Wechselbeziehungen zwischen dem psycho-physischen Funktionszustand des Organismus und dem Craniosakralen Rhythmus

Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung

2. Biologische Rhythmen in Schulmedizin und Osteopathie
2.1 Historischer Überblick
2.1.1 Diagnose- und Behandlungsprinzipien der Osteopathie
2.1.2 Biologische Rhythmen
2.1.3 Untersuchungen Craniosakraler Rhythmus – Autonomes NS
2.2 Funktion des Autonomen Nervensystems
2.2.1 Funktion von Sympathikus und Parasympathikus
2.2.2 Funktion des enterischen Systems
2.2.3 Funktion des afferenten Systems
2.3 Teilstrukturen des Autonomen Nervensystems
2.3.1 Supraspinale Strukturen des Autonomen Nervensystems
2.3.2 Spinale Strukturen des Autonomen Nervensystems
2.3.3 Rezeptoren und Neurotransmitter
2.3.4 Das afferente System
2.4 Autonome Regelsysteme, die den Sinusknoten modulieren
2.4.1 Baroreflexe
2.4.2 Vestibulo-autonomer Reflex
2.4.3 Kardiopulmonale Reflexe
2.4.4 Humorale Volumenreflexe
2.4.5 Atemregulation
2.4.6 Arterielle Chemoreflexe
2.5 Die Herzfrequenzvariabilität
2.5.1 Das HF-Spektrum
2.5.2 Das LF-Spektrum
2.5.3 Die VLF- und ULF-Spektren
2.6 Primärer Atemmechanismus und Craniosakraler Rhythmus

3. Methode
3.1 Studiendesign und statistische Methode
3.2 Messvorrichtungen
3.3 Messmethode

4. Ergebnisse

5. Diskussion

6. Schlussfolgerung

7. Literaturverzeichnis

8. Tabellenverzeichnis

9. Abkürzungsverzeichnis

Zusammenfassung

Ziel der Studie war ein Methodenvergleich zwischen einer osteopathischen und einer schulmedizinischen Messung zur Beurteilung der autonomen Funktion. An 23 PatientInnen im Alter von 12 bis 55 Jahren, 10 weibliche und 13 männliche, wurden in einer Praxis für Manuelle Medizin und Osteopathie im Laufe eines Jahres insgesamt 69 Messungen durchgeführt, um die Güte der Palpation des Craniosakralen Rhythmus (CSR) zur Beurteilung der autonomen Funktion im Vergleich zur schulmedizinisch etablierten Herzfrequenzvariabilitätsmessung (HFV) zu bewerten. Die PatientInnen wiesen keine wesentlichen strukturellen Erkrankungen oder Operationen im Bereich von Schädel und Wirbelsäule auf. Die manuelle Palpation des Craniosakralen Rhythmus erfolgte nach Techniken der International Academy of Osteopathy I.A.O. Für die gerätegestützte Analyse wurde das Gerät Vicardio ECP12 der Fa. EnergyLab Hamburg eingesetzt. Die erhobenen Parameter für die osteopathische Messung waren Frequenz und Force des Craniosakralen Rhythmus, für die HFV-Analyse wurden der Zeitparameter SDNN sowie die Frequenzparameter TP, HF und der LF/HF-Quotient gewählt. Als statistisches Verfahren wurden nach Prüfung der Einzelparameter auf Normalverteilung Korrelationsanalysen nach Spearman durchgeführt. Die HFV-Parameter SDNN als Maß der Gesamtvariabilität und der Frequenzparameter Total Power TP als Maß der Gesamtspektralleistung korrelieren mit der Gesamtfunktion des CSR bestehend aus Frequenz und Force. Die Einzelkomponenten des autonomen Nervensystems Parasympathikus HF bzw. die sympathische Aktivität als LF/HF-Quotient korrelieren nur mit der Frequenz des CSR, aber nicht mit dessen Gesamtfunktion, die in dieser Studie untersucht wurde. Gegenwärtig gibt es noch keine standardisierten Normwerte für die Kurzzeitvariabilität der HFV sowie für die CSR-Parameter, sodass die als Globalindikatoren der autonomen Funktion betrachteten Größen weniger durch ihre Absolutwerte als vielmehr durch ihre Verlaufsbeurteilung von Bedeutung sind. Grundsätzlich scheint es möglich zu sein, dass Osteopathen bei der Beurteilung der autonomen Funktion vergleichbare Tendenzen aufzeigen können wie Schulmediziner mit der gerätegestützten Analyse der HFV.

Schlüsselwörter:

Autonome Funktion, Herzfrequenzvariabilität, Osteopathie, Craniosacraler Rhythmus

Abstract

Object of study was the comparison between mainstream and osteopathic methods to assess the autonomic function. 23 patients, 10 male and 13 female, ranged in age from 12 to 55 years were examined in a private practice for manual and osteopathic medicine to reveal the goodness of craniosacral osteopathy compared with mainstream medicine measurement of heart rate variability (HRV). All patients had no severe cranial or spinal pathology and no surgery affecting the skull, spine or spinal column. The osteopathic examination of the craniosacral rhythm CSR followed the techniques of the International Academy of Osteopathy I.A.O. For the device-controlled analysis the Vicardio ECP12 of EnergyLab Company Hamburg was applied. The raised parameters were frequency and force of the CSR for the osteopathic method and the time value SDNN as well as the frequency parameters Total Power TP, High frequency power HF and the quotient of Low frequency and High frequency power LF/HF for the heart rate variability data. The statistical evaluation was done with Spermans` correlation analysis after validation if the regarding parameters followed a Gaussian distribution or not. The total variability SDNN and total power TP of heart rate variability measurements revealed aligned outcome to the total function of the CSR. The selective analysis of the parasympathic HF and the sympathic LF/HF nerval system only revealed aligned outcome for the CSR-frequency but not for the CRI-force so that there was no correlation between each autonomic component and the total function of CSR which was the aim of the study. Currently there are no standard values available for the short time variability of the HRV and for the CSR so that the achieved parameters are more suited for follow-up researches than for grading. Basically, osteopaths seem to be able to gather the autonomic function by manual palpation comparable to the device-controlled analysis of physicians.

