Sympathikus
Synonyme im weiterem Sinne
vegetatives Nervensystem, Sympaticus
Definition
Der Sympathikus ist der Gegenspieler des Parasympathikus und ist – wie dieser – ein Teil des vegetativen (auch: autonomen) Nervensystems.
Das autonome Nervensystem ist für die Steuerung unserer Organe und Drüsen wichtig, es heißt deshalb autonom, weil wir es nicht willkürlich steuern können, es läuft „nebenher“, ohne dass es uns ständig bewusst wäre (man denke beispielsweise nur an das Atmen, Verdauen und Schwitzen)
Um den Sympathikus mit seinen Aufgaben ganz knapp zu definieren könnte man sagen, dass er all das auslöst, was eine Fluchtreaktion ausmacht (damals, vor hunderten von Jahren wegen des Tigers im Dickicht, heute ist es vielleicht anstatt „Flucht“ oftmals eher Stress oder Panik wegen einer direkt bevorstehenden Prüfung oder ähnlichem). Durch vermehrte Aktivität des Sympathikus verändern sich unsere Körperfunktionen also wie folgt:
- schnellerer Herzschlag (höhere Herzfrequenz und stärkere Kontraktion)
- Gefäßerweiterung (damit mehr Blut fließen kann, denn das Herz benötigt für sein Mehr an Arbeit mehr Sauerstoff)
- schnelleres Atmen
- vermehrtes Schwitzen
- erhöhter Blutdruck
- Pupillenerweiterung
- verminderte Tätigkeit des Verdauungstraktes
- verminderter Harndrang (Kontinenz)
Nun ist also deutlich geworden, WAS der Sympathikus auslöst, doch WIE er es macht und WO im Körper er sich überhaupt befindet, bleibt noch zu klären.
Lokalisation
Den Sympathikus darf man sich nicht als einen einzigen „Punkt“ im Körper vorstellen. Vielmehr ist er über einen recht großen Teil des Körpers verteilt. Er hat einen Ort, an dem sein Ursprung liegt (also die Zellen, die eine Art Kommandozentrale sind) und eine Art Schienensystem (also die Fasern, die von den Zellen ausgehen und dafür sorgen, dass das, was die Kommandozentrale „Zelle“ befiehlt, an den Empfänger weitergeleitet wird). Der Empfänger der Kommandos sind die Organe, auf die der Sympathikus wirkt (Herz, Lunge, Magen-Darm-Trakt, Gefäße, Auge, Drüsen, Haut).
Der Sympathikus ist ein thorakolumbales System, das heißt, dass seine Ursprungsorte im Brustbereich (Thorax (lateinisch) = Brustkorb) und im Lendenbereich (lumbus (lateinisch) = Lende) liegen. Und zwar im Seitenhorn des Rückenmarks. Die Ursprungszellen dort sind Nervenzellen (Neurone), sie entsenden ihre Informations-weiterleitenden Nervenzellfortsätze (Axone) über Zwischenstationen zu den Organen, die gesteuert werden sollen.
Die Zwischenstationen sind sogenannte Ganglien (Ganglion (lateinisch) = Knoten). Hier liegen multipolare Nervenzellen. Multipolar bedeutet, dass sie einen Informations-weiterleitenden Fortsatz, das Axon und mehr als 2 Informations-empfangende Fortsätze, die Dendriten enthalten.
Man unterscheidet im sympathischen System zwei Arten der Ganglien:
paravertebrale Ganglien (para = neben, also Ganglien neben der Wirbelsäule), die man im Deutschen auch als Grenzstrang(ganglien) bezeichnet
prävertebrale Ganglien (prä = vor, also Ganglien, die vor der Wirbelsäule liegen)
An diesen Ganglien-Nervenzellen wird die Information von einer Zelle auf die nächste umgeschaltet und dann in ihrem Axon weitergeleitet Richtung Organ. Eine Umschaltung der Information, die eine Nervenzelle weiterleitet, geschieht immer nur in einem der beiden oben genannten Ganglien-Typen, nicht in beiden.
Die Reihenfolge der Informationsleitung ist also:
Ursprungszelle im Rückenmark (1) - multipolare Nervenzelle in einem Ganglion (2) -Organ
Mechanismus
Was ist nun aber die Information? Denn die Zelle kann ja nicht reden, sondern muss mit elektrischen Reizen oder einer Substanz klar machen, was sie „möchte“. Diese Substanz ist der sogenannte Neurotransmitter.
