Das somatische Nervensystem (SNS) ist der Teil des peripheren Nervensystems, der für alle willkürlichen Bewegungen des Körpers verantwortlich ist. Das somatische Nervensystem besteht aus relativ großen sensorischen und motorischen Nerven, die Impulse schnell weiterleiten und es uns ermöglichen, schnell auf Reize in unserer Umgebung zu reagieren.
Was ist das somatische Nervensystem?
Das somatische Nervensystem unterliegt der bewussten Kontrolle, d. h. wir können entscheiden, ob wir unsere Muskeln bewegen wollen oder nicht. Wenn wir zum Beispiel beschließen, ein Buch in die Hand zu nehmen, sendet unser Gehirn Signale über die motorischen Neuronen an unsere Armmuskeln und befiehlt ihnen, sich zusammenzuziehen.
Das somatische Nervensystem kann auch unbewusst aktiviert werden. Zum Beispiel, wenn wir einen Reflex auslösen, das Muskelgedächtnis nutzen oder uns automatisch vor einem schmerzhaften Reiz zurückziehen.
Wie fügt sich das SNS in das übrige Nervensystem ein?
Das menschliche Nervensystem unterteilt sich in das zentrale und das periphere Nervensystem. Das zentrale Nervensystem (ZNS) besteht aus dem Gehirn und dem Rückenmark. Das periphere Nervensystem (PNS) besteht aus allen anderen Nerven, die sich durch den Körper ziehen. Periphere Nerven verbinden das zentrale Nervensystem mit unseren Organen, Muskeln und Drüsen. Das PNS wird in das somatische und das autonome Nervensystem unterteilt.
Das somatische Nervensystem (SNS) ist das freiwillige Nervensystem, d. h. wir können es freiwillig aktivieren. Es ist in erster Linie für die bewusste Steuerung von Skelettmuskelbewegungen zuständig. Das SNS ist auch für einige unwillkürliche Bewegungen, wie z. B. Reflexe, zuständig.
Das autonome Nervensystem (ANS) ist für die unwillkürlichen Funktionen des Körpers verantwortlich, d. h. es funktioniert automatisch. Es steuert alle Prozesse, die uns am Leben erhalten und funktionieren, wie Herzfrequenz, Atmung und Verdauung. Das autonome Nervensystem wird weiter unterteilt in das sympathische (Kampf-oder-Flucht) und das parasympathische (Ruhe-und-Verdauung-) Nervensystem.
Das somatische und das autonome Nervensystem arbeiten oft zusammen. Zum Beispiel bei der Blasenkontrolle: Die parasympathische Innervation ermöglicht es, dass der Urin die Blase verlässt, aber die somatische (freiwillige) Muskelkontrolle ist erforderlich, um zu urinieren.
Anatomie des somatischen Nervensystems
Zum somatischen Nervensystem gehören alle Nerven, die die Skelettmuskulatur innervieren. Diese Nerven haben ihren Ursprung im Rückenmark und im Hirnstamm und erstrecken sich über das gesamte periphere Nervensystem. Somatische Nerven ermöglichen es uns, unsere Muskelbewegungen willentlich zu steuern, sie können aber auch ohne bewusste Entscheidung aktiviert werden (z. B. Reflexe).
Das somatische Nervensystem umfasst sowohl sensorische als auch motorische Neuronen. Sensorische Neuronen sind afferent, d. h. sie senden Signale aus dem Körper an das Gehirn. Efferente motorische Neuronen tun das Gegenteil. Somatische Nervenfasern sind durch relativ dicke Myelinschichten isoliert, so dass sie Impulse schnell weiterleiten. Dadurch können wir schnell auf Reize in unserer Umgebung reagieren.
Gehirn und Rückenmark
Das somatische Nervensystem ist Teil des peripheren Nervensystems, doch das zentrale Nervensystem ist für seine Funktion weiterhin von entscheidender Bedeutung. Das Gehirn interpretiert Sinneseindrücke und signalisiert motorische Reaktionen, um den gesamten Körper zu steuern. Der motorische Kortex im Frontallappen erzeugt die somatischen Bewegungsimpulse.
Das Rückenmark ist eine lange Nervensäule, die den Rücken entlang verläuft und Nachrichten zwischen dem Gehirn und anderen Körperteilen übermittelt. Es ist ein wichtiges Relaiszentrum für somatische motorische Neuronen und den somatischen Reflexbogen.
Einige Nerven, die am somatischen Nervensystem beteiligt sind, entspringen direkt aus dem Gehirn und dem Rückenmark. Diese werden Hirnnerven und Spinalnerven genannt.
Es gibt 12 Paare von Hirnnerven, von denen zehn im Hirnstamm entspringen. Diese Nerven empfangen Signale von Sinnesorganen wie den Augen und der Nase. Hirnnerven steuern auch willentlich die Muskeln des Kopfes.
