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Gehirn
Das Gehirn ist die Steuerzentrale unseres Organismus und tauscht Informationen mit allen Bereichen des Körpers aus. Darin finden die Verarbeitung von Sinneseindrücken und das Denken und Fühlen des Menschen statt. Zusammen mit dem Rückenmark bildet es das zentrale Nervensystem (ZNS). Im Schnitt wiegt das menschliche Gehirn 1,5 Kilogramm und enthält etwa 100 Milliarden Nervenzellen, die auf elektrische und chemische Weise miteinander kommunizieren, sowie etwa eine Billion Stützzellen.
Aufbau des Gehirns
Das Gehirn kann in folgende Bereiche unterteilt werden:
- Großhirn
- Zwischenhirn mit Thalamus, Hypothalamus und Hypophyse
- Hirnstamm mit Mittelhirn, Brücke und verlängertem Mark (Nachhirn)
- Kleinhirn
Das Großhirn besteht aus zwei Gehirnhälften, der linken und rechten Hemisphäre, die mit dem “Balken” – einem Bündel aus Nervenfasern – verbunden sind. Es kontrolliert Bewegungen und verarbeitet Sinneseindrücke. Außerdem ist es verantwortlich für Handlungen und Gefühle und verschiedene kognitive Funktionen (z.B. Sprache, Wahrnehmung, Gedächtnis, Lernen oder Entscheidungsfindung usw.). Da die rechte Gehirnhälfte die linke Körperseite steuert und andersherum, führt eine Schädigung der linken Gehirnhälfte, z.B. bei einem Schlaganfall, zu Lähmungen auf der rechten Körperseite und umgekehrt.
Der Thalamus, ein Nervenkern im Zwischenhirn, kommuniziert dem Großhirn unter anderem Sinneseindrücke (z.B. Sehen, Hören, Fühlen) und wird daher als Tor zum Bewusstsein bezeichnet. Der darunter liegende Hypothalamus reguliert wichtige Körperfunktionen wie z.B. Hunger und Durst, Körpertemperatur, Schlaf und Hormonhaushalt.
Der Hirnstamm kontrolliert beispielsweise Bewegungen der Augen oder die Mimik, reguliert lebenswichtige Funktionen wie Atmung, Herzfrequenz oder Blutdruck und dient als Verbindung des übrigen Gehirns zum Rückenmark. Das Kleinhirn koordiniert Bewegungen und ist für das Gleichgewicht zuständig.
Um mit Sauerstoff und Nährstoffen versorgt zu werden ist das Gehirn gut durchblutet. Jede Gehirnhälfte wird von drei Arterien mit Blut versorgt. Die feinsten Abzweigungen der Hirnarterien – die Kapillaren – geben zwar auch Blut und Sauerstoff an die Gehirnzellen, sind für andere Stoffe aber weniger durchlässig als andere Blutgefäße im Körper, um das Gehirn vor Schadstoffen zu schützen. Diese Barriere nennt sich die “Blut-Hirn-Schranke.”
Kommunikation zwischen Nervenzellen
Neurotransmitter
Die Kommunikation zwischen Nervenzellen findet durch elektrische Vorgänge und chemische Botenstoffe, sogenannte Neurotransmitter, statt. Diese werden an speziellen Kontaktstellen (Synapsen) in den Zwischenraum zwischen den Nervenzellen (synaptischer Spalt) ausgeschüttet und durch die benachbarte Nervenzelle aufgenommen. Das chemische Signal kann sich – je nach Botenstoff – erregend oder hemmend auf diese Nervenzelle auswirken und so Vorgänge im Gehirn befördern oder verlangsamen bzw. stoppen.
Neben den nachfolgend genannten wichtigsten Neurotransmittern steuern zahlreiche weitere Botenstoffe die vielfältigen Funktionen unseres Körpers. Ein gestörtes Neurotransmitter-Gleichgewicht kann daher zu verschiedenen neurologischen Erkrankungen beitragen, zum Beispiel Epilepsie, Demenz oder Parkinson.