Neurotransmitter sind chemische Botenstoffe, die – wie der Name schon sagt – Informationen an verschiedene Orte weiterleiten können, sie sind also eine Art „Bote“. Es wird unterschieden zwischen erregenden (exzitatorischen) und hemmenden (inhibierenden) Neurotransmittern.
Die Neurotransmitter dienen der chemischen Informationsweiterleitung, während die elektrischen Potentiale, die durch die Zelle und deren Fortsätze (Axone und Dendriten) laufen, der elektrischen Informationsweiterleitung dienen. Die chemische Informationsweiterleitung ist immer dann wichtig, wenn die Information von einer Zelle auf eine nächste gelangen soll, denn zwischen Zellen liegt immer ein – wenn auch relativ gesehen winziger – Spalt, den die Information nicht einfach überspringen kann.
Ist die elektrische Leitung am „Ende“ der Zelle, also ihrem Axonende angekommen, sorgt sie dafür, dass aus dem Axonende ein Typ von Neurotransmitter freigesetzt wird. Das Axonende, aus dem er ausgeschüttet wird heißt Präsynapse (prä = vor, also die Synapse vor dem synpatischen Spalt). Der Neurotransmitter wird ausgeschüttet in den sogenannten synaptischen Spalt, der zwischen Zelle 1 (Informationsleitung) und Zelle 2 (Informationsempfang) liegt, zwischen denen umgeschaltet werden soll. Nach seiner Freisetzung „wandert“ (diffundiert) der Neurotransmitter durch den synaptischen Spalt bis zum Fortsatz der zweiten Zelle, der Postsynapse (post = nach, also die Synapse nach dem synaptischen Spalt). Diese enthält Rezeptoren, die genau für diesen Neurotransmitter ausgelegt sind. So kann er daran binden. Durch seine Bindung wird nun wieder ein elektrisches Potential an der zweiten Zelle generiert.
Bei einer Umschaltung der Information von einer Zelle auf die nächste ist die Reihenfolge der Informationsarten also:
elektrisch bis zum Axonende der ersten Zelle - chemisch im synaptischen Spalt - elektrisch ab der Bindung des Neurotransmitters an die zweite Zelle
Zelle 2 kann durch die Bindung des Neurotransmitters nun auf zwei Arten reagieren: Entweder sie wird erregt und erzeugt ein sogenanntes Aktionspotential oder aber sie wird gehemmt und die Wahrscheinlichkeit, dass sie ein Aktionspotential erzeugt und damit weitere Zellen erregen nimmt ab. Welche der beiden Wege eine Zelle einschlägt wird bestimmt von der Art des Neurotransmitters und der Art des Rezeptors.
Nun kann man also präzisieren, was an den verschiedenen „Umschaltstellen“ des Sympathikus geschieht: Die erste Zelle (Ursprungszelle) im Rückenmark wird erregt von höheren Zentren (z.B. dem Hypothalamus und dem Hirnstamm). Die Erregung setzt sich durch ihr gesamtes Axon weiter fort bis hin zu der ersten Umschaltstelle (das ist nun bereits im Ganglion). Dort wird als Folge der fortgeleiteten Erregung der Neurotransmitter Acetylcholin aus der Präsynapse freigesetzt. Acetylcholin diffundiert durch den synaptischen Spalt auf die Synapse der zweiten Zelle (Postsynapse) zu und bindet dort an einen passenden Rezeptor. Durch diese Bindung wird die Zelle erregt (denn Acetylcholin zählt zu den erregenden Neurotransmittern). Genau wie an der ersten Zelle wird dieser Erregung wieder über die Zelle und ihre Fortsätze fortgeleitet und zwar bis zum Empfänger: dem Organ. Dort wird – als Folge der Erregung – wieder ein Neurotransmitter - diesmal ist es Noradrenalin – aus der Synapse von Zelle 2 freigesetzt. Dieser Neurotransmitter wirkt dann direkt auf das Organ.
