Humanbiologie 2

erhöht die Leistung nach aussen; beschleunigt z.B. Atmung und Kreislauf und hemmt die Verdauung. Ganglionen des Sympathikus bilden die beiden Grenzstränge links und rechts neben der Wirbelsäule.

fördert die Regeneration und den Aufbau von Reserven; er beschleunigt z.B. die Verdauung und hemmt Atmung und Kreislauf. Die Ganglien des Parasympathikus liegen nahe bei den Erfolgsorganen und erhalten ihre Befehle mehrheitlich vom Vagus-Nerv.

Reagieren auf bestimmte Reize mit der Bildung nervöser Erregungen. Sie liefern dem Nervensystem die Informationen über die Umwelt und die Bedingungen im Körper, die den Reaktionen und der Regulation der Körperfunktionen zugrunde liegen.

Sinnesorgane besitzen einen Hilfsapparat zur Bearbeitung und Übertragung der Reize auf die Sinneszellen, die so angeordnet und koordiniert sind, dass die komplexe Leistung des ganzen Organs möglich ist.

Sinneszellen sind Sensoren, in denen Reize einer bestimmten Reizart Vorgänge auslösen, die zur Änderung des Membranpotenzials führen. Diese sind bei überschwelligen Reizen so stark, dass im wegführenden Axon Aktionspotenziale auftreten. Die Frequenz der Aktionspotenziale steigt mit der Reizstärke (bei den meisten Sensoren bei einer Verzehnfachung der Reizstärke auf das Zwei- bis Vierfache).

Viele Sensoren adaptieren, d.h. bei Dauerreizen konstanter Stärke nimmt die Änderung des Membranpotenzials und damit die Frequenz der Aktionspotenziale mit der Zeit ab.

Die Adaption der Sensoren und die willkürliche oder unwillkürliche Selektion sensorischer Meldungen reduzieren deren Zahl so, dass sie vom Grosshirn verarbeitet werden können.

Im Grosshirn werden die sensorischen Erregungen in das zuständige sensorische Feld geleitet und kanalspezifisch interpretiert. Ihre Wahrnehmung basiert im Vergleich mit abgespeicherten Informationen aus den zugeordneten Erinnerungsfeldern.

Sehsinn, Hörsinn, Geruchssinn, Geschmackssinn, Tastsinn. Zum Tastsinn sind auch Wärme- und Kältesinn zu rechnen. Der Gleichgewichtssinn und Sinneszellen im Körperinnern sind nicht mitgezählt. Schmerz kann in jedem Sinnesorgan ausgelöst werden, wenn der Reiz sehr stark ist. In der Haut funktionieren freie Nervenenden als Schmerzsensoren.

Chemische Sinneszellen im Innern des Körpers messen z.B. den Sauerstoffgehalt und den pH-Wert des Blutes. Mechanosensoren registrieren z.B. die Spannung der Muskulatur.

Das Auge liefert dem Hirn über 90% aller sensorischen Informationen. Seine Leistungen basieren auf lichtempfindlichen Sensoren, die durch Licht mit Wellenlängen zwischen 400 und 700 nm gereizt werden. Der optische Apparat ermöglicht das Bildsehen, indem er die Lichtstrahlen, die von verschiedenen Punkten des Objekts ausgehen, auf verschiedene Sinneszellen lenkt.

Sammellinsen brechen alle parallel einfallenden Lichtstrahlen so, dass sie sich alle im Brennpunkt der Linse schneiden. Die Distanz zwischen Linsenebene und Brennpunkt ist die Brennweite. Die Brechkraft (in Dioptrien) ist der Kehrwert der Brennweite. Sie ist umso höher, je kugeliger die Linse ist. Bei Streulinsen ist der Wert negativ.

Eine Sammellinse bricht die von einem Objekt ausgehenden Lichtstrahlen so, dass das Objekt auf der anderen Seite der Linse um 180° gedreht und verkleinert abgebildet wird (wenn der Abstand von der Linse grösser ist als die doppelte Brennweite).

Die durchsichtige Hornhaut besteht aus Bindegewebsfasern und einem Epithel; Blutgefässe fehlen. Sie schützt das Auge und wirkt zusammen mit der flüssigkeitsgefüllten vorderen Augenkammer als Sammellinse. Sie trägt mit 43 dpt 80% zur Lichtbrechung bei.

Die farbige Regenbogenhaut oder Iris, welche die Pupille umgibt, enthält glatte Muskeln, mit denen die Pupillenweite zur Regulation des Lichteinlasses verändert wird (Adaption).

Die Linse besteht aus elastischen Fasern und einem Epithel, Blutgefässe fehlen. Sie ist hinter der Iris durch die Zonulafasern im Zentrum des ringförmigen Ciliarkörpers aufgehängt.

Hornhaut und Linse bündeln die einfallenden Lichtstrahlen so, dass das betrachtete Objekt auf die Netzhaut abgebildet wird. Die Brechkraft der verformbaren Augenlinse kann durch Kontraktion des ringförmigen Ciliarmuskels von 16 und auf max. 28 dpt erhöht werden.

