Organisation des autonomen Nervensystems
Das somatische Nervensystem hat Nervenfasern, die zu den Skelettmuskeln, der Haut und den Sinnesorganen verlaufen und von diesen kommen. Die somatischen Nervenfasern reagieren typischerweise auf Reize aus der Umgebung, wie zum Beispiel bei einem Abwehrreflex. Der größte Teil der Aktivität des somatischen Nervensystems geschieht bewusst und unter willkürlicher Kontrolle. Im Gegensatz dazu beschäftigt sich das autonome oder vegetative Nervensystem (ANS) hauptsächlich mit der Regulierung der Blutversorgung und der inneren Organe. Es reagiert auf sich ändernde Umgebungsbedingungen mit orthosta-tischen Reaktionen und startet Regulationsreaktionen, um die innere Umgebung des Körpers aufrechtzuerhalten. Die Hauptaktivitäten des autonomen Nervensystems unterliegen keiner willkürlichen Kontrolle.
Das somatische und autonome Nervensystem sind vor allem in der Peripherie anatomisch und funktionell getrennt (A), stehen aber im zentralen Nervensystem (ZNS) in enger Verbindung. Das periphere autonome Nervensystem ist efferent (motorisch), aber die meisten vegetativen Nerven tragen auch afferente (sensorische) Neurone. Diese werden auch viszerale afferente Neurone genannt, da sie Signale von den inneren Organen wie Speiseröhre, Verdauungstrakt, Leber, Lungen, Herz, Arterien und Blase leiten. Einige von ihnen werden nach dem Nerven benannt, den sie begleiten, wie zum Beispiel die afferenten Neurone des Nervus vagus.
Die Aktivität des autonomen Nervensystems wird normalerweise von einem Reflexbogen reguliert, der einen afferenten Abschnitt (viszerale und/oder somatische afferente Neurone) und einen efferenten Abschnitt (autonome und/oder somatische efferente Neurone) aufweist. Afferente Fasern leiten Reize von der Haut (Schmerz- oder Nozizeptorreize) und Schmerzrezeptoren, von Mechanorezeptoren und Chemorezeptoren in Organen wie Lungen, Verdauungstrakt, Gallenblase, Gefäßsystem und Genitalien. Das autonome System enthält autonome efferente Fasern, die die reflexive Antwort auf afferente Informationen leiten, indem sie die glatte Muskulatur in Organen wie Augen, Lungen, Verdauungstrakt und Gallenblase kontrahieren und die Herztätigkeit und Drüsenfunktion beeinflussen. Beispiele für die Wirkung des somatischen Nervensystems sind afferente Reize von der Haut und Sinnesorganen (z.B. Reaktion auf Lichtreize) und efferente Impulse zu den Skelettmuskeln (z.B. Husten und Erbrechen).
Acetylcholin und cholinerge Übertragung
Acetylcholin (ACh) dient nicht nur an der motorischen Endplatte und im zentralen Nervensystem als Neurotransmitter, sondern auch im autonomen Nervensystem, wo es Aktivität zeigt:
- in allen präganglionären Fasern des ANS
- in allen parasympathischen postganglionären Nervenendungen
- in einigen sympathischen postganglionären Nervenendungen (Schweißdrüsen)
Synthese von Acetylcholin. Acetylcholin (ACh) wird im Zytoplasma der Nervenendungen synthetisiert, wobei Acetyl-CoA in den Mitochondrien bereitgestellt wird. Die Reaktion von Acetyl-CoA und Cholin wird von Cholinacetyltransferase katalysiert, die in den Somata synthetisiert und durch axoplasmatischen Transport zu den Nervenendungen transportiert wird. Da Cholin aus dem intrazellulären Milieu entfernt werden muss, ist dieser Schritt der limitierende Faktor in der Acetylcholinsynthese.
Freisetzung von Acetylcholin. Vesikel an den präsynaptischen Nervenendungen geben ihren Inhalt in den synaptischen Spalt frei, wenn die Calciumkonzentration im Zytoplasma als Reaktion auf ein Aktionspotenzial ansteigt (A). Adrenalin und Noradrenalin können die Freisetzung von Acetylcholin durch Stimulation präsynaptischer α2-Adrenorezeptoren hemmen. In postganglionären parasympathischen Fasern hemmt Acetylcholin seine eigene Freisetzung durch Bindung an präsynaptische Autorezeptoren (M-Rezeptoren; siehe unten).
Acetylcholin bindet an postsynaptische cholinerge Rezeptoren oder Cholinorezeptoren in den autonomen Ganglien und von Parasympathikus innervierten Organen, wie Herz, glatte Muskulatur (Augen, Bronchien, Harnleiter, Harnblase, Genitalien, Blutgefäße, Speiseröhre und Verdauungstrakt), Speichel- und Tränendrüsen sowie in sympathisch innervierten Schweißdrüsen. Cholinorezeptoren sind entweder nikotinerg (N) oder muskarinerger (M) Natur. N-Cholinorezeptoren (nikotinerge) werden durch den Alkaloid Nikotin, M-Cholinorezeptoren (muskarinerge) durch den Alkaloid Muskarin des Fliegenpilzes stimuliert.
Katecholamine. Adrenerge Übertragung und Adrenorezeptoren
Einige Neurone können L-DOPA oder L-Dopa (L-Dihydroxyphenylalanin) aus der Aminosäure L-Tyrosin bilden. L-DOPA ist der Vorläufer von Dopamin, Noradrenalin und Adrenalin – den drei natürlichen Katecholaminen, die in dieser Reihenfolge synthetisiert werden. Dopamin ist…
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Häufig gestellte Fragen
Was ist das autonome Nervensystem?
Das autonome Nervensystem (auch vegetatives Nervensystem genannt) ist der Teil des Nervensystems, der die Funktion der inneren Organe und anderer unbewusster Körperprozesse reguliert. Es besteht aus zwei Hauptteilen: dem sympathischen und dem parasympathischen Nervensystem.
Wie ist das autonome Nervensystem organisiert?
Das autonome Nervensystem ist anatomisch und funktionell vom somatischen Nervensystem getrennt, steht aber im zentralen Nervensystem in enger Verbindung. Es besteht aus efferenten Nervenfasern, die Signale von der Hirnrinde und dem Hypothalamus zu den Zielorganen leiten. Zusätzlich gibt es afferente Fasern, die Informationen von den inneren Organen zum ZNS übertragen.
Wie unterscheiden sich das sympathische und parasympathische Nervensystem?
Das sympathische Nervensystem wird hauptsächlich im Brust- und Lendenmark des Rückenmarks gesteuert und löst typischerweise Stressreaktionen aus. Das parasympathische Nervensystem wird vom Hirnstamm und Kreuzbeinmark kontrolliert und ist für ruhige „Verweilzustände“ des Körpers verantwortlich. In den meisten Organen wirken beide Systeme antagonistisch.
Welche Funktionen hat das autonome Nervensystem?
Das autonome Nervensystem regelt unbewusste Körperfunktionen wie Herzschlag, Atmung, Verdauung, Blutdruck, Körpertemperatur und Hormonausschüttung. Es ermöglicht so die Aufrechterhaltung der Homöostase und eine schnelle Anpassung an veränderte Bedingungen.