Der Sympathikus arbeitet also mit zwei verschiedenen Neurotransmitter:
Der 1. (Ursprungszelle - Zelle 2) ist immer Acetylcholin
Der 2. (Zelle 2 - Organ) ist immer Noradrenalin
Wirkung
Die Wirkung des Sympathikus ist oben schon angedeutet und soll hier noch einmal in tabellarischer Form zusammengefasst werden:
Auge | Pupillenerweiterung |
Herz | Schnelleres Schlagen (erhöhte Frequenz und erhöhte Kontraktionskraft) |
Lunge | Erweiterung der Luftwege |
Speicheldrüsen | Verminderter Speichelfluss |
Haut (beinhaltet Schweißdrüsen) | Erhöhte Schweißsekretion; Aufstellen der Härchen; Verengung der Blutgefäße (kalte Hände bei Aufregung) |
Magen-Darm-Trakt | Verminderte Verdauungsaktivität |
Blutgefäße (außer die der Haut und des Magen-Darm-Trakts) | Erweiterung, damit mehr Blut pro Zeit fließen kann |
Wirkung des Sympathikus am Herzen
Der Sympathikus erhöht die Herzfrequenz, der Puls steigt also. Darüber hinaus hat er aber noch weitere Wirkungen am Herzen, die alle die Leistung des Herzens im gesamten steigern. So werden die Eigenschaften der Herzmuskelzellen verändert, weshalb sie stärker kontrahieren können, wodurch das Blut folglich mit mehr Kraft gepumpt werden kann. Auch die elektrischen Eigenschaften der Nervenzellen, die zu den Muskelzellen führen, werden beeinflusst.
Dadurch reicht eine geringere Reizung bereits aus, um eine volle Kontraktion der Herzmuskelzellen auszulösen und auch die Erregungsweiterleitung entlang der Nervenzellen wird beschleunigt. Damit eine Muskelzelle allerdings voll einsatzfähig ist, muss sie sich zwischen jeder einzelnen Kontraktion für wenige Millisekunden vollkommen entspannen. Die Zeit bis zur vollkommenen Entspannung, auch Refraktärzeit genannt, wird durch den Sympathikus verkürzt. Der Sympathikus wirkt zusammengefasst stimulierend, also positiv auf die Herzschlagfrequenz (Chronotropie), die Herzkraft (Inotropie), die Erregungsweiterleitung (Dromotropie), die Reizschwelle (Bathmotropie) und die Entspannung (Lusitropie).
Durch die Steigerung dieser Funktionen kann das Herz mehr und schneller Blut pumpen, das den Körper mit Sauerstoff versorgt. Der Sympathikus sorgt also dafür, dass der erhöhte Bedarf vor allen Dingen des Gehirns und der Muskulatur stets gedeckt bleibt.
Wirkung am Auge
Auch an der Pupille spielt der Sympathikus eine entscheidende Rolle. Wenn es dunkel wird, werden nämlich die sympathischen Nervenfasern, die zum Auge ziehen, stimuliert. Dadurch wird ein Muskel, der sich wie ein Ring um die Pupille legt, Musculus dilatator pupillae gennant, erregt. Er zieht sich zusammen und weitet auf diese Weise die Pupille. Umso weiter die Pupille, desto mehr Licht kann ins Auge einfallen und desto besser können wir in ohnehin schon lichtarmen Verhältnissen sehen.
Aber auch auf die Linse im Auge hat der Sympathikus Einfluss. Hier ist es interessant die Anatomie des Auges ein wenig zu kennen. Die Linse, ist an Fasern aufgehängt. Diese Fasern sind wiederum an einem Muskel befestigt, dem Musculus ciliaris. Er wird durch den Parasympathikus, dem Gegenspieler des Sympathikus, erregt, also zur Anspannung gebracht. Dadurch rundet sich die Linse ab und wir können gut nahegelegene Gegenstände sehen. Der Sympathikus hingegen entspannt den Muskel, wodurch die Linse abflacht und wir besser in der Ferne sehen können.
Wirkung des Sympathikus an der Niere
Um die Funktion des Sympathikus an der Niere verständlich zu erklären, muss zunächst einmal ein wenig auf die Funktion der Nieren eingegangen werden. Diese sind unter anderem zuständig für die Erhaltung des Wasser- und Salzhaushaltes im Körper. Der Wasserhaushalt hat einen direkten Einfluss auf den Blutdruck, womit wir bei der Funktion des Sympathikus wären. Wie bereits weiter oben erwähnt, wird der Blutdruck durch den Sympathikus gesteigert. Einerseits wirkt der Sympathikus direkt verengend auf die Gefäße, andererseits stimuliert er bestimmte Zellen der Nieren.