Key words:

Autonomic function, heart rate variability, osteopathy, craniosacral rhythm

1. Einleitung

Osteopathische Techniken beruhen auf der ganzheitlichen Betrachtung des Körpers, der globale, regionale oder lokale Störungen von Organsystemen z.B. des Bewegungsapparates aufweisen kann. Im Vergleich zur klassischen Schulmedizin am Beispiel der Orthopädie, welche gezielt den bereits eingetretenen pathologischen Zustand behandelt, beurteilt die Osteopathie die Störquelle als Fehlregulation der Homöostase im Allgemeinen und Verstellung des Regulationsspektrums auf der Rezeptorebene im Besonderen. Das Verhalten der Menschen in der gegenwärtigen und noch mehr in der zukünftigen Gesellschaftsstruktur ist durch Bewegungsmangel gekennzeichnet. Beispiel: Die tägliche Gehstrecke im Jahre 1900 betrug ca. 25 km, 2010 waren es nur noch durchschnittlich 600 m. Bewegungsmangel, speziell zu wenig Muskelarbeit, verändert auch die autonome Anpassungsfähigkeit und dieses Funktionsdefizit wird somit selbst zur Störquelle. Das hat ausgedehnte Folgen für den Organismus, weil das autonome Nervensystem an der Regulation aller Organsysteme beteiligt ist. „Die kontinuierliche Kommunikation zwischen den vitalen Organen durch Signale des autonomen Nervensystems ist eine Grundvoraussetzung für die gesunde Funktion des Organismus“. (Hoyer 2009: 158) Neben dem Bewegungsmangel mit Funktionsstörungen im autonomen Nervensystem (ANS) können andererseits Anforderungen des Berufsalltages über die psychischen Belastungen auch zu autonomen Funktionsstörungen führen, die sich folglich in strukturell-organischen Beschwerden zeigen können. Die Praxis zeigt, dass bei Beschwerden z.B. des muskulo skelettalen Systems die Ursachen häufig auch im psychovegetativen Bereich liegen. Und hier erweist sich die ganzheitliche Betrachtungs- und Untersuchungstechnik der Osteopathen als wesentlich erfolgreicher als die gezielt eingesetzte internistisch und orthopädisch fachärztliche Vorgehensweise. Ursachen vieler Störungen des Bewegungsapparates können daher bilateral d.h. primär somatisch als auch primär psychovegetativ bedingt. Auf der Suche nach Methoden zur Objektivierung dieser Beschwerden rückt zunehmend die Herzfrequenzvariabilitätsmessung in das Interesse der Osteopathen. Die Herzfrequenzvariabilität (HFV) kann als Gradmesser für den psychophysischen Zustand definiert werden und wäre damit eine ideale Ergänzung der osteopathischen Diagnostik in der Beurteilung biologischer Rhythmen als Ausdruck der autonomen Funktion.

Vegetative Regulationsvorgänge sichern in Ruhezuständen und bei körperlicher Belastung die Homöostase aller Lebensvorgänge. Äußere und innere Reize, die als Signale in den Körper gelangen, stören beständig diese Homöostase. Ein gesunder Organismus zeichnet sich dadurch aus, dass er eine große Regulationskapazität besitzt, um auf diese Störungen zeitlich adäquat zu reagieren. Dies wird wesentlich durch das autonome Nervensystem bewirkt. Das autonome Nervensystem sorgt für Harmonie im inneren Milieu des menschlichen Körpers. Es reguliert Funktionen im Herz-Kreislaufsystem, Verdauungssystem, Urogenitalsystem und steuert thermische, pupillomotorische sowie exokrin-endokrine Aufgaben. Biologische Systeme, die homöostatische Vorgänge regulieren, oszillieren d.h., dass sie sich durch regelmäßig wiederkehrende Schwankungen charakterisieren. Die Rhythmen dieser Systeme haben unterschiedliche Periodendauern. Wissenschaften wie die Chronobiologie und Chronomedizin beschäftigen sich mit den Arten biologischer Rhythmen, der anatomischen Lokalisation und Funktion biologischer Oszillatoren sowie deren Beeinflussung durch endogene oder exogene Signale der Umwelt. Beispiele für Periodendauer menschlicher Rhythmen sind nervale Impulse im Millisekundenrhythmus, Herzaktion und Atmung im Sekundenrhythmus, periphere Durchblutung im Minutenrhythmus, hormonelle Regulationen im Stundenrhythmus (Ultradian Rhythmus), Schlaf-/Wachphase, Körpertemperatur, Stoffwechselvorgänge im Circadian Rhythmus (24 h), Regelzyklus der Frau (Infradian Rhythmus) sowie jahreszeitliche Rhythmen, die auch symptomatisch als Frühjahrsmüdigkeit oder Clusterkopfschmerzen in Erscheinung treten können. Krankheitsprozesse durch Störungen dieser biologischen Rhythmen haben in den letzten Jahrzehnten stark zugenommen. Eine Reizüberflutung durch stundenlange Tätigkeit am PC, Schichtarbeit mit unregelmäßigen Schlaf- und Essenszeiten, lange Autofahrten, häufige Interkontinentalflüge etc. äußern sich nicht selten in Funktionsstörungen von Organsystemen und klinischen Krankheiten.

Die autonome Funktion kann in der Medizin durch Messung der Herzfrequenzvariabilität erfasst werden, da die Herzfrequenz wesentlich durch das ANS autonom und auch hormonell moduliert wird. „Die HFV wird neben der autonomen Modulation des Sinusknotens weiterhin durch dessen intrinsische Aktivität, sowie durch humoral vermittelte Neurotransmitter verursacht“. (Hoyer 2009: 159) „Daher ist die Herzfrequenzvariabilität eng mit verschiedenen kardiovaskulären, neurologischen, intensivmedizinischen, psychosomatischen und diabetologischen Systemfunktionen verknüpft“. (Hoyer 2009: 158) Die Entwicklung von Geräten zur Messung der autonomen Funktion mittels Herzfrequenzvariabilitätsmessung hat über den Einsatz in der Kardiologie, Neurologie, Intensivmedizin, Sportmedizin und Chronomedizin hinaus zu einer breiten, individuellen Anwendung im Gesundheits- und Breitensport geführt.

In der Osteopathie wird die autonome Funktion durch Palpation von Körperrhythmen z.B. am Schädel beurteilt. Ziel dieser Studie ist es, herauszufinden, ob die gerätegestützte und manuelle Diagnostik vergleichbare Ergebnisse bezüglich der autonomen Funktion liefert, um die osteopathische Methode wissenschaftlich zu unterlegen. Konzeptionell handelt es sich um eine nicht-interventionelle Diagnosestudie mit Vergleich zweier Methoden zur Beurteilung der Güte einer diagnostischen Methode (Craniosakrale Palpation) im Vergleich zu einer schulmedizinischen Methode (Herzfrequenzvariabilitätsprüfung).

Im ersten Abschnitt der theoretischen Grundlagen wird zunächst ein historischer Überblick über osteopathische Prinzipien, biologische Rhythmen und vorliegende Studien mit vergleichbarer Fragestellung gegeben. Nach einer funktionellen Darstellung des autonomen Nervensystems folgt eine anatomische Übersicht des ANS gegliedert von der obersten Ebene im Gehirn, der mittleren Ebene auf Rückenmarkhöhe und der unteren Ebene im peripheren System der Nerven zu den Endorganen. Anschließend werden im Hauptteil verschiedene Reflexsysteme besprochen, die sich in der HFV abbilden und auch als Grundlage des Craniosakralen Rhythmus diskutiert werden. Im methodischen Teil wird geprüft, ob sich der Craniosakrale Rhythmus der Osteopathischen Medizin in schulmedizinisch bekannten, oszillierenden Systemen widerspiegelt und zur Beurteilung der autonomen Funktion herangezogen werden kann.

