaktionen in Form von Bewegungen, Verhalten oder Organtätigkeit erzeugt.

Das Rückenmark ist das zentrale Nervenbündel, das die Information von und zum Gehirn und in den Körper bringt. Es ist beim Erwachsenen mittlerer Größe ca. 45 cm lang und verläuft im Wirbelkanal der Wirbelsäule, die durch 30 Wirbel : 7 Hals-(cervikal-), 12 Brust-(thorakal-), 5 Lenden-(lumbal-), 5 Kreuz-(sacral-) und 1-2 Coccygealsegmente gebildet wird. (C1 und C2 sind die ersten beiden Halswirbel, T8 ist der 8. Brustwirbel)

Dieser Kanal wird durch eine Öffnung in jedem Wirbel gebildet. Zwischen jedem Wirbel befinden sich links und rechts 31 Abzweigungen, die man Spinalnerven nennt (siehe Abbildung links und unten). Diese Nerven verlaufen weiter in alle Körperbereiche.

In Abb. 146 sind diese Nerven und ihre Bezeichnungen zu sehen (Seitenansicht der Wirbelsäule) Cervicale Nerven versorgen u.a. Kopf, Arme und Hände, thorakale Nerven versorgen die Brust und Bauchmuskulatur und die Nerven, die im Lendenbereich austreten innervieren die Beine. Sacrale Nerven sind u.a. für Darm und Blase zuständig.

Wir wollen uns nun in einem Querschnitt durch das Rückenmark genauer ansehen und den Verlauf der Nerven an einigen Beispielen untersuchen.

Das Rückenmark ist wie das Gehirn , wie gesagt durch Knochen geschützt (Wirbel) aber auch durch die cerebrospinale Flüssigkeit und spezielle Häute (Meninges).

Diese schützende Hülle ist 3-schichtig und besteht aus der äußeren Dura mater (harte Hirnhaut), der mittleren Arachnoidea (Spinngewebshaut), und der inneren Pia mater (weiche Hirnhaut).

Die cerebrospinale Flüssigkeit füllt den Raum zwischen der Arachnoidea und der Pia mater. Man kann innen einen H-förmigen oder Schmetterlings-förmigen Bereich, die graue Substanz erkennen. Der äußere Bereich heißt weiße Substanz. Die weiße Substanz ist wieder in verschiedene Bereiche unterteilt. Die graue Substanz enthält vornehmlich Zellkörper und Interneurone, die weiße Substanz aufsteigende und absteigene Nervenfasern (Axone) in 6 Bereiche (Säulen) aufgeteilt.

Zwischen den Wirbeln entspringen die Spinalnerven in Form der vorderen und hinteren Wurzeln, die das Spinalganglion enthalten. (Siehe oben)

Untersucht man den Verlauf der Nerven genauer, stellt man fogendes fest:

1. Sensorische Nervenbahnen kommen von den Sinnesorganen und treten über die hintere Wurzel in das Rückenmark ein.

2. Motorische Fasern gehen vom ZNS zu den Muskeln und treten über die vordere Wurzel aus dem Rückenmark aus.

3. Die Zellkörper der sensorischen Fasern befinden sich im Spinalganglion, die Zellkörper der motorischen Fasern sind in der grauen Substanz.

Die langen Dendriten der sensorischen Fasern bringen Information über Berührung, Temperatur, Körperposition und Schmerz aus dem Körper zum ZNS. Manche sensorische Fasern werden über Interneurone in der grauen Substanz verschalten. Die Axone der motorischen Fasern treten über die vordere Wurzel aus und innervieren die Skelettmuskeln in Armen und Beinen usw. und kontrollieren somit die bewußte Bewegung des Körpers.

Reflexe

Es gibt jedoch noch andere Verschaltungen, bei denen eine sensorische Faser direkt mit einer motorischen Bahn verschalten ist.

Auch hier kann noch ein Interneuron dazwischen sein, jedoch erfolgt keine Verbindung mit dem Gehirn. Solche Verschaltungen führen nicht willentlich kontrollierbare Reaktionen wie z. B. den Kniesehnenreflex oder andere Dehnungsreflexe der Muskulatur aus.

Man nennt diese Verschaltung einen Reflexbogen, den Reiz/Reaktionsablauf unbedingten Reflex.

Grundsätzlich besteht ein solcher Reflexbogen aus den Elementen: Rezeptor (Sinnesorgan), sensorische (afferente) Nervenfaser, Zentralnervensystem (ZNS, Gehirn oder Rückenmark), motorische (efferente Faser) und Effektor (Muskel oder Drüse).