Diese Zellen produzieren das Hormon Renin. Renin ist der erste Schritt einer langen Kette an Ereignissen, an deren Ende die Synthese des Hormons Angiotensin steht. Übersetzt man den Begriff Angiotensin aus dem Griechischen, bedeutet es so viel wie „Gefäßverengend“. Es ist tatsächlich die effektivste Substanz, die der Körper selber produzieren kann, um Gefäße zu verengen. Umso enger ein Gefäß, desto höher ist der Druck, der aufgebaut werden muss, um Blut hindurchfließen zulassen. Das bedeutet, dass die Wirkung des Sympathikus an der Niere eine Erhöhung des Blutdrucks darstellt. Kurzfristig ist das ein sehr sinnvoller Mechanismus. Leider stehen wir heutzutage allerdings häufig viel zu lange unter viel zu hohem Stress, weshalb sich dieser akute Zustand der Blutdruckerhöhung in einen langfristigen wandelt. So entsteht chronischer Bluthochdruck, der dann häufig medikamentös behandelt werden muss.
Aufgaben des Sympathikus
Der Sympathikus ist Teil des autonomen Nervensystems, also des Nervensystems, das unabhängig vom Gehirn funktioniert. Er stellt den aktivierenden Teil dar. Das bedeutet, dass er in Situationen, die potentiell gefährlich sein können reagiert und sämtliche Körperfunktionen auf einen möglichen Kampf einstellt. Heutzutage gerät der Mensch nur noch selten in tatsächlich lebensbedrohliche Situationen. Trotzdem kommt der Sympathikus zum Einsatz, und zwar immer, wenn wir gestresst sind.
Der Sympathikus ist dafür verantwortlich, dass das Herz schneller schlägt und der Blutdruck steigt, wodurch eine vermehrte Blutversorgung sichergestellt ist. Unsere Atemwege weiten sich, damit wir mehr Sauerstoff bekommen. Die Gefäße, die den Darm mit Blut versorgen, werden verengt, um das Blut für andere Organe, wie das Gehirn, zur Verfügung stellen zu könne, da die Verdauung ohnehin in Stresssituationen nur eine untergeordnete Rolle spielt. Damit man besser sehen kann, stellen sich die Pupillen weit. Zusätzlich kommt es zu einer vermehrten Schweißproduktion und es werden Energiereserven, wie Fettdepots, abgebaut, damit energieliefernde Stoffe wie Fette und Kohlenhydrate im Muskel verwendet werden können.
Überfunktion des Sympathikus
Eine Überfunktion des Sympathikus kann Ursache und Symptom verschiedener Erkrankungen sein. So ist eine Überfunktion zum Beispiel im Falle der sogenannten Raynaud-Erkrankung die Ursache, im Falle des Phäochromozytoms das Symptom. Die Auswirkungen auf den Körper sind allerdings in beiden Situationen die gleichen, natürlich immer im Rahmen von Abweichungen, die innerhalb einer Erkrankung auftreten können. So steigt der Blutdruck teilweise soweit an, dass sich Gefäße vollständig verschließen und die betroffenen Gebiete langsam unterversorgt werden. Es kann zu massiven Schweißausbrüchen, Unruhe, Schlaflosigkeit, starken Kopfschmerzen und Verdauungsschwierigkeiten kommen. Je nach Erkrankung können dann noch weitere, spezifische Symptome auftreten. All dies erklärt, warum die korrekte Diagnose mancher Erkrankungen folglich sehr schwierig sein kann.
Aufgaben des Parasympathikus als Gegenspieler
Gegensätzlich zur aktivierenden Funktion des Sympathikus steht der Parasympathikus, der für die Regeneration und Verdauung verantwortlich ist. Nachdem man der stressigen Situation entkommen ist, entspannt sich unser Körper wieder und beginnt Energiereserven aufzufüllen, indem die Verdauung angekurbelt wird. Dazu stellen sich die Gefäße zum Darm weit und lassen wieder mehr als nur die Mindestmenge an Blut hindurch, die zur Erhaltung des Darmes benötigt wird. Auch die Gefäße die vom Darm in den Körper führen werden weitgestellt, damit alle aufgenommenen Nährstoffe direkt verarbeitet und gespeichert werden können. Der Herzschlag verlangsamt sich, der Blutdruck fällt und der Durchmesser der Atemwege wird reduziert. Der Sympathikus und Parasympathikus können also nur bedingt parallel aktiv sein. Welcher der beiden grade hauptsächlich benötigt wird hängt dann von unserer Umgebung und unserem persönlichen Empfinden ab.
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