Es gibt 31 Paare von Spinalnerven, die mit verschiedenen Regionen der Wirbelsäule verbunden sind. Sie übertragen somatosensorische und willkürlich-motorische Signale zwischen der Peripherie und dem Rückenmark.
Somatische sensorische Neuronen
Sensorische Neuronen im somatischen Nervensystem haben Endigungen in Muskeln, Knochen und Haut. Sie nehmen somatische Empfindungen auf, d. h. alle Empfindungen, die der Körper empfindet.
Somatische Empfindungen können entweder exterozeptiv (außerhalb des Körpers) oder propriozeptiv (innerhalb des Körpers) sein. Zu den exterozeptiven somatischen Empfindungen gehören Berührung, Schmerz, Temperatur und Druck. Zu den propriozeptiven Sinneseindrücken gehören die Position der Gelenke und die Muskelspannung, und sie helfen bei der Orientierung des Körpers in der Umgebung.
Somatisch-motorische Neuronen
Motorische Neuronen im somatischen Nervensystem innervieren die Skelettmuskulatur. Das heißt, alle Muskeln, die wir willentlich steuern können. Es gibt zwei Haupttypen: obere motorische Neuronen und untere motorische Neuronen.
Die oberen motorischen Neuronen haben ihren Ursprung in der Großhirnrinde des Gehirns. Sie synaptieren mit den unteren motorischen Neuronen im Rückenmark, die dann die Muskeln innervieren. An den Synapsen leiten Nerven chemische oder elektrische Impulse an andere Nerven oder das Zielgewebe weiter.
Obere Motoneuronen
Die oberen Motoneuronen sind die Nervenzellen, die Signale vom Gehirn zum Rückenmark leiten. Sie haben ihren Ursprung im primären motorischen Kortex des Gehirns, der sich im Frontallappen befindet. Der motorische Kortex erzeugt die Signale für die willkürliche Bewegungskontrolle. Die oberen motorischen Neuronen folgen zwei Bahnen: pyramidal und extrapyramidal.
Pyramidenbahn: Die meisten oberen motorischen Neuronen durchlaufen die Markpyramiden im Hirnstamm, der Region, die das Gehirn mit dem Rückenmark verbindet. Diese Fasern der Pyramidenbahn leiten die Signale für alle willkürlichen Muskelbewegungen, von breit bis extrem präzise.
Extrapyramidaler Trakt: Diese Nervenfasern verlaufen nicht durch die Markpyramiden, sondern durch den Hirnstamm. Die Fasern des extrapyramidalen Trakts signalisieren Veränderungen bei willkürlichen Bewegungen, wie Geschwindigkeit und Koordination. Sie übermitteln auch Signale für die unwillkürliche Bewegungskontrolle, z. B. die Körperhaltung, und für Handlungen, die im Laufe der Zeit unwillkürlich werden, d. h. das Muskelgedächtnis.
Untere Motoneuronen
Die unteren Motoneuronen sind das letzte Glied im somatischen Nervensystem. Sie haben ihren Ursprung im Rückenmark und innervieren die Skelettmuskeln im gesamten Körper. Wenn ein unteres motorisches Neuron von einem oberen motorischen Neuron stimuliert wird, führt dies zur Kontraktion des Muskels. Die unteren Motoneuronen im somatischen Nervensystem bestehen aus drei Typen: Alpha, Beta und Gamma.
Alpha-Motorneuronen: Dies sind die am häufigsten vorkommenden unteren Motoneuronen im somatischen Nervensystem. Alphamotorische Neuronen innervieren den größten Teil des Muskels und steuern die Kontraktion.
Gamma-Motorneuronen: Im Gegensatz zu den Alpha-Neuronen verursachen die Gamma-Neuronen keine Muskelkontraktion. Stattdessen innervieren sie die dehnungsempfindlichen Fasern des Muskels und sagen den Alpha-Neuronen, dass sie die Kontraktion fortsetzen sollen.
Beta-Motorneuronen: Über die Rolle der Beta-Motorneuronen ist wenig bekannt. Sie innervieren die gleichen Arten von motorischen Fasern wie Alpha- und Gamma-Motorneuronen, so dass sie die Funktionen der beiden anderen unterstützen können.
Auch untere Motoneuronen sind am somatischen Reflexbogen beteiligt. Sinnesnerven erkennen einen bestimmten Reiz und können direkt mit unteren Motoneuronen im Rückenmark synapsen, um eine bestimmte Muskelkontraktion auszulösen. Der Reflexbogen umgeht das Gehirn, so dass diese Aktionen schnell, aber unwillkürlich erfolgen. Das Antippen der Kniescheibensehne unterhalb des Knies bewirkt zum Beispiel, dass sich der Quadrizeps zusammenzieht und den Unterschenkel streckt. Der Impuls des sensorischen Nervs kann auch durch ein oder mehrere Interneuronen wandern, um den motorischen Nerv zu erreichen.