Das allgemein als Geschmacksverstärker bekannte Glutamat ist eine wichtige Aminosäure des Körpers, unterstützt die Bildung körpereigener Eiweiße und ist der im Gehirn (ZNS) am häufigsten vorkommende, erregende Neurotransmitter. Es hat eine Bedeutung bei der Vermittlung von Sinneseindrücken (z.B. Schmerz), Ausführung von Bewegungen sowie für höhere Gehirnleistungen wie Lernen und Gedächtnis. Zudem wird ihm nachgesagt, es wirke Appetit-steigernd sowie positiv auf das Immunsystem und diene dem Muskelaufbau.
Rund 30 Prozent aller Synapsen in unserem Gehirn werden durch γ-Aminobuttersäure (GABA) gesteuert. GABA ist ein wichtiger hemmender Botenstoff (ZNS) und damit der Hauptgegenspieler des Glutamat. Therapeutisch macht man sich den Effekt des GABA zur Behandlung von Epilepsien zu Nutze, da es das Gehirn vor überschießender Spontanaktivität hemmt.
Glycin, die einfachste aller Aminosäuren, kann – je nach Wirkungsort – vor allem hemmende (ZNS/PNS), aber nach neuesten Erkenntnissen auch erregende Funktion aufweisen und spielt eine Rolle bei verschiedenen Motorik- und Sinnesfunktionen sowie bei Lern- und Gedächtnisfunktionen. Therapeutisch nutzt man den hemmenden Effekt des Glycin bei der Behandlung der kognitiven Einschränkungen bei Schizophrenie.
Acetylcholin kommt sowohl im zentralen als auch im peripheren Nervensystem vor und spielt eine wichtige Rolle bei der Erregungsübertragung von Nerven- auf Muskelzellen zur Auslösung der Muskelkontraktion, zur Steuerung des vegetativen Nervensystems sowie bei Aufmerksamkeit, beim Lernen und Erinnern. Zur Entstehung der Alzheimer-Demenz trägt der Untergang von Acetylcholin-produzierenden Nervenzellen bei. Therapeutisch setzt man daher Medikamente ein, die den Abbau des Acetylcholins verhindern und dessen Konzentration im Gehirn erhöhen.
Noradrenalin ist zwar auch ein Hormon, aber wirkt hauptsächlich als Botenstoff in Nervenzellen bzw. im so genannten „Sympathikus“, einem System aus Nerven, das den Körper anregt, auf mögliche Gefahren zu reagierten. Es aktiviert bei psychischen und physischen Belastungen den Körper, was zwar Stress auslösen, aber auch lebenswichtige Funktionen anregen kann, z.B. schnellere Reaktions-/ Leistungsfähigkeit sowie die Aktivierung der Muskulatur, Atmung und Herzschlag. Ein Mangel an Noradrenalin scheint bei der Entstehung von Depressionen eine Rolle zu spielen, bei was man sich therapeutisch zu Nutze macht, da Antidepressiva die Konzentration von Noradrenalin im Körper erhöhen, was Antrieb und Stimmung verbessert.
Zusammen mit Noradrenalin steuert das Serotonin im ZNS und PNS emotionale Prozesse (z.B. Stimmung), das Gedächtnis, den Schlaf-Wach-Rhythmus und das schmerzhemmende System. Es hat zudem Auswirkungen auf das Herz-/Kreislaufsystem, den Magen-Darm-Trakt und die Blutgerinnung. Auch ein Setoronin-Mangel kann also zur Entstehung von Depressionen beitragen, sodass Antidepressiva ebenfalls auf eine Erhöhung des Serotonin-Spiegels im Gehirn abzielen.
Das im Volksmund als “Glückshormon" bekannte Dopamin beeinflusst neben der Vermittlung positiver Gefühlserlebnisse („Belohnungseffekt“ mit Steigerung von Motivation und Antrieb) auch die Motorik und Koordination sowie vegetative Prozesse (z.B. Blutdruck). Ein Dopamin-Mangel steht im Zusammenhang mit der Parkinson-Erkrankung sowie Antriebs-/Lustlosigkeit, ein Dopaminüberschuss hingegen kann Suchtverhalten oder Psychosen befördern.