Brechzentrum

Medizinische Expertise: Dr. med. Nonnenmacher
Qualitätssicherung: Dipl.-Biol. Elke Löbel, Dr. rer nat. Frank Meyer

Letzte Aktualisierung am: 27. Februar 2024

Dieser Artikel wurde unter Maßgabe medizinischer Fachliteratur und wissenschaftlicher Quellen geprüft.

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Das Brechzentrum setzt sich aus der Area postrema und dem Nucleus solitarius zusammen und liegt im Hirnstamm. Es löst den Vorgang des Erbrechens aus und reagiert damit abwehrend auf mögliche Giftstoffe, die ein Mensch über die Nahrung aufnimmt. Zerebrales Erbrechen basiert auf erhöhtem Hirndruck oder direktem Druck auf das Brechzentrum; mögliche Ursachen sind Schädel-Hirn-Trauma, Schlaganfall, Hirnödem, Tumore, Hitzschlag bzw. Sonnenstich und andere Krankheitsbilder.

Was ist das Brechzentrum?

Das Brechzentrum ist ein Teil des Gehirns und befindet sich im Hirnstamm. Seinen Namen verdankt es seiner Hauptfunktion: dem Auslösen des Erbrechens sowie der Koordination verschiedener Hirnbereiche, die daran beteiligt sind. Wie genau die einzelnen Teile des Brechzentrums zusammenwirken ist noch nicht vollständig geklärt.

Die wichtigsten Strukturen des Brechzentrums sind die Area postrema und der Nocleus solitarius; darüber hinaus verfügt es jedoch über zahlreiche Verbindungen zu anderen Teilen des Gehirns und bildet ein komplexes Netzwerk aus Nervenzellen.

Anatomie & Aufbau

Anatomisch betrachtet bildet das Brechzentrum keine in sich geschlossene Struktur; stattdessen stellt es einen Verband von Nervenzellen dar, die innerhalb eines Netzwerks besonders gute Verknüpfungen aufweisen. Die Medizin spricht dennoch von einem „Zentrum“, da das Brechzentrum eine funktionelle Einheit bildet.

Zwei anatomische Strukturen formen seine physiologische Grundlage: die Area postrema und der Nucleus solitarius (auch als Nucleus tractus solitarii oder kurz NTS bekannt), die wiederum beide zur Formatio reticularis gehören. Diese liegt zum größten Teil im Hirnstamm, besitzt jedoch Ausläufer ins verlängerte Rückenmark (Medulla oblongata) und ins Zwischenhirn (Diencephalon). Innerhalb dieses Bereichs befindet sich der Nucleus solitarius an der Rautengrube.

Die Area postrema liegt dorsal vom Nucleus solitarius, d. h. zum Rücken hin. Zu ihr gehört unter anderem die Chemorezeptoren-Triggerzone, ein Netzwerk aus spezialisierten Nervenzellen, die vor der Blut-Hirn-Schranke liegen. Darüber hinaus erhält das Brechzentrum Informationen von anderen Nervengruppen; zum Beispiel von solchen, die Reize aus dem Magen-Darm-Bereich verarbeiten.

Funktion & Aufgaben

Das Brechzentrum ist für die Steuerung des Erbrechens verantwortlich. Als Teil der Area postrema liegt die Chemorezeptoren-Triggerzone vor der Blut-Hirn-Schranke und übt eine schützende Funktion aus: Die Nervenzellen dieses Bereichs besitzen Rezeptoren, die empfindlich auf bestimmte chemische Stoffe reagieren – insbesondere auf verschiedene Gifte. Bindet sich ein solcher Stoff an einen Rezeptor, löst er eine biochemische Reaktion in der Nervenzelle aus.

Sobald diese den kritischen Schwellenwert überschreiten, löst das Neuron ein elektrisches Signal aus und leitet es über die Area postrema weiter. Auf diese Weise detektiert die Chemorezeptoren-Triggerzone Gifte, bevor sie sich in den Blutgefäßen des Gehirns ausbreiten können. Das Brechzentrum reagiert auf diesen Reiz, indem es die betroffene Person dazu bringt sich zu übergeben. Im Idealfall entledigt sich der Körper auf diese Weise eines Großteils der toxischen Substanzen, noch bevor diese in den Blutkreislauf gelangen können. Eine Verknüpfung mit dem Gleichgewichtssinn kann Erbrechen infolge schnellen Drehens oder Achterbahnfahrens hervorrufen.