Wie erzeugt das SNS Bewegung?
Im menschlichen Körper gibt es drei große Muskeltypen: Skelettmuskeln, Herzmuskeln und glatte Muskeln. Der Herzmuskel bildet das Herz, und die glatte Muskulatur kommt in inneren Systemen wie dem Verdauungstrakt vor. Beide werden durch das autonome Nervensystem gesteuert.
Das somatische Nervensystem steuert die Skelettmuskulatur, die uns normalerweise in den Sinn kommt, wenn wir an Muskeln denken. Beispiele für Skelettmuskeln sind der Bizeps, der Trizeps und der Quadrizeps.
Wenn die unteren Motoneuronen den Muskel erreichen, kommt es zu einer Synapse mit den Muskelfasern, die die neuromuskuläre Verbindung bildet. Muskelfasern sind lange, zylindrische Zellen, aus denen unsere Muskeln bestehen. Die meisten Muskelfasern sind dazu bestimmt, eine tatsächliche Muskelkontraktion zu erzeugen. Sie werden von Alpha-Motorneuronen innerviert. Muskelfasern, die sich nicht zusammenziehen, werden Muskelspindeln genannt. Sie erkennen die Dehnung des Muskels und werden von Gamma-Motorneuronen versorgt.
Die Schritte einer Muskelkontraktion von der Absicht zur Handlung sind:
- Der somatosensorische Input teilt dem Gehirn mit, dass wir uns bewegen sollen (z. B. die Hand liegt auf einer heißen Oberfläche), oder wir entscheiden uns einfach, uns zu bewegen (z. B. einen Bleistift in die Hand nehmen zu wollen).
- Der primäre motorische Kortex erzeugt ein motorisches Signal.
- Die oberen Motoneuronen nehmen das Signal auf und leiten es an das Rückenmark weiter.
- Im Rückenmark kommt es zu einer Synapse zwischen den oberen und unteren Motoneuronen.
- Die unteren Motoneuronen liefern das Signal über neuromuskuläre Verbindungen an die Muskelfasern.
- Das Signal löst die Kontraktion der Muskelfasern aus und der Muskel zieht sich zusammen.
- Der Muskel verkürzt sich und erzeugt Kraft, um die beabsichtigte Aktion auszuführen!
Dieser schnelle Prozess erzeugt immer wieder jede kleine Bewegung unserer Skelettmuskulatur.
Sinneseindrücke von den Muskeln und Gelenken werden an das zentrale Nervensystem zurückgesendet und ermöglichen es uns, unsere Bewegungen zu überwachen und sie bei Bedarf anzupassen. Diese Rückmeldung wird als Propriozeption bezeichnet und ist von entscheidender Bedeutung, da sie uns zeigt, wo unsere Gliedmaßen im Raum stehen und wie viel Kraft wir ausüben.
Störungen des somatischen Nervensystems
Eine Schädigung des somatischen Nervensystems kann überall zwischen dem motorischen Kortex im Gehirn und dem Skelettmuskel selbst auftreten. Allgemeine Bezeichnungen für Erkrankungen des somatischen Nervensystems sind Motoneuronenerkrankung und periphere Neuropathie.
Zu den Symptomen gehören häufig Zittern, Muskelkrämpfe und eine beeinträchtigte Motorik. Einige Erkrankungen sind angeboren, d. h. eine Person wird damit geboren, oder sie können sich im Laufe des Lebens entwickeln. Ursachen wie Verletzungen, Viren und Gifte können genetisch oder äußerlich bedingt sein. Die Ursachen und Risikofaktoren sind oft unklar.
Beispiele für Störungen, die das somatische Nervensystem betreffen, sind:
- Amyotrophe Lateralsklerose (ALS), auch Lou-Gehrig-Krankheit genannt
- Multiple Sklerose (MS)
- Poliomyelitis
- Bandscheibenvorfall
- Radikulopathie (eingeklemmter Nerv)
- Trauma des Rückenmarks
Die Behandlungen für diese Erkrankungen sind unterschiedlich. Einige beinhalten Medikamente, andere können eine Operation erfordern. Zu den Strategien zum Schutz der allgemeinen Gesundheit des somatischen Nervensystems gehören regelmäßiger Sport mit mäßiger Intensität und eine fettarme, antioxidativ wirkende Ernährung.
