03411 1. Biologische Grundlagen IV.6 Hautsinne

Mechanosensoren

• primäre Sinneszellen
• Freie Nervenendigungen
• Merkel-Tastzellen
• Meissner-Tastkörperchen
• Vater-Pacini-Lamellenkörperchen
• Rufini-Körperchen

Freie Nervenendigungen

• dünne, unmyelinisierte Enden von afferenten, myelinisierten Nervenfasern
• ragen in Haut hinein
• können den Schaft von Haarwurzeln umwickeln und reagieren, wenn sich das Haar aufgrund von Zug oder Druck verformt -> übernehmen die Funktion eines Berührungssensors

Merkel-Tastzellen

• Ende eines Nervs hat sich oval verformt
• reagiert mit hoher Empfindlichkeit auf Druck
• reagieren langsam, können auch andauernde Reize indizieren
• kann Intensität von Reizung codieren
• kleine rezeptive Felder, in relativ großer zahl an Fingerspitzen zu finden

Meissner-Tastkörperchen

• weisen am Ende einen lamellenförmigen Aufbau auf
• reagieren auf die Geschwindigkeit von Verformungen und adaptieren schnell
• kleine rezeptive Felder, in relativ großer zahl an Fingerspitzen zu finden

Vater-Pacini-Lamellenörperchen

• weisen am Ende eine lamellenförmige Struktur auf, die allerdings konzentrisch angeordnet ist
• reagieren auf Druckänderungen bzw. Vibrationen

Ruffini-Körperchen

• Nervenende ist spindelförmig verformt
•  reagieren auf Dehnung
• reagieren langsam, können auch andauernde Reize indizieren
• weisen auch ohne Reizung gewisse Spontanaktivität auf, verstärkt sich durch Reizung
• kann Intensität von Reizung codieren

Rezeptives Feld

• jeder afferente Nerv hat mehrere Aussprossungen, versorgen gemeinsam ein Feld
• Größe ist sehr unterschiedlich -> abhängig von Art des Mechanosensors und Lage im Körper

Zweipunktschwelle

• Abstand, den zwei simultane Berührungen haben müssen, um als zwei (und nicht nur als eine) wahrgenommen zu werden
• wird üblicherweise mit zwei Zirkelspitzen geprüft 

Thermosensoren

• ca.3 bis 5mal so viele Kalt- wie Warmsensoren
• beide Typen ungleich über die Körperoberfläche verteilt
• je schneller die Temperaturänderung, desto eher wird diese Veränderung und damit die Temperatur wahrgenommen
• Wahrscheinlichkeit einer bewussten Temperaturempfindung nimmt mit der Größe des betroffenen Körperareals zu

Kaltsensoren

• bestehen meist aus unmyelinisierten, zum Teilaus myelinisierten Nervenendigungen
• langsame Spontanaktivität steigt schnell an, wenn es zu einer Abkühlung kommt.
• adaptieren jedoch auch relativ schnell
• Maximum ihrer Empfindlichkeit: 25° Celsius

Warmsensoren

• Empfindlichkeitsmaximum: 50° Celsius
• adaptieren schnell

Nozizeptoren

• freie Nervenendigungen
• reagieren auf noxische Reize
• sitzen in allen Körpergeweben mit Ausnahme des Hirngewebes und des Leberparenchyms
• je nach auslösenden Reiz unterscheidet man verschiedene Nozizeptoren
• die meisten sind polymodal: sie reagieren sowohl auf mechanische als auch auf thermische und chemische Schmerzreize
• Fasern die Erregung weiterleiten: langsamleitende C-Fasern (unmyelinisiert), in geringer Zahl schwach myelinisierte Aδ–Fasern (erster „heller“ Schmerz z.B. beim einem Schnitt, löst Schutzreflex aus; danach dumpfer Schmerz über C-Fasern)

Nozizeptoren für mechanische Reize

• reagieren auf starken (schmerzhaften) Druck 

Thermonozizeptoren

• reagieren auf Hitze ab 45° Celsius 

chemosensible Nozizeptoren

• reagieren auf bestimmte chemische Substanzen 

mechanoinsensitiver Nozizeptoren

• Gruppe die weder auf mechanische noch thermische Reize reagieren

Hyperalgesie

• gesteigerte Schmerzempfindlichkeit bei Entzündungen
• entsteht durch die Anreicherung bestimmter, schmerzauslösender Substanzen, (Entzündungsmediatoren)
• Gleichzeitig werden jedoch auch vermehrt Rezeptoren für schmerzhemmende Substanzen wie Opioide gebildet

Mechanosensoren

• Teil der ableitenden Fasern ist bereits im Rückenmark mit Interneuronen oder Motoneuronen verschaltet -> bewirkt unmittelbare Reflexe auf Druck- oder Berührungsreize
•  anderer Teil steigt im Hinterstrang zu den Hinterstrangkernen der Medulla oblongata auf -> die Leitungsbahn kreuzt nach einer synaptischen Verschaltung auf die Gegenseite (Lemniscus medialis)
• nun laufen die Bahnen in den ventrobasalen Teil des Thalamus  -> schließlich in den primären somatosensorischen Kortex
• Mechanosensorische Informationen aus dem Kopf- und Halsbereich werden über den Nervus trigeminus in das zentrale Nervensystem geleitet -> die afferenten Nervenfasern werden in Mittelhirn synaptisch verschaltet bevor sie auf die Gegenseite kreuzen und ebenfalls über den Thalamus in den primären somatosensorischen Kortex ziehen
• Wegen der Kreuzung (der Schleife) in der Medulla oblongata wird dieses System als lemniscales System bezeichnet

Thermosensoren und Nozizeptoren

• ableitende Fasern kreuzen bereits auf Ebene des Rückenmarksegments, in das sie in das Rückenmark eintreten, bisweilen auch auf der nächsten oder übernächsten Ebene
• ziehen dann im Vorderseitenstrang zur Formatio retikularis und größtenteils zum ventrobasalen Thalamus -> und schließlich zum primären somatosensorischen Kortex
• auch hier wird Kopf- und Halsbereich durch den Trigeminusnerv versorgt
• man spricht vom extralemniscalen System

lemniscales System

• Mechanosensoren
• Myelinisiert und schnelleitend
• Sinn: schnelle und genaue Identifikation der verursachenden Reize hinsichtlich Intensität und Lokalisation

Extralemniscales System

• Thermosensoren und Nozizeptoren
• Fasern leiten langsam und weniger präzise weiter
• Hier sind in der Regel auch „gröbere“ Reaktionen nützlich

Weitere Gebiete des Kortex

• werden besonders bei Schmerzen neben primären somatosensorischen Kortex auch miteinbezogen
•  sind für emotionale Bewertung, gedächtnismäßige Verarbeitung und Auslösung komplexer Verhaltensmuster zur Schmerzbekämpfung verantwortlich