Vegetatives Nervensystem

Das vegetative Nervensystem (VNS), auch viszerales Nervensystem (VNS, von lateinisch viscus, „Eingeweide“), autonomes Nervensystem (ANS) (englisch autonomic nervous system) oder Vegetativum genannt, bildet zusammen mit dem somatischen Nervensystem das gesamte periphere und zentrale Nervensystem. Der Begriff „autonomes Nervensystem“ wurde von dem britischen Physiologen John Newport Langley (1852–1925) geprägt. Eine erste umfangreiche Monographie über das vegetative Nervensystem wurde von Walter Holbrook Gaskell verfasst und 1916 veröffentlicht.

Überblick

Das vegetative Nervensystem des Menschen. Das Schema zeigt eine Auswahl von Zielorganen sowie die antagonistische Wirkungsweise von Sympathikus und Parasympathikus.

Die „Autonomie“ bzw. „Selbstständigkeit“ der vegetativen Steuerung bezieht sich darauf, dass über das vegetative Nervensystem biologisch festliegende, automatisch ablaufende Vorgänge des Körpers angepasst und reguliert werden, die deswegen vom Menschen willentlich nicht direkt bewusst und willentlich, sondern allenfalls indirekt beeinflusst werden können. Es handelt sich dabei um die Kontrolle von hoch koordinierten Funktionen, die sich der bewussten Reaktion entziehen und eine direkte Reaktion auf Situationsveränderungen ermöglichen.

Das somatische oder animalische Nervensystem ermöglicht dagegen eine willkürliche und bewusste Reaktionsweise. Im Gegensatz zu diesem sensomotorischen System, dessen Alpha-Motoneuronen schnell und präzise die Erregung bestimmter Skelettmuskeln bewirken können, sind die Aktionen des vegetativen Nervensystems eher weit gestreut und vergleichsweise langsam. Das vegetative Nervensystem balanciert dabei Erregungs- und Hemmprozesse, um eine weit koordinierte und abgestufte Kontrolle zu erreichen. Das vegetative Nervensystem steuert dabei im Gegensatz zum sensomotorischen System alle anderen innervierten Gewebe oder Organe im Körper. Manche Organe von zentraler Bedeutung, wie die Lunge (Atmung, Sprache), werden von beiden Systemen gesteuert. Bei beiden Systemen liegt ein Teil der Nerven im zentralen Nervensystem (ZNS), also im Gehirn und Rückenmark, und der andere Teil liegt außerhalb davon und gehört deshalb zum peripheren Nervensystem.

Über das VNS regulierte Körperfunktionen wie Pulsrate, Blutdruck oder Muskeltonus können allerdings indirekt über will- und unwillkürliche Aktivitäten beeinflusst werden. Körperliche Aktivität, aber auch Inaktivität wie zum Beispiel Anhalten, Verlangsamen oder Beschleunigen des Atems, beeinflusst die vegetativ regulierten Funktionen. Eine noch indirektere Möglichkeit der Beeinflussung besteht über bewusst gestaltete Vorstellungen von körperlicher Aktivität oder Inaktivität, einschließlich ihrer gefühlsmäßigen Aspekte. Bekannte vegetativ wirksame Verfahren sind z. B. Zazen, Yoga, Taijiquan, Biofeedback, Autogenes Training und Achtsamkeitsbasierte Stressreduktion (MBSR). Weitere Einflussmöglichkeiten auf das vegetative Nervensystem sind hypnotische und andere mentale Techniken, die nicht an bewusstes Erleben gebunden sind. Umgekehrt beeinflusst das vegetative Nervensystem seinerseits das bewusste Erleben, zum Beispiel besonders stark in den Bereichen Ernährung und Sexualität. Im Bereich der Ernährung befasst sich die Ernährungspsychologie mit diesen Zusammenhängen.

Evolution

Das vegetative Nervensystem ist vor allem bei Säugetieren und speziell beim Menschen wissenschaftlich untersucht, es ist jedoch bereits bei den ursprünglichen Wirbeltieren durch die Nervenversorgung des Kiemendarms und der Muskulatur angelegt. Bei den Neunaugen und den Schleimaalen als ursprünglichste Gruppen der Wirbeltiere werden der Kiemendarm und der vordere Speisedarm durch Hirnnerven versorgt, während der Rest der inneren Organe direkt vom Rückenmark innerviert wird. Die Neunaugen beinhalten in den Wurzeln der Spinalnerven viszero-efferente Anteile, eine Nervenversorgung der inneren Organe durch den Nervus vagus und durch die Viszeralnerven des Rückenmarks kommt bei ihnen jedoch nicht vor. Die Nieren und die Geschlechtsdrüsen sowie der hintere Darm und die Kloake erhalten ihre Nervenversorgung durch über die dorsalen Spimalnervenwurzeln.