2. Biologische Rhythmen in Schulmedizin und Osteopathie

Biologische Rhythmen, Regulationsvorgänge und räumlich-zeitliche Koordination sind Grundprinzipien des Lebens, die Ordnung erzeugen und einen unökonomischen Energieaufwand verhindern sollen. Biologische Rhythmen sind universelle Organisationsprinzipien der genetischen und phänotypischen Erscheinung und der Stoffwechselvorgänge. Diese Rhythmen als ordnende Kräfte schließen alle Prozesse eines Organismus von der Befruchtung über Wachstum bis hin zum Tod ein. Schwerpunkt des Hauptteiles ist die Darstellung des autonomen Nervensystems als integratives Steuerungselement für biologische Rhythmen und Anpassungsvorgänge.

2.1 Historischer Überblick

Nach Beschreibung der Historie der Craniosakralen Osteopathie und der systematischen Untersuchung von biologischen Rhythmen werden erste Querverbindungen zwischen Osteopathie und Schulmedizin zum Thema dieser Studie in Kapitel 2.1.3 gezogen.

2.1.1 Diagnose- und Behandlungsprinzipien der Osteopathie

„Die Aufklärung im 18. Jahrhundert mit dem Paradigma der Autonomie des Denkens stellt eine konsequente Fortsetzung der von Francis Bacon (1561 – 1626) formulierten Prinzipien wissenschaftlicher Erkenntnisbildung dar.“ (Liem 2006: 3) Diese Epoche zeichnete sich durch gezielte Beobachtungen und Experimente aus, der Rationalismus und Vitalismus herrschten vor. In dieser Epoche erfolgte die Trennung von Medizin und Religion. Friedrich Hoffmann (1660 – 1742) ein deutscher Mediziner vertrat die Iatromechanik und setzte das Gedankengut von René Descartes (1596 – 1650) fort, der als Begründer des frühneuzeitlichen Rationalismus galt. Hoffmann betrachtete Gestalt und Größe, Bewegung und Zusammenspiel der Bestandteile des Organismus als bestimmende Faktoren für Gleichlauf oder Defekt, Funktion oder Dysfunktion des Mechanismus (vgl. Liem 2006: 3). Georg E. Stahl (1659 – 1734) verfolgte einen psychodynamischen Ansatz und erklärte den Menschen weniger mechanisch-maschinell, sondern als vital beseelten Organismus, dessen Funktionen auch von emotionalen und psychischen Faktoren reguliert werden. Krankheiten und Dysfunktionen wurden hier vor allem als psychogen angesehen (vgl. Liem 2006: 3). Die Seele konnte nach Ansicht Stahls Dysfunktionen und Erkrankungen wahrnehmen und therapieren. Im 17. Bis zum 18. Jahrhundert n. Chr. sind bereits erste Prinzipien der osteopathischen Denkweise erkennbar, wie z.B. die iatromechanische Komponente der somatischen Dysfunktion als auch die vitalistisch animistischen Betrachtungen mit der Bedeutung der Selbstheilungskräfte des Organismus. Die postmoderne Medizin Ende des 19. Jahrhunderts n. Chr. sieht besonders die Rolle des Bewusstseins als essenziell für die Selbstheilungsfunktion. Hier werden bereits Interaktionen zwischen biologischen und psychisch-mentalen Variablen in der Medizin postuliert. Diese holistische Betrachtungsweise ist später auch ein Grundprinzip der Osteopathie geworden. Begründet hat die Osteopathie der amerikanische Arzt Andrew Taylor Still (1828 – 1917). Er erlangte die Erkenntnis, dass sich die klassische Schulmedizin mit ihrer symptombezogenen Behandlung und Spezialisierung zunehmend von der ganzheitlichen Medizin entfernte. Daher suchte Still nach einem anderen Verständnis von Krankheit und Gesundheit und von Methoden, die den menschlichen Körper heilen können. 1874 verkündete er ein neues Diagnose- und Behandlungskonzept und gab dieser Lehre den Namen Osteopathie. Seine Betrachtungen bilden bis heute die Grundlage der osteopathischen Medizin, dabei wird deduktiv vom Allgemeinen zum Speziellen vorgegangen. Nach eingehender Anamneseerhebung werden in der anschließenden Untersuchung wesentliche Läsionen im ganzen Organismus sowie in einzelnen Körperregionen und schließlich in lokalen Strukturen aufgesucht. Dabei integriert die Osteopathie auch regionale und lokale Befunde in den ganzheitlichen Kontext. Ursache-Folge-Wirkungen können dabei über größere Strecken sowohl biomechanisch als auch nerval und humoral, d.h. über die Körperflüssigkeiten Blut und Lymphe zusammenhängen. Osteopathisch werden drei große Funktionssysteme betrachtet: Das Craniosakrale System besteht dabei aus dem zentralen und peripheren Nervensystem inklusive Schädel, Wirbelsäule und Hirnhäuten. Das viszerale System schließt die Eingeweide (Atemsystem, Verdauungssystem, Hormonelles System, Urogenitalsystem, Herz-Kreislaufsystem, metabolisches System) ein. Als parietales System bezeichnen OsteopathInnen den Bewegungsapparat mit Gelenken, Bändern, Knochen, Muskeln und Faszien. Nach Anamneseerhebung erfolgt die Inspektion mit Betrachtung der Schwerkraftlinien. Ist der Stand lotgerecht? Gibt es Abweichungen in der frontalen oder in der transversalen Ebene? Wie ist die Becken- und Schultersymmetrie? Wie stehen die Füße und Knie? Wie stellen sich die Krümmungen der Wirbelsäule dar? Wie wird der Kopf gehalten? Durch manuelle Wärmediagnostik kann die Empfindlichkeit und sensorische Wahrnehmungsfähigkeit der Hand eingesetzt werden, um Temperaturunterschiede an der Körperoberfläche festzustellen. Diese können z.B. von Dysfunktionen und Erkrankungen bestimmter Organsysteme herrühren, sodass sich die OsteopathIn deduktiv auf Körperbereiche fokussieren kann. Es folgt die globale rhythmische Palpation der Faszien mit Fokussierung und Defokussierung, um nicht vorzeitig die Aufmerksamkeit auf einen lokalen Befund zu richten. Bei der globalen, rhythmischen, passiven Testung von Faszien- und Gewebequalitäten sowie den aktiven Beweglichkeitsprüfungen von parietalen und viszeralen Gelenken beurteilen OsteopathInnen die Befunde einerseits unabhängig von Oszillationen biologischer Systeme, andererseits auch im Zusammenhang mit inhärenten Oszillationen, wie z.B. Atmung, Herz-Kreislauftätigkeit und Craniosakralem Rhythmus.

