Das Nervensystem: Überblick

Überblick über das Nervensystem

• Das Nervensystem besteht aus Gehirn, Rückenmark und Nerven
• Es ermöglicht die Steuerung von Körperfunktionen und Wahrnehmung

Makroskopie des Kopfes

• Die Hirnrinde ist durch Gyri und Sulci gefaltet, was die Oberfläche vergrößert
• Die Anzahl der Neurone in der Hirnrinde wird durch die Faltung erhöht
• Das Gehirn ist von Hirnhäuten (Dura mater) umgeben

Histologie der Hirnrinde

• Nissl-Färbung färbt das raue endoplasmatische Retikulum (rER) von Neuronen
• Bei der Nissl-Färbung ist nur der Zellkörper sichtbar
• Silberfärbung färbt den gesamten Zellkörper und die Fortsätze der Neuronen

Neuronale Zelltypen

• Ein Neuron besteht aus Dendriten, Zellkörper (Soma, Perikaryon), Zellkern, Axon und Synapsen
• Synapsen sind Kontaktstellen zwischen Neuronen zur Signalübertragung

Neuronale Synapsen

• Synapsen wandeln elektrische Signale in biochemische Signale um
• Der Präsynaptische Bereich setzt Neurotransmitter aus Vesikeln frei
• Rezeptoren im Postsynaptischen Bereich binden an Neurotransmitter, was ein Signal auslöst
• Neurotransmitter wirken nur kurzzeitig

Elektrische Synapsen

• Gap Junctions sind spezielle Kanäle für schnelle Kommunikation zwischen Zellen
• Sie kommen in verschiedenen Zelltypen vor, nicht nur in Neuronen

Axone

• Axone leiten Aktionspotentiale vom Zellkörper zur Synapse
• Die Signalgeschwindigkeit hängt von Durchmesser und Myelinisierung ab
• Axone sind etwa 1µm dick und können bis zu 1m lang sein

Transportprozesse in neuronalen Fortsätzen

• Das Zytoskelett, besonders die Mikrotubuli, dienen als Transportwege im Neuron
• Der schnelle axonale Transport erfolgt mit Hilfe von Motorproteinen wie Kinesin und Dynein
• Anterograder Transport ist wichtig für Vesikeltransport, retrograder Transport für pathologische Prozesse
• Es gibt auch einen langsamen axonalen Transport

Neuronale Einteilungskriterien

• Neurone können nach ihrem Neurotransmittertyp eingeteilt werden (erregend/hemmend)
• Die Einteilung nach Morphologie unterscheidet Pyramidenzellen und Körnerzellen

Gliazellen

• Astrozyten beteiligen sich an der Blut-Hirn-Schranke und regulieren das Ionenmilieu
• Oligodendrozyten myelinisieren Axone im ZNS
• Schwann-Zellen myelinisieren Axone im PNS

Mikroglia und Ependymocyten

• Mikroglia sind Immunzellen im ZNS und stammen von Makrophagen ab
• Ependymocyten kleiden die Ventrikel aus, sind durch Desmosomen verbunden, dichten aber nicht vollständig ab

Überblick Rückenmark und Spinalnerv

• Das Rückenmark leitet Informationen zwischen Gehirn und Körper
• Spinalnerven gehen vom Rückenmark aus und versorgen den Körper
• Es gibt 31 Spinalnervenpaare

Aufbau des Rückenmarks

• Das Rückenmark hat eine Schmetterlingsform (graue Substanz) mit Vorder- und Hinterhorn
• Weiße Substanz umgibt die graue Substanz
• Vorderhorn enthält Motoneurone, Hinterhorn sensible Neurone
• Spinalnerven bilden sich durch Vereinigung von Vorder- und Hinterwurzel

Neurulation

• Der Embryo entwickelt sich aus drei Keimblättern: Entoderm, Mesoderm, Ektoderm
• Das Nervensystem entsteht aus der Neuralplatte (Ektoderm)
• Die Neuralplatte senkt sich ein, bildet Neuralrinne und dann Neuralrohr (ZNS)
• Zellen der Neuralleiste wandern aus und bilden Strukturen des PNS

Derivate der Neuralleiste

• Aus der Neuralleiste entstehen Spinalganglienzellen, Gliazellen, Hirnhäute, Ganglien des autonomen Nervensystems, Nebennierenmark und Melanozyten

Entwicklung des Rückenmarks mit Seitenhorn

• Das Neuralrohr entwickelt sich zum ZNS, einschließlich des Rückenmarks mit Seitenhorn
• Die Flügelplatte ist sensibel, die Grundplatte motorisch

Vegetatives Nervensystem

• Das vegetative Nervensystem steuert unwillkürliche Körperfunktionen
• Es besteht aus Sympathikus und Parasympathikus mit unterschiedlichen Auswirkungen auf Organe

Hirnentwicklung

• Das Neuralrohr formt sich zu drei primären Hirnbläschen: Prosencephalon, Mesencephalon, Rhombencephalon
• Diese entwickeln sich zu fünf sekundären Hirnbläschen: Telencephalon, Diencephalon, Mesencephalon, Pons, Medulla oblongata

Umformung des Neuralrohrs

• Die Hirnentwicklung beinhaltet Verformungen und Wachstum verschiedener Hirnbereiche

Ventrikelsystem und Liquorzirkulation

• Hirnventrikel sind mit Liquor cerebrospinalis gefüllte Hohlräume im Gehirn

Innere und äußere Liquorräume

• Das Gehirn hat sowohl innere als auch äußere Liquorräume, die miteinander verbunden sind