Diese Grundstruktur wird auch bei den Kiefermäulern (Gnathostomata) beibehalten und modifiziert. Auch bei ihnen erfolgt die Nervenversorgung der Eingeweide nicht direkt vom Rückenmark, sondern durch das an der Wirbelsäule anliegende Grenzstrangganglion oder durch Kollateralganglien. Mit Ausnahme der Amphibien haben auch alle Kiefermäuler dorsale Spinalnervenwurzeln ohne afferente Nerven und der vordere Kiemendarmbereich und der vordere Darm wird bei allen Kiefermäulern durch Hirnnerven versorgt. Bei den Knorpelfischen (Chondrichthyes) entwickelte sich eine unterbrochene Kette von Ganglien, die von den Spinalnerven versorgt werden und deren postganglionäre Nerven dann zu den Organen führen; Der Nervus vagus versorgt bei ihnen wie bei den Neunaugen gemeinsamen mit den Hirnnerven den Kopf, die Kiemen, den Vorderdarm und das Herz, wobei hier eine Vagusstimulation den Herzschlag verlangsamt.

Bei den Knochenfischen (Osteichthyes) wie auch bei den Landwirbeltieren (Tetrapoda) entwickelte sich eine vollständige Kette von eigenständigen Ganglien als Grenzstrangganglion, deren Längsverbindungen der Regulierung der vegetativen Nervenaktivitäten dienen. Assoziierte Kollateralganglien dienen der Rückkopplung und der Koordination wie etwa des Magens und des Darmes durch das Ganglion coeliacum. Eine ausgeprägte Trennung zwischen einem sympathischen und einem parasympathischen System wird erst für die Landwirbeltiere beschrieben.

Funktion und Aufbau

Über das vegetative Nervensystem werden zur Aufrechterhaltung des inneren Gleichgewichts (Homöostase) die lebenswichtigen Funktionen (Vitalfunktionen) wie Herzschlag, Atmung, Verdauung und Stoffwechsel kontrolliert und gesteuert. Auch andere Organe oder Organsysteme werden vom vegetativen Nervensystem innerviert, so beispielsweise die Geschlechtsorgane, Endokrine Drüsen (Hormone), Exokrine Drüsen (wie z. B. Schweißdrüsen), das Blutgefäßsystem (Blutdruck) oder die inneren Augenmuskeln (Pupillenreaktion).

Der Hirnstamm und die Kerngebiete (Nuclei) des Hypothalamus enthalten die Haupt-Regelkreise für alle Komponenten des sympathischen und des parasympathischen Systems. Die Zellkörper der vegetativen efferenten Neuronen liegen außerhalb des Zentralnervensystems in Zellgruppen, die als autonome Ganglien bezeichnet werden. Die Neuronen dieser Ganglien sind die postganglionären Neuronen, die wiederum durch die präganglionäre Neuronen im Rückenmark und im Hirnstamm gesteuert werden. Dadurch kontrolliert das vegetative Nervensystem seine Ziele wie die glatte Muskulatur, den Herzmuskel und verschiedene Drüsen über eine disynaptische Bahn (mit zwei Synapsen), während das somatomotorische System die Skelettmuskulatur über eine monosynaptische Bahn (mit einer Synapse) steuert.

Man untergliedert das vegetative Nervensystem nach funktionellen und anatomischen Gesichtspunkten in

• Sympathisches Nervensystem
• Parasympathisches Nervensystem
• Enterisches Nervensystem (ENS) – das Nervensystem des Magen-Darm-Trakts, das ein vollkommen selbstständiges Regelsystem ist, jedoch durch Signale vom Sympathikus und Parasympathikus beeinflusst wird.

Die präganglionären Axone des Sympathicus entspringen nur aus dem mittleren Drittel des Rückenmarks, dem Thorakal- und dem Lumbalmark, während die präganglionären Axone des Parasympathicus aus dem Hirnstamm und den untersten, sakralen, Rückenmarksegmenten kommen. Die sympathischen und die parasympathischen Anteile arbeiten in gegenseitiger Ergänzung (teils antagonistisch, teils synergistisch). Über den Sympathikus werden dabei hauptsächlich leistungsfördernde (ergotrope) und über den Parasympathikus hauptsächlich erholungsfördernde (trophotrope) Signale gegeben.

Literatur

• Niels Birbaumer, Robert F. Schmidt: Autonomes Nervensystem. In: Dieselben: Biologische Psychologie. 7., überarb. und erg. Auflage, Springer, Heidelberg 2010, ISBN 978-3-540-95938-0, S. 101–115.
• Gerhard Thews, Peter Vaupel: Vegetative Physiologie. 5., aktualisierte Auflage. Springer, Heidelberg 2005, ISBN 3-540-24070-5.
• Mark F. Bear, Barry W. Connors, Michael A. Paradiso: Neurowissenschaften. Deutsche Ausgabe herausgegeben von Andreas K. Engel, 4. Auflage. Springer-Verlag, Berlin 2018, ISBN 978-3-662-57262-7, S. 570–590.