Schlussfolgerung
Das somatische Nervensystem ist für die Steuerung aller willkürlichen Bewegungen entscheidend. Somatosensorische Nerven ermöglichen es uns, Informationen aus der Umwelt, wie Druck, Temperatur und Schmerz, sowie unsere Körperposition wahrzunehmen. Somatisch-motorische Nerven versorgen die Skelettmuskulatur des Körpers, um entsprechende motorische Reaktionen zu erzeugen.
Häufig gestellte Fragen
Was sind die Aufgaben der SNS?
Das somatische Nervensystem sorgt für die bewusste Steuerung der Skelettmuskelbewegungen. Es ist eine Abteilung des peripheren Nervensystems und umfasst sensorische und motorische Neuronen. Es ist auch an einigen unbewussten motorischen Funktionen beteiligt (z. B. Bewegungskoordination, Arbeit aus dem Muskelgedächtnis, Reflexe).
Was sind Beispiele für SNS-Funktionen?
Es gibt viele Beispiele für das somatische Nervensystem in Aktion. Das somatische Nervensystem ist dafür verantwortlich, wenn Sie Ihre Skelettmuskeln bewegen. Beispiele dafür sind Gehen, Laufen, Gewichte heben und Sport treiben. Das somatische Nervensystem steuert auch die Bewegungen Ihrer Augen und Ihres Kopfes, wie Blinzeln und Schlucken.
Was sind die Hauptbestandteile des SNS?
Die Hauptbestandteile des SNS sind die somatosensorischen Neuronen, der motorische Kortex, die oberen und unteren motorischen Neuronen und die neuromuskulären Verbindungen. Somatosensorische Neuronen senden Informationen wie Druck und Berührung an das Gehirn. Der motorische Kortex erzeugt ein motorisches Signal, das die oberen motorischen Neuronen an das Rückenmark weiterleiten. Die unteren motorischen Neuronen leiten das Signal vom Rückenmark an den Muskel weiter, der über eine neuromuskuläre Verbindung angesteuert wird.
Wie kann ich mein SNS schützen?
Mit zunehmendem Alter kommt es zu einem natürlichen Rückgang des somatischen Nervensystems, der zu einer verminderten sensorischen und motorischen Kontrolle führt. Dies ist häufig auf eine Verschlechterung der neuromuskulären Verbindung (NMJ) zurückzuführen. Studien legen nahe, dass die Ernährung eine wichtige Rolle für die Gesundheit der NMJ spielt.
Experimente an Mausmodellen ergaben, dass der Verzicht auf fettreiche Ernährung und übermäßige Kalorienzufuhr eine Verschlechterung der NMJ verhindern und sogar einige Arten von Schäden rückgängig machen kann.
Reaktive Sauerstoffspezies können die NMJ ebenfalls schädigen. Diese freien Radikale sind natürliche Nebenprodukte einiger körperlicher Prozesse, einschließlich der Muskelkontraktion.
Normalerweise produziert unser Körper Antioxidantien, um dem entgegenzuwirken, aber eine erhöhte Aufnahme von Antioxidantien kann die NMJ zusätzlich schützen. Dazu können Vitamin-D-Präparate, Lebensmittel, die reich an Vitamin E sind (z. B. Spinat und Tomaten), und andere antioxidantienreiche Lebensmittel (z. B. dunkle Schokolade, Blaubeeren, Pekannüsse und Grünkohl) gehören.
Regelmäßiges Training mit mäßiger Intensität kann die Produktion von Antioxidantien erhöhen und NMJ-Schäden verhindern. Erschöpfendes Training kann zur übermäßigen Bildung reaktiver Sauerstoffspezies führen und möglicherweise die natürlichen Antioxidantien des Körpers überfordern.
Bezieht sich das Wort "somatisch" immer auf das SNS?
Nein, "somatisch" bedeutet eigentlich "auf den Körper bezogen". Das somatische Nervensystem hat seinen Namen, weil es für das Fühlen und Bewegen des Körpers zuständig ist. Es kann zu Verwirrung kommen, weil "somatisch" in vielen Begriffen außerhalb des somatischen Nervensystems verwendet wird.
Zum Beispiel:
- Somatische Zellen: Die meisten Zellen, aus denen der Körper besteht (Haut, Muskeln, Knochen, Nerven usw.), im Gegensatz zu Keimzellen, die Fortpflanzungszellen sind (Spermien, Eizellen).
- Somatische Syndromstörung: Ein psychischer Gesundheitszustand, bei dem eine Person spezifische körperliche Symptome aufweist, die nicht immer eine erklärte medizinische Ursache haben müssen. Obwohl die körperlichen Symptome das SNS betreffen können, sollte dies nicht mit Störungen des SNS verwechselt werden.
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Was ist das Zentralnervensystem?
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Was ist das somatische Nervensystem?
Referenzen
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK556027/
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK539845/
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