Ventrikel

• Das Gehirn enthält vier Ventrikel, die durch Entwicklung aus dem Zentralkanal entstehen: Ventrikel I und II (Telencephalon), Ventrikel III (Diencephalon), Ventrikel IV (Rhombencephalon)
• Die Ventrikel sind über Foramen miteinander verbunden
• Der äußere Liquorraum liegt unter der Arachnoidea

Liquorzirkulation

• Der Liquor wird in den inneren Liquorräumen (Plexus choroideus) gebildet und im äußeren Liquorraum resorbiert

Liquor cerebrospinalis

• Der Liquor wird im Plexus choroideus gebildet
• Er reduziert das Hirngewicht und schützt vor Erschütterungen
• Veränderte Zusammensetzung des Liquors kann diagnostische Hinweise liefern (z.B. Meningitis)
• Die Entnahme von Liquor erfolgt durch Lumbalpunktion

Hirnhäute

• Die Hirnhäute umgeben das Gehirn
• Die Dura mater liegt direkt am Schädelknochen, die Arachnoidea innen an der Dura mater
• Der Subarachnoidalraum enthält Liquor cerebrospinalis
• Die Pia mater liegt direkt auf der Hirnoberfläche

Gefäßversorgung der Hirnrinde

• Die Blutversorgung des Gehirns erfolgt über A. carotis interna und A. vertebralis
• Die Dura mater wird von der A. carotis externa versorgt
• Bestimmte Hirnareale werden von bestimmten Gefäßen versorgt

Anteile des Hirnstamms

• Der Hirnstamm besteht aus Mittelhirn (Mesencephalon), Brücke (Pons) und verlängertem Rückenmark (Medulla oblongata)

Rautenhirn

• Das Rautenhirn (Rhombencephalon) entspricht dem Metencephalon und Myelencephalon
• Es besteht aus Pons und Cerebellum
• Die Organisation der Kerne weicht von der des Rückenmarks ab, sensible Anteile liegen lateral
• Das Kleinhirn liegt dorsal über dem IV. Ventrikel

Mittelhirn

• Das Mittelhirn (Mesencephalon) beinhaltet die Vierhügelplatte
• Die oberen Hügel (Colliculi superiores) sind Teil der Sehbahn, die unteren Hügel (Colliculi inferiores) Teil der Hörbahn

Mesencephalon - Zusammenfassung

• Das Mesencephalon gliedert sich in Tectum, Tegmentum und Crura cerebri
• Es beinhaltet wichtige Strukturen wie Colliculi superiores und inferiores, Aquaedukt, Nuclei der Hirnnerven III und IV Basalganglien

Kleinhirn – Cerebellum

• Das Kleinhirn ist für Koordination, Feinabstimmung und unbewusste Planung zuständig

Kraniale Begrenzung des Kleinhirns

• Das Kleinhirn hat eine kraniale Begrenzung durch das Tentorium cerebelli (Dura mater) und das Mesencephalon

Kaudale und occipitale Begrenzung des Kleinhirns

• Kaudale und occipitale Begrenzung hat das Kleinhirn durch das Foramen magnum und die Medulla oblongata

Ventrale Begrenzung des Kleinhirns

• Die ventrale Begrenzung hat das Kleinhirn durch den IV Ventrikel (Rautengrube) und einer Verbindung der inneren und äußeren Liquorräume (Apertura lateralis und medialis ventriculi quarti)

Verbindung des Kleinhirns mit dem Hirnstamm

• Die Verbindung des Kleinhirns mit dem Hirnstamm erfolgt über den Velum medullare superius (oberes Kleinhirnsegel), den Pedunculi cerebellares (Kleinhirnstiele) und dem Velum medullare inferius (unteres Kleinhirnsegel)

Makroskopischer Aufbau der Kleinhirnrinde

• Die Kleinhirnrinde ist durch Foliae (Windungen) und Fissurae (Furchen) gekennzeichnet
• Sie beinhaltet den Nucleus dentatus (innerster Kern des Kleinhirns)

Kleinhirnstiele

• Alle efferenten Fasern stammen aus den Kleinhirnkernen, insbesondere dem Nucleus dentatus
• Der mittlere Kleinhirnstiel ist fast ausschließlich afferent (Tractus cortico-pontinus)

Faserprojektionen

• Pedunculus cerebellaris superior,Pedunculus cerebellaris medius, Pedunculus cerebellaris inferior
• PURKINJE-Zell-efferenzen zu den Ncll (Kerngebiete) cerebelli

Mikroskopischer Aufbau der Kleinhirnrinde

• Die Schichten der Kleinhirnrinde sind Str. moleculare(Molekular-schicht Purkinjezell-Schicht Körnerzell-schicht)Mark, Markhaltige Nervenfaser die an der Basis der Großhirnrinde lokalisiert sind

Rindenaufbau des Kleinhirns:

• Es gibt Foliae (Windungen) und Fissurae (Furchen)3
• Besteht aus 3 Schichten, Molekularschicht, Purkinjezellschicht und Körnerzellschicht

Neuronale Verschaltung im Kleinhirn

• Die Kleinhirnrinde spielt eine Schlüsselrolle bei der Abstimmung von Muskelbewegungen, insbesondere solcher, die ein gewisses Maß an Präzision erfordern.
• Moosfasern (+Glutamat), Parallelfasern (+Glutamat), Kletterfasern (+Glutamat), Purkinjezellen (-GABA), Kleinhirnkerne

Zwischenhirn – Diencephalon

• Übersicht und Gliederung des Zwischenhirns
• Zwischenhirn enthält vier Hauptregionen: Epithalamus Thalamus Subthalamus Hypothalamus