Der andere wichtige Teil des Brechzentrums, der Nucleus solitarius, ist nicht nur am Erbrechen beteiligt, sondern stellt auch den Geschmackskern des Gehirns dar. Er leistet wichtige Vorarbeit beim Filtern und Aufbereiten von Informationen, die in höheren Sinneszentren zur subjektiven Geschmackswahrnehmung führen. Seine Aufgaben gehen deshalb weit über die Funktionen hinaus, die er im Rahmen des Brechzentrums ausübt. Wenn der Nucleus solitarius einen Geschmacksreiz findet, der auf giftige Nahrung hindeutet, reagiert das Brechzentrum ebenfalls.

Ekel stellt eine subjektive Reaktion auf abstoßende Reize dar; das Brechzentrum spielt dabei ebenfalls eine Rolle. Das psychische Gefühl selbst bildet sich jedoch nicht im Brechzentrum und es stellt keine rein körperliche Empfindung dar. Stattdessen entwickelt es sich im Großhirn, wo auch höhere kognitive Prozesse die Ekelempfindung beeinflussen. Interpretationen von Ekel des Großhirns können wiederum den physiologischen Brechreiz beeinflussen; dazu sind jedoch sehr starke Empfindungen notwendig.

Krankheiten

Von zerebralem Erbrechen sprechen Ärzte, wenn keine physiologischen Reize wie Giftstoffe vorliegen, sondern ein Patient sich aufgrund einer inadäquaten Reizung des Brechzentrums übergibt. In diesem Fall erhält das Brechzentrum nicht tatsächlich einen Reiz von außen; stattdessen löst eine Fehlreizung das elektrische Potenzial in den Nervenzellen aus.

Das Gehirn kann den Unterschied nicht erkennen und behandelt das Signal deshalb genauso wie einen echten Sinneseindruck. Falsche Reizungen können zum Beispiel durch erhöhten Hirndruck entstehen. Mögliche Ursachen dafür sind schwere Verletzungen, Tumore, Hirnödem (durch Abflussstörungen, Hitzschlag bzw. Sonnenstich u. a.), Durchblutungsstörungen des Gehirns oder ein Schlaganfall.

Ein Schlaganfall unterbricht die Blutversorgung des Gehirns, sodass die Nervenzellen nicht mehr ausreichend Sauerstoff erhalten. Dadurch entstehen sowohl vorübergehende neurologische Symptome als auch dauerhafte Ausfälle von Gehirnarealen, in denen Nervenzellen während der Unterversorgung bereits abgestorben sind. Darüber hinaus kann direkter Druck auf das Brechzentrum zerebrales Erbrechen auslösen. Das ist beispielsweise der Fall, wenn sich in der Nähe des Brechzentrums ein Tumor entwickelt oder ein Schädel-Hirn-Trauma vorliegt.

Die leichteste Form eines Schädel-Hirn-Traumas ist die Gehirnerschütterung; wenn es zu Bewusstlosigkeit führt, dauert diese nicht länger als zehn Minuten. Ärzte therapieren zerebrales Erbrechen einerseits, indem sie seine Ursache behandeln, andererseits auch symptomatisch mit verschiedenen Medikamenten. Für die medikamentöse Behandlung kommen Antagonisten der Neurotransmitter Serotonin, Dopamin und Tachykinin in Betracht.

Quellen

Fritsch, H., Kühnel, W.: Taschenatlas der Anatomie. Bd. 2: Innere Organe. Thieme, Stuttgart 2018
Kirsch, J. et al.: Taschenlehrbuch Anatomie. Thieme, Stuttgart 2017
Renz-Polster, H., Krautzig, S. (Hrsg.): Basislehrbuch Innere Medizin. Urban & Fischer, München 2012

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