Im Gegensatz zu einzelligen Organismen haben Mehrzeller zahlreiche spezialisierte Zellgruppen und Organe, deren vielfältige Funktionen entsprechend integriert und koordiniert werden müssen. Bei Säugetieren sind es vor allem das Nervensystem und das Endokrinsystem, die für diese Steuerung und Integration verantwortlich sind, während das Immunsystem als Informationssystem für den Schutz dient. Diese Systeme kommunizieren über elektrische und/oder chemische Signale miteinander.
Nervensystem und Hormone
Nervenimpulse und hormonale Signale dienen der Kontrolle und Regulierung des Stoffwechsels und des Milieus im Körperinneren (Blutdruck, pH-Wert, Wasser- und Elektrolythaushalt, Temperatur usw.), des körperlichen Wachstums und der Reifung, der Fortpflanzungsfunktionen, des Sexualverhaltens sowie sozialer Interaktionen. Auch Signale, die von Sensoren (Sinneszellen) der inneren Organe, des Bewegungsapparates, der Haut und der Sinnesorgane sowie psychologische Faktoren spielen eine Rolle in der Regulierung und Kontrolle. Diese Signale werden in vielen Rückkopplungssystemen des Körpers verwendet.
Das Nervensystem
Das Nervensystem besteht aus dem Zentralnervensystem (ZNS) und dem peripheren Nervensystem (PNS). Das PNS wiederum umfasst:
- Das somatische Nervensystem, das Impulse von nicht-viszeralen Sensoren zum Zentrum leitet (afferente, zentripetale Neurone) und die Skelettmuskulatur steuert (efferente, zentrifugale Neurone).
- Das vegetative (autonome) Nervensystem (VNS), das aus efferenten Neuronen besteht und hauptsächlich für die Kontrolle des Kreislaufsystems, der inneren Organe und der Geschlechtsfunktion zuständig ist. Das VNS umfasst zusätzlich:
- Viszerale afferente Neurone, also Nervenfasern, die Signale aus den inneren Organen zum Zentrum leiten. Sie sind normalerweise in denselben Nerven wie die vegetativen Fasern (z.B. im Nervus vagus) angeordnet.
- Das enterische Nervensystem, das die lokalen Funktionen von Speiseröhre, Magen und Darm integriert.
Hormone
Ähnlich wie Neurotransmitter sowie Zytokine und Chemokine des Immunsystems dienen Hormone der Informationsübertragung, hauptsächlich für eine langsame, langfristige Signalübermittlung. Endokrine Hormone werden über den Blutkreislauf zu den Zielorganen transportiert. Parakrine Hormone (und andere parakrine Mediatoren) wirken nur auf die benachbarten Zellen. Autokrine Hormone beeinflussen die Zellen, die sie selbst produzieren.
Hormone werden in spezialisierten Drüsen, Geweben und Zellen (z.B. neuroendokrinen Zellen) synthetisiert. Ihre Zielorgane sind entweder nachgeordnete endokrine Drüsen (glandotrope Hormone) oder nicht-endokrine Gewebe (effektorische Hormone). Die Zielzellen besitzen hochaffine Bindungsstellen (Rezeptoren) für das jeweilige Hormon, so dass selbst sehr geringe Hormonkonzentrationen (10^-6 bis 10^-12 mol/l) ausreichen, um ein Signal zu übermitteln. Die Rezeptoren der Zielzellen wählen die für sie bestimmten Substanzen aus der Vielzahl verschiedener Signalstoffe in ihrer Umgebung aus.
Hormone arbeiten in enger Wechselbeziehung mit dem Nervensystem zusammen und regulieren Verdauung, Stoffwechsel, Wachstum, Reifung, körperliche und geistige Entwicklung, Fortpflanzungsfunktion und Anpassung an Umgebungsbedingungen sowie die Aufrechterhaltung des inneren Milieus (Homöostase). Die meisten dieser Funktionen werden hauptsächlich vom vegetativen Nervensystem wahrgenommen, das jedoch einer zentralen Steuerung durch den Hypothalamus unterliegt, welcher wiederum von höheren Hirnzentren kontrolliert wird.
Häufig gestellte Fragen
Was sind die wichtigsten integrativen Systeme des Körpers?
Die wichtigsten integrativen Systeme des Körpers sind das Nervensystem und das Hormonsystem. Diese beiden Systeme arbeiten eng zusammen, um die verschiedenen Funktionen des Körpers zu koordinieren und zu regulieren.
Wie funktionieren diese integrativen Systeme?
Das Nervensystem sendet schnelle elektrische Impulse, während das Hormonsystem langsame, langfristige chemische Signale übermittelt. Beide Systeme verwenden ein Netzwerk von Rückkopplungsschleifen, um die Homöostase aufrechtzuerhalten.
Welche Funktionen werden von den integrativen Systemen gesteuert?
Die integrativen Systeme regulieren Verdauung, Stoffwechsel, Wachstum, Reifung, Fortpflanzung, Sexualverhalten, soziale Interaktionen sowie das innere Milieu des Körpers wie Blutdruck, pH-Wert, Temperatur usw.
Wie sind das Nervensystem und das Hormonsystem aufgebaut?
Das Nervensystem besteht aus dem Zentralnervensystem (Gehirn und Rückenmark) und dem peripheren Nervensystem, das sich weiter in das somatische und das vegetative Nervensystem unterteilt. Das Hormonsystem umfasst spezialisierte endokrine Drüsen, die Hormone in den Blutkreislauf abgeben.
Wie interagieren Nervensystem und Hormonsystem miteinander?
Nervensystem und Hormonsystem arbeiten eng zusammen, indem das Nervensystem den Hypothalamus steuert, der wiederum das Hormonsystem kontrolliert. Zudem können Neurone selbst Hormone produzieren.