2.1.2 Biologische Rhythmen

„Rhythmik, Regulation und räumlich-zeitliche Koordination sind Grundeigenschaften des Lebens, die Ordnung erzeugen und Energieverschwendung verhindern sollen“. (Liem 2006: 52). Rhythmische Vorgänge lassen sich bei jedem Individuum von der Befruchtung über Wachstum bis zum Erreichen des Todes feststellen. Bei der Entwicklung von Form und Funktion jedes Individuums finden Anpassungsvorgänge durch oszillierende Organfunktionen statt, weil Oszillationen ordnungserzeugend und energetisch ökonomisierend wirken. Die Entstehung der Rhythmen ist noch nicht vollständig geklärt. Gesichert ist, dass biologische Rhythmen sowohl über humorale (Hormone, Peptide) als auch über nervale Wege durch Neuronengruppen mit Schrittmacherfunktion gesteuert werden. Ein genetischer Einfluss ist bekannt. Durch die Einbeziehung der Rhythmik in die osteopathische Diagnostik verbessert sich das Verständnis von Zusammenhängen und Ausprägung von Krankheitsprozessen. „Zum Beispiel kann eine akute Symptomatik als Wiedererscheinung unterdrückter Prozesse oder als Rückführung einer chronischen Erkrankung auch einen Heilungsverlauf markieren“. (Liem 2006: 59) Das Wissen um oszillierende Funktionen von Geweben, Organen, Organsystemen sowie des Gesamtorganismus sind in der Osteopathie für die Diagnostik und Therapie bedeutsam. Biologische Oszillationen von Organsystemen führen zu rhythmischen Spannungsvariationen im Gewebe, die diagnostisch wahrnehmbar sind. „Die rhythmischen Erscheinungen und „Bewegungen“ können lokal in einem bestimmten Gewebe oder im gesamten Organismus auftreten“. (Liem T., 2006: 228) OsteopathInnen synchronisieren sich mit den unwillkürlichen, rhythmischen Bewegungen und befunden die Spannungsvariationen. Bei der rhythmischen Untersuchung durch Synchronisation mit inhärenten Oszillationen werden Symmetrie, Frequenz, Amplitude, Endgefühl, Disengagement, Kompression, Leichtigkeit der Bewegung, Stärke des Rhythmus (Force) und Zugspannungen beurteilt. Der Craniosakrale Rhythmus wird als ein übergeordneter Rhythmus aufgefasst, der einen allgemeinen Eindruck von der Vitalität einer Person geben soll. In Kapitel 2.6 werden verschiedene Erklärungsmodelle und Studienergebnisse zum CSR dargestellt. Der Craniosakrale Rhythmus lässt sich grundsätzlich am ganzen Körper spüren, dabei bevorzugen OsteopathInnen die Wahrnehmung am Schädel und beschreiben einen Zyklus als Wechsel zwischen Inspirations- und Expirationsphase (Kap. 3.3). Die Inspirationsphase geht mit einer tastbaren Expansion, einer divergierenden Bewegung am Schädel und die Expirationsphase mit einer konvergierenden Bewegung einher. Ziel der globalen Inspektion, Palpation einschließlich Rhythmuswahrnehmung ist es, das Organisationsmuster des Körpers zu beurteilen. Durch weiterführende, lokale Untersuchungen wird, wie eingangs dieses Kapitels erwähnt, die primäre Läsion des Organismus deduktiv aufgespürt. Der Zusammenhang für die Analyse des CSR mit dem autonomen Nervensystem ergibt sich daraus, dass auch das ANS eine übergeordnete Kontroll- und Regulationsfunktion für den Organismus hat und möglicherweise die Oszillationen des CSR eine Funktion des ANS darstellen können.

2.1.3 Untersuchungen Craniosakraler Rhythmus – Autonomes NS

Die Craniosakrale Osteopathie wurde von Dr. William Gardner Sutherland (1873 – 1954), einem Schüler von Dr. Andrew T. Still, entwickelt. Er war davon überzeugt, dass auch beim Erwachsenen eine geringe Restelastizität der knöchernen Verbindungen des Schädels bestehen müsse. Im Laufe seiner Forschungen entwickelte Sutherland die Craniosakrale Osteopathie zu einer einzigartigen Form der Diagnose und Therapie. In Tabelle 1 wird ein historischer Überblick über Methoden zur Bestimmung des CSR gegeben und dargestellt, welche Frequenzen die verschiedenen UntersucherInnen eruiert haben. In der osteopathischen Literatur fand sich aus jüngerer Zeit lediglich eine wissenschaftliche Arbeit zur unmittelbaren Untersuchung eines Zusammenhanges zwischen dem CSR und dem autonomen Nervensystem am Beispiel der autonom regulierten Blutdruckvariabilität. Nelson et al. 2001 fanden mittels Laser Doppler-Fluss Messung heraus, dass bestimmte Oszillationen der Blutdruckschwankungen, die Traube-Meyer-Hering-Frequenzen (THM) und der CSR simultan takteten (Kap. 2.6).

Tabelle 1: Literaturübersicht zu ermittelten Rhythmen des CSR

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Modifiziert nach Liem T.; Kraniosakrale Osteopathie, Hippokrates Verlag Stuttgart 2001

2.2 Funktion des Autonomen Nervensystems

Es folgen in den Kapiteln 2.2 und 2.3 detaillierte Ausführungen zur Funktion und Anatomie des autonomen Nervensystems. Diese sind Grundlagen für das Verständnis komplexer Regelsysteme der Herzfrequenzvariabilität und zeigen Parallelitäten zwischen der HFV und Oszillationen des Craniosakralen Rhythmus auf. Das autonome Nervensystem ist ebenso komplex organisiert wie das motorische und sensorische System. Neben Sympathikus und Parasympathikus werden zum autonomen Nervensystem als weitere Komponenten das enterische Nervensystem sowie ein afferentes System gerechnet. Im ersten Abschnitt wird zunächst eine funktionelle Einteilung des ANS gegeben, in Kapitel 2.3 folgt eine anatomische Gliederung in eine obere, mittlere und untere Ebene. Im letzten Teil werden verschiedene Regelkreise besprochen, die eine wesentliche Grundlage für die Interpretation der HFV darstellen und auch in der Ätiologie des Craniosakralen Rhythmus diskutiert werden (Kap. 2.4).

2.2.1 Funktion von Sympathikus und Parasympathikus

Der Sympathikus versorgt mit seinem efferenten Anteil die Rumpfwand, die Extremitäten und die Kopfregion sowie Hals-, Brust-, Bauch- und Beckenorgane. Zielstrukturen sind Gefäße, Schweißdrüsen sowie die Mm. arrectores pilorum. An Organen werden Speiseröhre, Magen, Darm, Leber, Pankreas, Herz, Lunge sowie das Urogenitalsystem efferent innerviert. Der Sympathikus hat aktivitätsfördernde Funktion und steigert die Leistungsbereitschaft der Organsysteme, die bei körperlicher und psychischer Beanspruchung gefordert sind. Dies betrifft in erster Linie das kardiovaskuläre und pulmonale System sowie die Skelettmuskulatur und den Metabolismus zur Energiebereitstellung. Afferente Fasern leiten ausschließlich Schmerzen aus den Organen. „Diese werden in morphologisch sehr unterschiedlichen Endformationen in den Wandungen von Blutgefäßen und Hohlorganen, im Epithel und in der Serosa generiert.“ (Graumann/Sasse 2005: 520) Der Parasympathikus als funktioneller Gegenspieler des Sympathikus versorgt ebenso die Kopf-, Brust-, Bauch- und Beckenorgane, innerviert aber nicht die Rumpfwand und die Extremitäten. Als erholungsförderndes System hat er einen dämpfenden Einfluss auf die kardiovaskuläre und pulmonale Funktion und moduliert die Verdauungstätigkeit stärker als der Sympathikus.

