Grundlegendes Funktionsprinzip des Nervensystems

• Gehirn: Dies ist der übergeordnete Sitz der Sinne und Sinneswahrnehmung.
• Rückenmark: Dieses ist die wichtigste Leitungsbahn des Kommunikationssystemes.
• Nerven: Diese bilden ein weit verzweigtes Netzwerk, dessen Fasern ins Rückenmark hinein und heraus führen.

• Höhere Funktionen wie z.B. Gedächtnisleistung, Vergleiche und Entschlüsse finden im Gehirn statt.
• Der Rest des Nervensystems übermittelt Sinneswahrnehmungen zum Gehirn und leitet von dort Befehle weiter an die Organe um dadurch Bewegungen und Reaktionen des Körpers zu steuern.

• Zentrales Nervensystem: Gehirn und Rückenmark
• Peripheres Nervensystem: Rest

• Ein wichtiger Teil des peripheren Nervensystems ist das vegetative Nervensystem (autonomes Nervensystem).
• Das vegetative Nervensystem ist für unbewusste Funktionen zuständig, wie: Herzschlag, Nierenfunktion, Verdauung.

• Parasympatikus
• Sympatikus
• Diesen beiden Systemen fallen zum Teil gegensätzliche Aufgaben zu. Sie kontrollieren sich gegenseitig und erreichen dadurch ein Gleichgewicht.

• Mit schwacher elektrischer Impulse.
• Nervenimpulse erreichen Geschwindigkeiten von bis zu 400 km/h.

• Das Zentrum einer Nervenzelle (Neuron) bildet der Zellkörper (Perikaryon).
• Neben dem Zellkern und dem Plasma gibt es auch noch eine körnchenartige Struktur, die Nisslschen Schollen.
• Die Nisslschen Schollen bestehen aus dicht mit Ribosomen besetzten  Bereichen des Endoplasmatischen Retikulums (rER)
• Aus dem Perikaryon entspringen nach allen Seiten zahlreiche kürzere Fortsätze, die Dendriten und ein manchmal sehr langer Neurit (Axon).

• Dendrit
• Zellkörper (Perikaryon)
• Synapse

• Zellen sind über Axone und Synapsen miteinander verbunden.
• Der Synapsenspalt ist die kleine Lücke zwischen den beiden Kontaktstellen.
• Die Nervenimpulse müssen diesen Spalt überwinden. Sie tun dies mit Hilfe von chemischen Stoffen => Neurotransmitter
• Sobald ein elektrisches Nervensignal das Ende eines Axons erreicht hat, wird aus kleinen Bläschen ein Überträgerstoff (Neurotransmitter) freigesetzt, der das Signal zur nächsten Zelle überträgt.

Die Synapsenspalträume wirken als Ventil und gestatten den Errungensfluss nur in eine Richtung.

• stimulierend
• hemmend

• Wenn wir z.B. anfangen zu gehen, fliessen Signale vom Gehirn durch das Rückenmark in die Beinmuskulatur. Die Befehle werden von motorischen Neuronen übertragen. Die Botschaft gelangt vom Hirn an die Peripherie: efferente Nervenzellen.
• Stösst man sich z.B den Fuss an, so werden die Empfindungen von sensiblen Nervenzellen ans Zentrale Nervensystem weitergeleitet. Diese Neuronen beginnen als Sinnesempfänger und transportieren die Informationen von der Periphere zum Gehirn: afferente Nervenzellen.

Es entsteht direkt an der Membran eine Spannung, deren negativer Pol auf der Seite der Anionen liegt. Als Folge der elektrostatischen Anziehung bleiben die kleinen Kationen in der Nähe der Membran.

• Im inneren der Zelle: hohe Konzentration von Kaliumionen und organischen Anionen.
• In der Gewebeflüssigkeit ausserhalb der Zelle: hohe Natrium- und Chlorid-ionenkozentration. Geringe Kalium-inonenkonzentration.

• Kaliumionen können gut durch die Membran diffundieren.
• organische Anionen Na+ und Cl- werden zurück gehalten.
• So entsteht an der Zellmembran eine Spannung zwischen der negativen Ladung der innen verbleibenden Anionen und der positiven Ladung der Kaliumionen.

• Der Ein- und Ausstrom positiver Ladungen muss ausgeglichen werden.
• Wäre dies nicht der Fall, so würde die Ladungsverteilung und damit das Membranpotential ständig variieren.

• Sie verhindert den Abbau der Ionengradienten
• Unter ATP-Spaltung werden abwechselnd Na+ aus der Zelle und K+ in die Zelle transportiert.

• Einige sind für K+ durchlässig: Viele dieser Proteintypen sind ständig offen, so dass ein Ruhepotential entstehen kann.
• Andere sind für Na+ durchlässig: Diese sind im Ruhezustand geschlossen, so dass keine Natriumionen ins Zellinnere diffundieren können.

• Durch Erregung werden die Natriumporen für kurze Zeit geöffnet.
• Natriumionen strömen ins Innere der Zelle und bauen ein Membranpotential auf.
• Die positive Ladung sitzt innen.
• Die negative Ladung sitzt aussen.
• Kurz nach dem öffnen der Na+Poren werden weitere K+Poren geöffnet, K+ strömt vermehrt nach aussen. So zahlreich, dass das Eingeströmte Na+ komplett ausgeglichen wird.
• => Ruhepotential ist wieder hergestellt.

• Die Zeit vom Beginn der Umpolung bis zur Wiederherstellung des Ruhepotentiales.
• In dieser Zeit ist die Membran nicht erregbar.

Die Umpolung eines Membranbereiches.

• Auch ohne das Auftreten von Aktionspotentialen diffundieren immer einige Natriumionen in das Zellinnere.
• Dadurch wird das Ruhepotential gestört.
• Die Natrium-Kalium-ATPase stellt das Ruhepotential durch ein spezielles Transportprotein wieder her.

• Zunächst kommt ein Aktionspotential am linken Schnürring an. Der rechte ist nicht erregt. Es besteht eine Potentialdifferenz zwischen den beiden Schnürringen.
• Aufgrund der Potentialdifferenz fliesst im Elektrolyten der Zellflüssigkeit ein Strom. Dadurch steigt die Spannung am rechten Schnürring leicht an.
• Wenn der Spannungsanstieg den Schwellenwert überschreitet, bildet sich am rechten Schnürring ein volles Aktionspotential, während am linken das Ruhepotential wieder hergestellt wird.
• Das Aktionspotential spring von Schnürring zu Schnürring.

1-5 mm

Die Neuronen des Parasympathikus beginnen an der Hirnbasis und führen unmittelbar bis zum Zielorgan, wo die entsprechenden Impulse umgesetzt werden.

• Dies Neuronen des Sympathikus nehmen einen etwas umständlicheren Weg.
• Sie laufen von der Wirbelsäule zu einer Zwischensynapse.
• Hier stossen sie in einem Nervenknoten (Ganglion) auf ein zweites Neuron. 
• Das Ganglion fungiert dabei über den zweiten Nerv an das Zielorgan weiter.

• Der Parasympathikus blendet Aktivitäten aus: Seine Nerven neigen dazu, für Entspannung zu sorgen. So wird die Arbeit eines Organes ausgewogen reguliert.
• Der Sympathikus wird in Zuständen gesteigerter Aktivität angeregt werden: Vermutlich sollen damit Stress- und Notsituationen besser bewältigt werden.