Ein Reflex ist eine stereotypische Reaktion des Organismus auf einen Reiz, die beim Überschreiten einer Reizschwelle unausweichlich wird. Die meisten Reflexe laufen unbewußt ab wie z.B.: Hustenreflex, Patellarsehnenreflex (Kniesehnen-), Lidschlagreflex.

Die Funktion von Reflexen liegt im Ausführen schneller Routineaufgaben, die kein langes Nachdenken erfordern dürfen (z.B. Schutzreflexe wie Cornealreflex, Hustenreflex oder die Haltung und Stellung des Körpers im Raum). Das automatische Ablaufen von Reflexen kann aber durchaus auch willentlich beeinflußt werden, wenn auch in viel geringerem Maße als bei zielgerichteten Bewegungen.

Beispiele:

• Der Cornealreflex (Lidschlag bei Berührung der Cornea) ist willentlich nicht unterdrückbar.

• Der Lidschlagreflex, ausgelöst durch Annäherung oder starkes Licht, kann willentlich unterdrückt werden.

Auslöser für Reflexe sind die bekannten Reize: Druck, Zug, Beschleunigung, Licht, Schall, Temperatur, oder chemische Substanzen .

Effektoren für Reflexe sind Muskeln und Drüsen.

Gibt es zwischen sensorischer und motorischer Faser nur eine Synapse spricht man von monosynaptischem Reflex, existieren mehrere Synapsen nennt man das polysynaptischer Reflex.

Die Reflexzeit ist die Zeit vom Reizbeginn bis zum AP des Muskels.

Bei einem Reflex, der ohne zwischengeschaltete Zellen im Rückenmark direkt auf das efferente Neuron übertragen wird (monosynaptisch), beträgt die Zeit vom Reizbeginn (z.B. Hammerschlag) bis zum Aktionspotential des Muskels 30-40 ms.

Eigenreflex:

Wenn die Rezeptoren und Effektoren eines Reflexes im gleichen Organ liegen, spricht man von einem Eigenreflex. Beim monosynaptischen Dehnungsreflex liegen Muskelspindeln und Muskelfasern im selben Muskel. Dies ist also ein Eigenreflex.

Beispiele:

Bicepssehnenreflex, Patellarsehnenreflex, Achillessehnenreflex, Masseterreflex .

Einen solchen Reflex haben wir zu Beginn unserer Betrachtungen über Nerven schon behandelt: den Kniesehenreflex.

monosynaptischer Eigenreflex

polysynaptischer Fremdreflex

Antagonistische Hemmung:

Innerhalb einer Seite des Rückenmarks bilden die Ia-Afferenzen der Muskelspindeln neben ihrer monosynaptischen Verbindung zum Motoneuron des Dehnungsreflexbogens noch eine weitere Verbindung: eine Kollaterale (Verzweigung) der Ia-Afferenz führt mit einer Synapse zu einem hemmenden Interneuron, das den antagonistischen Muskel hemmt. Die am selben Gelenk angreifenden Antagonisten werden also gehemmt. Dieser Mechanismus erhielt den Fachausdruck reziproke antagonistische Hemmung, was bedeutet, daß die gegenspielenden Muskeln wechselseitig gehemmt werden. Die Beuger hemmen also die Strecker und umgekehrt.

Reflexe, bei denen Rezeptor und Effektor nicht im gleichen Organ liegen nennt man Fremdreflexe.

Die sensible Reizung der Bauchhaut führt zu einer Kontraktion der Bauchmuskulatur. Der Reflexbogen enthält mehrere Synapsen, d.h. es sind mehrere Interneurone zwischen afferentem und efferentem Nerv eingeschsltet. Der polysynaptische Fremdreflex dauert deshalb länger als der Eigenreflex. Die Afferenzen eines Fremdreflexes kommen aus Rezeptoren von inneren Organen, Muskeln und Gelenken und insbesondere von der Haut (Berührung, Schmerz).

Beispiele für Fremdreflexe:

• Schutzreflexe (Hustenreflex, Würgreflex...),
• vegetative Reflexe (Atmung, Blase...),
• Fluchtreflexe (z.B. Schmerz an der Fußsohle führt zur Gelenkbeugung im Bein), Kornealreflex.

Auch hier haben wir kürzlich den Pupillenreflex (Kornealreflex) besprochen (siehe oben).