2.2.2 Funktion des enterischen Systems

Im enterischen System müssen eine Vielzahl von Effektoren, wie z.B. glatte Muskulatur (Motilität), Epithelgewebe (Sekretion, Resorption), endokrin aktive Zellen und Blutgefäße (lokale Durchblutung) reguliert werden. Dafür enthält der Darm sensomotorische Programme. „Diese Programme sind in Reflexkreisen repräsentiert, die afferente Neurone, Interneurone und Motoneurone mit ihren erregenden und hemmenden synaptischen Verknüpfungen bilden.“ (Schmidt/Lang 2007: 452) Das enterische System reguliert sich dadurch weitgehend selbständig und wird vom extrinsischen vegetativen Nervensystem (Sympathikus und Parasympathikus) nur moduliert. Die extrinsischen Einflüsse wirken hauptsächlich auf den Anfangsteil- und den Endteil des Verdauungssystems für die Nahrungsaufnahme und Entleerungsfunktion ein. Im Rahmen der Blutdruckregulation kann der Sympathikus den peripheren Blutflusswiderstand im Verdauungssystem steuern.

2.2.3 Funktion des afferenten Systems

Im autonomen Nervensystem vervollständigen afferente Bahnen vegetative Regelkreise. Erst durch afferente Bahnen erhalten die supraspinalen und spinalen Neuronengruppen Signale aus der Peripherie. Die Sensoren der afferenten Bahnen können z.B. als Druckrezeptoren im Aortenbogen und Carotissinus Blutdruckänderungen perzeptieren. Andere Fühler, z.B. im Glomus caroticum, sind chemosensibel und registrieren den arteriellen Sauerstoff- und Kohlendioxidgehalt sowie den pH-Wert. Über Dehnungsrezeptoren in der Wand von gastrointestinalen Hohlorganen werden Appetit- und Sättigungsgefühl bzw. Stuhldrang vermittelt. Im Urogenitalsystem teilen uns afferente Sensoren Harndrang mit. Durch seine afferenten Sensoren überwacht das autonome Nervensystem jederzeit den Funktionszustand und die Homöostase des Körpers.

2.3 Teilstrukturen des Autonomen Nervensystems

Eine Einteilung des vegetativen Nervensystems in verschiedene Ebenen entspricht dabei komplexen, anatomischen Strukturen, die die Grenzen der klassischen Einteilung des ZNS in Großhirn, Zwischenhirn, Mittelhirn, Nachhirn und Rückenmark überlappen, aber funktionell Einheiten im ANS bilden. Daher lassen sich in groben Zügen drei, auch funktionell verschiedenartige Ebenen im ZNS erkennen. (vgl. Lambertz 2006: http://www.charite.de)

2.3.1 Supraspinale Strukturen des Autonomen Nervensystems

Die Bedeutung der obersten Ebene liegt in einer allgemeinen vegetativen Mitinnervation, wie z.B. der Durchblutungssteigerung bei Muskelaktivität, aber auch der Verknüpfung psychischer und vegetativer Aktivitäten, z.B. eine Abnahme der Atemtätigkeit bei angespanntem Nachdenken. Anatomisch kann die oberste Ebene des ANS im Großhirn den Brodman-Arealen 4, 6, 8 sowie den rostralen Anteilen des Frontallappens zugeordnet werden (vgl. Lambertz 2006: http://www.charite.de). Die Bedeutung dieser Ebene für biologische Rhythmen wird ersichtlich, denn übermäßige Konzentrationsvorgänge, die zu einer Abnahme der Atemtätigkeit führen, können bei ständiger Wiederkehr die sympathovagale Balance beeinträchtigen. Im weiteren Verlauf der Arbeit wird auf die besondere Funktion der Atmung für die Parasympathikus-Aktivität näher eingegangen (Kap. 2.5.1).

Die mittlere Ebene des ANS besteht aus basalen Anteilen des frontalen und temporalen Kortex (orbito-insulo-temporale Rinde), Amygdala-Kernen, septalen Kernen, Hypothalamus und Teilen des Mesenzephalons. (vgl. Lambertz 2006: http://www.charite.de). Im Hypothalamus sind dies die Periventrikuläre Zone – neuro-endokrinologische Kontrolle und Generierung biologischer Rhythmen –, Mediale Zone einschließlich Regio praeoptica – Thermoregulation –, Laterale Zone – Verhaltenssteuerung, Motiviertes Verhalten. (vgl. Ziemssen 2010: http://www.neuro.med.tu-dresden.de) Die funktionelle Bedeutung dieser Ebene liegt in der Integration somatomotorischer, vegetativer und emotionaler Komponenten.

Eine somatomotorische Funktion kann in den Diensten eines vegetativen Regelsystems stehen, wie z.B. motorische Unruhe beim Absinken der Körpertemperatur Wärme erzeugt. Andererseits kann eine vegetative Mitinnervation im Sinne der Leistungsanpassung erfolgen, insbesondere bei Wut- und Angstreaktionen (vgl. Lambertz 2006: http://www.charite.de).

Für die sympathovagale Balance ist diese Ebene besonders durch die ergotrope (aktivitätsfördernde) und trophotrope (erholungsfördernde) Funktion des Hypothalamus bedeutsam. Dabei integriert das ergotrope System Kerngebiete im hinteren Hypothalamus und dehnt sich über die Amygdala-Kerne, Teile des Mesenzephalons (Mittelhirn) bis ins Rhombenzephalon (Rautenhirn) aus. Das trophotrope System mit Kerngebieten im vorderen Hypothalamus umfasst spezielle Zentren für mehrere, periphere Organsysteme mit integrierenden Regulationen (Temperaturregulation, Regulation des Wasserhaushaltes, Regulation der Nahrungsaufnahme) (vgl. Lambertz 2006 http://www.charite.de).

In der Herzfrequenzvariabilitätsmessung spiegeln sich diese hypothalamischen Funktionen in verschiedenen Frequenzparametern wider. So werden z.B. die Temperaturregulation und Regulation des Wasserhaushaltes der VLF-Fraktion – Very Low Frequency – zugeordnet (Kap. 2.5.3), während sich ergotrope, sympathische Aktivität innerhalb der LF- Fraktion – Low Frequency – widerspiegelt (Kap. 2.5.2). Nach intensiver körperlicher Belastung mit thermoregulatorischem Schwitzen und Wiederherstellung der Salz-Wasser-Homöostase lässt sich in der HFV-Messung ein Anstieg der VLF-Fraktion erkennen. Auch medikamentöse Einwirkungen, wie z.B. Saluretika, führen durch den erhöhten Na+-und Wasserverlust zu einem Anstieg der VLF-Fraktion in der Herzfrequenzvariabilität. Die Einnahme solcher Präparate, wie z.B. Belok-Zok®, einer Kombination aus Metoprolol (ß- Blocker) und Hydrochlorothiazid (Diuretikum), haben daher erheblichen Einfluss auf die HFV, sodass diese Präparate ein Ausschlusskriterium für die Teilnahme an dieser Studie darstellten (Kap. 3.3). Die folgende Übersicht über das Mittelhirn stellt die Strukturen und Funktionen dieses Hirnabschnittes innerhalb der mittleren Ebene des ANS dar:

