Vegetatives Nervensystem

Aufgabe und Bedeutung

Das vegetative Nervensystem (VNS), auch viszerales oder autonomes Nervensystem (ANS) genannt, ist neben dem somatischen Nervensystem ein Teil des gesamten peripheren und zentralen Nervensystems. Es reguliert vor allem biologisch festgelegte, automatisch ablaufende Körpervorgänge. Diese lassen sich nicht direkt bewusst und willentlich steuern, sondern höchstens indirekt beeinflussen.

Seine Bedeutung liegt darin, hoch koordinierte Körperfunktionen an wechselnde Situationen anzupassen. Seine Wirkungen sind im Vergleich zum somatischen Nervensystem eher weit gestreut und langsam. Durch das Gleichgewicht von Erregung und Hemmung entsteht eine abgestufte, aufeinander abgestimmte Steuerung.

Das somatische oder animalische Nervensystem ermöglicht dagegen bewusste und willkürliche Reaktionen. Seine Alpha-Motoneuronen können bestimmte Skelettmuskeln schnell und präzise erregen. Das vegetative Nervensystem steuert grundsätzlich die übrigen innervierten Gewebe und Organe. Einige wichtige Organe, etwa die Lunge bei Atmung und Sprache, werden von beiden Systemen beeinflusst. Bei beiden liegen Nervenanteile sowohl im Zentralnervensystem (ZNS), also in Gehirn und Rückenmark, als auch im peripheren Nervensystem außerhalb des ZNS.

Geregelte Körperfunktionen

Das vegetative Nervensystem erhält das innere Gleichgewicht des Körpers, die sogenannte Homöostase. Dazu kontrolliert es lebenswichtige Funktionen wie Herzschlag, Atmung, Verdauung und Stoffwechsel.

Darüber hinaus innerviert es unter anderem:

• die Geschlechtsorgane,
• endokrine Drüsen, die Hormone abgeben,
• exokrine Drüsen wie die Schweißdrüsen,
• das Blutgefäßsystem und damit den Blutdruck,
• die inneren Augenmuskeln und damit die Pupillenreaktion.

Auch Pulsrate und Muskeltonus gehören zu den vegetativ regulierten Größen. Obwohl diese Funktionen nicht unmittelbar willentlich gesteuert werden können, lassen sie sich indirekt beeinflussen. Körperliche Aktivität und Inaktivität sowie das Anhalten, Verlangsamen oder Beschleunigen der Atmung wirken auf sie ein. Noch indirekter können Vorstellungen von Aktivität oder Ruhe einschließlich ihrer gefühlsmäßigen Aspekte Einfluss nehmen. Als vegetativ wirksame Verfahren nennt der Artikel Zazen, Yoga, Taijiquan, Biofeedback, Autogenes Training und Achtsamkeitsbasierte Stressreduktion (MBSR), außerdem hypnotische und andere mentale Techniken.

Umgekehrt wirkt das vegetative Nervensystem auf das bewusste Erleben zurück, besonders in den Bereichen Ernährung und Sexualität. Mit den Zusammenhängen im Bereich Ernährung beschäftigt sich die Ernährungspsychologie.

Aufbau und Signalwege

Die wichtigsten Regelkreise für die sympathischen und parasympathischen Komponenten befinden sich im Hirnstamm und in den Kerngebieten, den Nuclei, des Hypothalamus. Die Zellkörper der vegetativen efferenten Neuronen liegen außerhalb des ZNS in autonomen Ganglien. Efferent bedeutet, dass Signale vom Zentralnervensystem zu den Zielorganen geleitet werden.

Die Neuronen in den autonomen Ganglien heißen postganglionäre Neuronen. Sie werden von präganglionären Neuronen im Rückenmark und Hirnstamm gesteuert. Das vegetative Nervensystem erreicht glatte Muskulatur, Herzmuskel und verschiedene Drüsen daher über eine disynaptische Bahn mit zwei Synapsen. Eine Synapse ist die Kontaktstelle zur Signalübertragung zwischen Nervenzellen beziehungsweise zu einer Zielzelle. Das somatomotorische System steuert die Skelettmuskulatur dagegen über eine monosynaptische Bahn mit einer Synapse.

Funktionell und anatomisch gliedert sich das VNS in drei Bereiche:

• Der Sympathikus vermittelt hauptsächlich leistungsfördernde, sogenannte ergotrope Signale.
• Der Parasympathikus vermittelt hauptsächlich erholungsfördernde, sogenannte trophotrope Signale.
• Das enterische Nervensystem (ENS) ist das Nervensystem des Magen-Darm-Trakts. Es bildet ein vollkommen selbstständiges Regelsystem, wird aber durch Signale von Sympathikus und Parasympathikus beeinflusst.

Die präganglionären Axone des Sympathikus entspringen ausschließlich dem mittleren Drittel des Rückenmarks, also dem Thorakal- und Lumbalmark. Die präganglionären Axone des Parasympathikus stammen dagegen aus dem Hirnstamm und den untersten, sakralen Rückenmarksegmenten. Sympathikus und Parasympathikus ergänzen sich gegenseitig: Je nach Funktion wirken sie antagonistisch, also gegensätzlich, oder synergistisch, also zusammenwirkend.

Evolution bei Wirbeltieren

Das vegetative Nervensystem ist besonders bei Säugetieren und beim Menschen erforscht, seine Grundlagen finden sich aber bereits bei ursprünglichen Wirbeltieren in der Nervenversorgung des Kiemendarms und der Muskulatur.

Bei Neunaugen und Schleimaalen werden Kiemendarm und vorderer Speisedarm durch Hirnnerven versorgt, die übrigen inneren Organe dagegen direkt vom Rückenmark. Bei Neunaugen enthalten die Wurzeln der Spinalnerven viszero-efferente Anteile. Eine Versorgung der inneren Organe durch den Nervus vagus und durch Viszeralnerven des Rückenmarks kommt bei ihnen jedoch nicht vor. Nieren, Geschlechtsdrüsen, hinterer Darm und Kloake werden über die dorsalen Spinalnervenwurzeln versorgt.

Diese Grundstruktur blieb bei den Kiefermäulern (Gnathostomata) erhalten, wurde aber verändert. Ihre Eingeweide werden nicht unmittelbar vom Rückenmark innerviert, sondern über das an der Wirbelsäule liegende Grenzstrangganglion oder über Kollateralganglien. Mit Ausnahme der Amphibien besitzen Kiefermäuler dorsale Spinalnervenwurzeln ohne afferente Nerven. Der vordere Bereich von Kiemendarm und Darm wird bei allen Kiefermäulern durch Hirnnerven versorgt.

Bei Knorpelfischen (Chondrichthyes) entstand eine unterbrochene Ganglienkette. Die Ganglien werden von Spinalnerven versorgt; ihre postganglionären Nerven führen anschließend zu den Organen. Der Nervus vagus versorgt gemeinsam mit anderen Hirnnerven Kopf, Kiemen, Vorderdarm und Herz. Eine Stimulation des Nervus vagus verlangsamt dabei den Herzschlag.

Bei Knochenfischen (Osteichthyes) und Landwirbeltieren (Tetrapoda) entwickelte sich eine vollständige Kette selbstständiger Ganglien als Grenzstrangganglion. Deren Längsverbindungen helfen, vegetative Nervenaktivitäten zu regulieren. Zugehörige Kollateralganglien ermöglichen Rückkopplung und Koordination, beispielsweise zwischen Magen und Darm durch das Ganglion coeliacum. Eine deutlich ausgeprägte Trennung in ein sympathisches und ein parasympathisches System wird erst für die Landwirbeltiere beschrieben.