Mittelhirn (Mesencephalon); periaquäduktales Grau (substancia grisea periaquaeductalis) mit der Funktion vegetative, antinozizeptive und Verhaltensreaktionen auf Stressbelastungen zu integrieren. Der Parasympathikus ist wie folgt repräsentiert: Von den parasympathischen Neuronengruppen liegt hier der Edinger-Westphal-Kern, der präganglionäre Fasern enthält, die mit dem dritten Hirnnerven (N. oculomotorius) zum Auge ziehen und dort die Nahakkomodation der Linse sowie die Verengung der Pupille bewirken. Die Umschaltung auf postganglionäre, parasympathische Neurone erfolgt dann im Ganglion ciliare, das in der Orbita hinter dem Augapfel am Sehnerv gelegen ist. „Die kranialen präganglionären Axone gelangen über die Hirnnerven III, VII, IX und X zu den Kopfganglien und dann postganglionär über cholinerg-muskarinerge Synapsen zu Augen, Tränen- und Speicheldrüsen, Herz, Lunge sowie Gastrointestinaltrakt.“ (Ziemssen/Süß/Reichmann 2001: 363)

Die untere Ebene des ANS umfasst die Medulla oblongata und Pons (zum Rhombenzephalon gehörend) und enthält Kerngebiete für eine Basisinnervation und Basisregulation von Organsystemen wie der Atmung und dem Herz-Kreislaufsystem. Hier liegen auch wichtige Reflexzentren für den Schluckakt, Speichel- und Magensaftsekretion, Hustenreflex und Niesreflex. Auf dieser Ebene werden biologische Rhythmen generiert, die sich in der HFV widerspiegeln. Dazu zählt z.B. der Einfluß der Atmung, der sich in der HF-Fraktion ausprägt, sowie die intrinsische Aktivität der sympathischen Vasomotoneurone und der parasympathischen und sympathischen Kardiomotoneurone, deren Aktivität in der LF-Fraktion der HFV gemessen werden. Die untere Ebene des ANS integriert viele Signale, die aus höherliegenden Ebenen des ZNS und aus der Peripherie auf diese Systeme einwirken und sorgt über reflexogene Verschaltungen für situationsadäquate Regeltätigkeit innerhalb von Organsystemen und dem bedarfsgerechten Zusammenspiel zwischen ihnen. Der Barorezeptorreflex zur phasischen Blutdruckregulation auf dieser Ebene prägt wesentlich die LF-Aktivität – Low Frequency – in der HFV (Kap. 2.5.2). Ferner werden Atmungseinflüsse auf die Blutdruckregulation (Blutdruckschwankungen 2. Ordnung) und der intrinsische Rhythmus der Barorezeptorschleife (Blutdruckschwankungen 3. Ordnung) auch als Grundlagen des Craniosakralen Rhythmus diskutiert (Kap. 2.6). Neben der Erzeugung von Rhythmen im Atmungs- und Herz-Kreislaufsystem wird auf dieser Ebene auch der Basistonus der Muskulatur über das ɣ-Motoneuronensystem reguliert. Im Detail ist die untere Ebene des ANS wie folgt strukturiert:

Nachhirn (Medulla oblongata): Der Nucleus tractus solitarius (NTS) ist eine sensorische Neuronengruppe, die Afferenzen über die Nn. glossopharyngeus (IX) und vagus (X) aus Zunge, Brust- und Baucheingeweiden erhält und efferente Signale zu Thalamus und vegetativen Neuronengruppen im Hirnstamm weiterleitet. Die afferenten Signale erreichen den NTS, z.B. über Barorezeptoren im Carotissinus und Aortenbogen, Chemorezeptoren im Glomus caroticum oder über Dehnungsrezeptoren und Glucose-Sensoren des Verdauungstraktes. Im NTS findet die erste Umschaltung der wesentlichen kardiovaskulären, respiratorischen und gastrointestinalen Afferenzen innerhalb der autonomen Reflexbögen statt. (vgl. Ziemssen 2010: http://www.neuro.med.tu-dresden.de) Die Nuclei ambiguus sowie dorsalis nervi vagi im Hirnstamm verlassen parasympathische vagale Efferenzen zum Herzen. Der Nucleus dorsalis nervi vagi wiederum erhält Afferenzen aus Hypothalamus und Nucleus tractus solitarius, während dem Nucleus ambiguus kortikomotorische Afferenzen über die Nn. glossopharyngeus (IX) und vagus (X) zugeführt werden. Außer auf das Herz-Kreislaufsystem wirkt der Nucleus dorsalis n. vagi auf gastrointestinale Motilität, Spincteren und die exo- und endokrine Drüsenfunktion sowie der N. ambiguus efferent auf Kehlkopf- und Pharynxmuskulatur ein. Weitere parasympathische Neuronengruppen haben sekretorische Funktion, wie z.B. der Nucleus salivatorius superior im pontinen Abschnitt, den präganglionäre, parasympathische Fasern verlassen, die mit dem 7. Hirnnerv (N. facialis) verlaufen. Die Umschaltung auf postganglionäre Fasern erfolgt im Ganglion pterygopalatinum bzw. im Ganglion submandibulare mit Innervation der Tränendrüse, Drüsen der Nasen- und Mundschleimhaut sowie der Unterkiefer- und der Unterzungenspeicheldrüse. Den Nucleus salivatorius inferior in der Medulla oblongata verlassen präganglionäre Fasern, die mit dem 9. Hirnnerv (N. glossopharyngeus) verlaufen. Nach Umschaltung im Ganglion oticum erreichen die postganglionären Fasern die Ohrspeicheldrüse.

Sympathische Prämotoneurone für das Herzkreislaufsystem liegen in der rostralen ventrolateralen Medulla (rostrale VLM), von denen efferente Bahnen die spinalen, präganglionären Neurone des Thorakolumbal-Markes (C8 – L2) erreichen. In der kaudalen, ventrolateralen Medulla (kaudale VLM) liegen inhibitorische Interneurone, die die zuvor erwähnten sympathischen Prämotoneurone in der rostralen VLM hemmen, sodass ein synergistischer Effekt zur Parasympathikus Aktivität auftritt. Dadurch wird z.B. über die Baroreflexe ein Blutdruckanstieg sowohl durch die parasympathisch dämpfende Wirkung auf das Herz als auch durch Inhibition der sympathischen Aktivität erzielt. Die erregenden und hemmenden Neuronen-Gruppen der VLM sind Schaltzentren der Barorezeptor Reflexe der phasischen Blutdruckregulation mit Erzielung einer raschen Antwort auf Lage- und Belastungswechsel.

Die Medulla oblongata ist auch Sitz eines weiteren wichtigen, biologischen Oszillators, den Atemmotoneuronen. Innerhalb der Ventralen respiratorischen Gruppe (VRG) wird ein Atemrhythmus über direkte Ansteuerung inspiratorischer und expiratorischer, spinaler Motoneurone generiert. (vgl. Ziemssen 2010: http://www.neuro.med.tu-dresden.de) Die Generierung des Atemrhythmus wird in Kap. 2.4.5 ausführlich besprochen.

2.3.2 Spinale Strukturen des Autonomen Nervensystems

Oft werden im medizinischen Sprachgebrauch erst die spinalen Kerngebiete und die das Rückenmark verlassenden Nerven sowie die peripheren Nervengeflechte als Sympathikus und Parasympathikus bezeichnet. Die präganglionären, vegetativen Neurone liegen gruppiert im Rückenmark (Medulla spinalis). Im aktivitätsfördernden, sympathischen Anteil des ANS liegen die präganglionären Neurone im Thorakolumbal-Mark von C8 bis L2. In den Rückenmarksegmenten S2 und S4 sowie in der Medulla oblongata liegen die parasympathischen, präganglionären Neuronen-Gruppen. Nach Umschaltung in den paravertebralen (sympathischer Grenzstrang) und prävertebralen Ganglien (autonome Plexus) ziehen die sympathischen, postganglionären, überwiegend noradrenergen Neurone zu ihren Effektor-Organen. Die periphere, parasympathische Innervation erfolgt, wie bereits erwähnt, über Hirnnerven, wie z.B. dem N. vagus, der zervikale, thorakale und abdominelle Organe versorgt, sowie aus den sakralen Segmenten S2 bis S4 über die Nervi splanchnici pelvici. Die efferenten Bahnen der präganglionären, parasympathischen Neurone werden überwiegend in der Wand der Effektor-Organe auf die postganglionären Neurone umgeschaltet.

Zahlreiche Organsysteme werden von beiden Komponenten des ANS Sympathikus und Parasympathikus innerviert, die zwar antagonistische Funktionen, haben aber bei Aktivierung an Organsystemen funktionell synergistische Wirkung entfalten. Im Folgenden werden die anatomischen Strukturen der efferenten, autonomen Innervation zum Verständnis für die Besprechung der Regelsysteme (Kap. 2.4), die über das ANS die Sinusknotenaktivität des Herzens modulieren, dargestellt. Diese Regelsysteme sind Grundlage der HFV und werden auch im Zusammenhang mit dem Craniosakralen Rhythmus diskutiert. Wie bereits erwähnt, liegen im Rückenmark präganglionäre, sympathische Neurone in der Columna intermediolateralis der Segmente C8 bis L2. Jedes Segment in der Columna intermediolateralis enthält annähernd 5000 Neurone, deren Zahl schätzungsweise in jeder Lebensdekade um 5 bis 8 % abnimmt (vgl. Shields 1993: 3). Diese Kernsäule enthält funktionell verschiedene präganglionäre Neurone. Diese Kerngebiete bestehen aus dem Nucleus intermediolateralis (IL), dem Nucleus intercalatus (IC) sowie dem Nucleus centralis autonomicus (CA). Die Neurone verlassen das Rückenmark über die vorderen Spinalnervenwurzeln. Im weiteren peripheren Verlauf lassen sich drei Formen sympathischer Ganglien beschreiben, in denen die Umschaltung von präganglionären (spinalen) auf postganglionäre (ganglionäre), sympathische Neurone erfolgt. „In den paravertebralen Ganglien werden ausschließlich die für die Körperwand bzw. die für die dort liegenden Blutgefäße und Schweißdrüsen sowie für die Mm. arrectores pilorum bestimmten sympathischen Neurone umgeschaltet“. (Graumann/Sasse 2005: 510). Deren markarme Neuriten gelangen in Rami communicantes grisei in die Spinalnerven zurück. Durch die Äste dieser Spinalnerven (R. anterior, R. posterior und R. meningeus) erfolgt dann die Verteilung in die Peripherie“. (Graumann/Sasse 2005: 510) Jedes präganglionäre Axon bildet dabei Synapsen mit vielen postganglionären Neuronen. Das Verhältnis von präganglionärer zu postganglionärer Innervation reicht bei verschiedenen Tieren von 1:4 bis 1:20 (vgl. Shields 1993: 3). Bei den prävertebralen Ganglien handelt es sich um Nervenplexus, die von präganglionären (spinalen) Neuronen aus den Segmenten Th5 bis L2 direkt ohne Umschaltung im Grenzstrang erreicht werden (Plexus coeliacus, Plexus mesentericus superior und Plexus mesentericus inferior). Daraus werden thorakale, abdominale und pelvine Organe motorisch, vasomotorisch und sekretorisch innerviert. Beim Nebennierenmark handelt es sich um die dritte Form eines sympathischen Ganglions, das über präganglionäre (spinale) Neurone angesteuert wird und zur Adrenalin-Freisetzung befähigt ist.

Der sakrale Parasympathikus enthält in der intermediären Zone der Rückenmarksegmente S2 bis S4 präganglionäre Neurone, die für Blase, Rektum und Geschlechtsorgane getrennt angeordnet sind (Posterolaterale Neuronen-Gruppe, inferiore Neuronen-Gruppe, Onuf`scher Kern).

2.3.3 Rezeptoren und Neurotransmitter

Durch die synaptische Übertragung von autonomen Signalen am Effektor-Organ werden die Regelsysteme als biologische Oszillatoren vervollständigt. Nur die adäquate Wandlung von elektrischen Signalen der Nerven in chemische Signale an Synapsen gewährleistet die verlustarme, zielgenaue und rasche Signalübermittlung im ANS und Sicherung der autonomen Funktion. Die Besprechung der Rezeptoren und Neurotransmitter des autonomen Nervensystems ist im Besonderen auch für das Verständnis der Sympathikus- und Parasympathikus-Wirkung am Herzen wichtig als Grundlage der HFV.

Für ein optimales Zusammenwirken von Sympathikus und Parasympathikus müssen elektrische Signale an Synapsen in chemische Signale gewandelt und beim Übergang auf das post­ganglionäre Neuron wieder in elektrische Signale zurückverwandelt werden. Pharmaka können diese Signalwege gezielt verändern, sodass in dieser Studie diesbezüglich Ausschluss-Kriterien, z.B. durch die Einnahme von ß-Rezeptoren Blockern etc., definiert wurden (Kap. 3.3). Die Übertragung von Signalen entlang einer Nervenzelle bzw. an Synapsen wird erst durch Gliazellen wie Oligodendrozyten und Astrozyten ermöglicht. Wie in der Einleitung bereits erwähnt, können Krankheiten, wie z.B. der Diabetes mellitus oder neurologische Systemerkrankungen, deren Funktionen beeinträchtigen und zu pathologischen Veränderungen der sympathovagalen Balance führen. Da Rezeptoren und Neurotransmitter der Struktur des ANS erst seine, Funktion verleihen, sollen diese im Folgenden ausführlicher besprochen werden. An Synapsen der präganglionären sympathischen Neurone erfolgt die Wandlung elektrischer in chemische Energie mit Acetylcholin als Neurotransmitter. Auf Ebene der Synapsen an postganglionären Neuronen wird die Transmission durch Noradrenalin gewährleistet, bis auf die Schweißdrüsen, die cholinerg innerviert sind. Über die Verstoffwechselung der Aminosäuren Phenylalanin und Tyrosin zu Dopamin wird im Nebennierenmark sowie in den postsynaptischen Neuronen des Sympathikus, aber auch in verschiedenen Zellen des Gehirns (z.B. Nucleus coeruleus), Noradrenalin synthetisiert. Noradrenalin ist in den Nervenzellen das Endprodukt und mehr für die lokale bzw. regionale Wirkung zuständig, während im Nebennierenmark daraus Adrenalin als Endprodukt hergestellt wird, das über den Blutkreislauf systemisch wirksam ist. Die Wirkung am Endorgan wird über membranständige Rezeptoren erzielt. Die Rezeptoren für Katecholamine sind α- und β-Rezeptoren. Die Wirkung erfolgt dabei indirekt über zwei zelluläre Steuermechanismen, dem Adenylatzyklase-System (cAMP-System) und dem Inositoltriphosphat-System. „Das Adenylatzyklase-System produziert bei agonistischem Einfluss das Molekül cAMP (cyclic Adenosine Mono Phosphate), das Enzyme zur Aktivität anregen kann oder auch Gene zur Produktion von Funktionsproteinen bringt“. (Hanefeld 2009: http://doc-hanefeld.de) „Das IP3-System führt bei Aktivierung durch Ausschüttung von Ca2+ zu den zellulären Effekten. Bei Gefäßen würde z.B. bei der so beeinflussten Funktion der Gefäßmuskelzellen durch den erhöhten Calcium-Spiegel eine Vasokonstriktion entstehen“. (Hanefeld 2009: http://doc-hanefeld.de) Die α1-Rezeptor-Aktivierung stimuliert das IP3-System. Dadurch kommt es an Gefäßen zur Vasokonstriktion und bei verschiedenen glatten Muskeln, z.B. M. dilatator pupillae, zur Erweiterung, am Uterus zur Kontraktion, am inneren Blasenschließmuskel im Bereich von Blasenhals und Urethra zur Kontraktion und an Speicheldrüsen zur Sekretion. Die α2-Rezeptor-Aktivierung inhibiert das cAMP-System, d.h., bei Rezeptorstimulation durch Noradrenalin wird eine zu intensive Katecholamin-Wirkung gebremst. Dieser Rezeptortyp kommt ubiquitär im sympathischen Nervensystem vor. An den Langerhans´schen Inselzellen der Bauchspeicheldrüse wird die Insulinausschüttung reduziert. Die β1-Rezeptor-Aktivierung stimuliert das cAMP-System, bewirkt am Sinusknoten des Herzens einen Frequenzanstieg, an Vorhof- und Kammer­muskulatur eine erhöhte Kontraktilität und am AV-Knoten eine Beschleunigung der Überleitungsgeschwindigkeit. Im Verdauungssystem wird die Amylase-Sekretion und im Urogenitalsystem die Renin-Produktion der Niere gesteigert. Der β2-Rezeptor stimuliert das cAMP-System, wirkt bronchodilatatorisch, vasodilatatorisch auf Gefäße der Skelettmuskulatur und der Herzkranzgefäße. Im Verdauungssystem erschlaffen Gallenwege und die Insulinausschüttung der Pankreas steigt. Über Glycogenolyse und Lipolyse kann im Stoffwechsel schnell Energie bereitgestellt werden. Im Urogenitalsystem erschlaffen die Muskulatur von Uterus und Blasenwand. Parasympathikus: An den Synapsen der präganglionären, parasympathischen Neurone erfolgt die Wandlung elektrischer in chemische Energie mit Acetylcholin (ACh) als Neurotransmitter. An den Synapsen der postganglionären Neurone erfolgt diese Transmission ebenfalls durch Acetylcholin (vom Muscarin-Typ). Im Bereich der postganglionären Synapsen modulieren weitere Signalstoffe wie ATP und das vasoaktive, intestinale Polypeptid (VIP) die Wirkungen von Acetylcholin. Die Wirkung am Endorgan wird über membranständige Rezeptoren erzielt. Dies ist die Konstriktion von glatter Muskulatur durch Stimulation von M1-Rezeptoren, z.B. von Darm und Blase. Über M2-Rezeptoren werden die kardiodepressorischen Wirkungen entfaltet. Aktivierung von M3-Rezeptoren steuert die sekretorische Funktion exokriner Drüsen des Verdauungssystems. Neben den „typischen“ Transmittern sind inzwischen viele weitere Substanzen entdeckt worden, die als reine Transmitter wirken oder als Co-Transmitter bzw. als Neuromodulatoren fungieren. Sie rekrutieren sich meist aus den Substanzklassen der Monamine, wie z.B. Serotonin, der Purine, zu denen u.a. ATP zählt, oder der Peptide, wie z.B. Substanz P. Die physiologische Bedeutung in Relation zu den „typischen“ Transmittern kann zurzeit noch nicht abschließend beurteilt werden. Viele dilatierende Stoffe wirken über das Endothel sowie über den dort bereitgestellten Endothelium-derived relaxing factor (EDRF) Stickstoffmonoxid.

2.3.4 Das afferente System

Zum Verständnis einiger wichtiger neurovegetativer Regelkreise wie der Atmungsregulation und der Kreislaufregulation als biologische Oszillatoren und Grundlage der HFV-Messungen beschäftigt sich dieser Abschnitt mit anatomischen Grundlagen des afferenten Systems. Afferente Signale aus Organen verlaufen mit Hirnnerven z.B. N. vagus (Somata im Ganglion nodosum und Ganglion jugulare), N. glossopharyngeus (Somata im Ganglion petrosum), Nn. splanchnici pelvici (Somata im Rückenmark) und in Spinalnerven (Somata in Spinalganglien). Letztere Afferenzen steigen im Vorderseitenstrang des Rückenmarkes auf zur Formation reticularis und zum Thalamus. Die Organrezeptoren für afferente Signale können Mechanorezeptoren sein. Beispiele hierfür sind die arteriellen Pressorezeptoren des Hochdrucksystems im Aortenbogen und im Karotissinus oder Volumenrezeptoren des Niederdrucksystems im rechten Vorhof und in der Lunge. In den Wänden von Hohlorganen, wie z.B. Harnblase oder Rektum, werden Dehnungsrezeptoren stimuliert. Neben den Mechanorezeptoren spielen Chemorezeptoren eine wichtige Rolle und registrieren O2- und CO2-Partialdrücke sowie H+-Ionenkonzentration, z.B. im Glomus caroticum. Viszerale Rezeptoren perzeptieren auch die Glucosekonzentration in Leber und der Darmschleimhaut. Sympathische Afferenzen leiten auch Schmerzinformationen aus den Organen, die mit den sympathischen Fasern ins Rückenmark ziehen und dort über Schaltneurone mit nozizeptiven Fasern der Haut in Neuronen des tractus spinothalamicus konvergieren. Parasympathische Afferenzen leiten anders als die sympathischen Fasern keine Organschmerzen, sondern Elementarempfindungen, wie z.B. Herzangst (Herz), Übelkeit und Brechreiz (Magen), Harndrang (Blase), Stuhldrang (Rectum) und Orgasmus (Genitaltrakt). Diese Fasern verlaufen mit dem N. vagus, den Nn. splanchnici pelvici und mit dem N. phrenicus. Zusammenfassend sollen die komplexen Funktionen und Teilstrukturen des ANS in Abbildung 1 nochmals übersichtlich dargestellt werden:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 1.: Teilstrukturen des autonomen Nervensystems. Modifiziert aus Lambertz M.: Neurovegetative Regulationen 2006

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