Bei Fernakkommodation ist der ringförmige Ciliarmuskel entspannt und die Linse relativ flach. Sie wird durch die straffen Zonulafasern und die elastische Spannung des Augapfels gespannt. Weit entfernte Objekte werden auf der Netzhaut scharf abgebildet.

Bei der Nahakkommodation kontrahiert der Ciliarmuskel, der Durchmesser des ringförmigen Ciliarkörpers nimmt ab, die Zonulafasern werden locker und die elastische Linse kugelt sich stärker ab. Ihre Brechkraft steigt um bis zu 12 dpt.

Kurzsichtige sehen in die Weite schlecht, weil das Bild trotz Fernakkommodation vor der Netzhaut liegt. Die Ursache ist meist ein zu langer Augapfel. Kurzsichtigkeit wird durch Vorsetzen einer Zerstreuungslinse kompensiert.

Weitsichtige sehen in die Nähe schlecht, weil die Bildebene trotz Nahakkommodation hinter der Netzhaut liegt. Ursache ist ein zu kurzer Augapfel oder eine zu geringe Brechkraft der Linse. Die Altersweitsichtigkeit wird durch die verminderte Elastizität der Linse verursacht. Weitsichtigkeit wird durch Sammellinsen kompensiert.

Der Glaskörper ist eine glasklare, gallertige Masse zwischen Linse und Netzhaut. Er stabilisiert die Form des Augapfels.

Die Netzhaut besteht aus dem Pigmentepithel (ganz aussen zur Aderhaut) und drei Schichten mit Sinnes- und Nervenzellen:

• Aussen: Zäpfchen (Farbsehen) und Stäbchen (lichtempfindlicher für das Dämmerungssehen). Am Rand der Netzhaut nur Stübchen, im gelben Fleck nur Zapfen.

• Mitte: Nervenzellen, die als Schaltzellen dienen.

• Innen: Zellkörper der wegführenden Nervenzellen. Ihre Fasern laufen zum blinden Fleck, wo sie als Sehnerv austreten.

An der Stelle, wo der Sehnerv das Auge verlässt, besitzt die Netzhaut keine Sinneszellen.

Im gelben Fleck (Zentralgrube) ist die Sehschärfe am höchsten und das Licht füllt fast ungehindert auf die Zapfen. Um ein Objekt genau zu sehen, werden Kopf und Augen so gerichtet, dass es auf den gelben Fleck abgebildet wird.

Stäbchen und Zapfen besitzen in ihren Fortsätzen Membranstapel mit lichtempfindlichem Sehpurpur (Rhodopsin). Es besteht aus dem Retinal, das an ein Membranprotein (Opsin) gebunden ist, welches in den Stäbchen und in den drei Zapfentypen verschieden ist.

Bei Belichtung wandelt sich das lichtempfindliche Rhodopsin zu Metarhodopsin um und bringt dabei eine Kette von Reaktionen in Gang, die zur Veränderung der Ionenverteilung an der Membran der Sinneszelle und damit zu einer Änderung des Membranpotenzials führt. Ist diese stark genug, werden im Axon Aktionspotenziale gebildet.

Weil die Konzentration des lichtempfindlichen Rhodopsins bei Belichtung abnimmt, sinkt im Hellen die Empfindlichkeit der Sinneszellen (Adaption). Im Dunkeln wird das Rhodopsin regeneriert. Diese Adaption durch Veränderung der Lichtempfindlichkeit der Sinneszellen verläuft langsamer als die Adaption durch Regulation der Pupillenweite.

Die Fähigkeit zur Unterscheidung von Farben beruht auf der Existenz von drei Zapfentypen (Gelb/Rot-, Grün und Blauzapfen), die sich in der Empfindlichkeit für Licht verschiedener Wellenlängen unterscheiden. Jeder Zapfentyp absorbiert Licht eines bestimmten Wellenlängenbereichs. Meist werden alle drei Zapfentypen mehr oder weniger stark erregt. Das Verhältnis ihrer Erregungsintensitäten ist je nach Farbton verschieden.

Die sechs Augenmuskeln sorgen für die koordinierte Bewegung der beiden Augäpfel, die nötig ist, um das betrachtete Objekt in beiden Augen auf den gelben Fleck abzubilden.

Zum Augen-Hilfsapparat gehören die Augenlider (Schutz), die Tränendrüsen (Befeuchtung, Reinigung, Ernährung, Infektionsschutz) und die Bindehaut (Abschluss).

In den Sehbahnen ziehen Nervenfasern von jedem Auge über das Zwischenhirn zu beiden Grosshirnhälften. Die Fasern von den nasennahen Netzhauthülften kreuzen zur gegenüberliegenden Grosshirnhälfte, die anderen wechseln die Seite nicht. Darum sehen wir Objekte am linken Rand des Sehbereichs mit der rechten Grosshirnhälfte und umgekehrt.

Wir sehen zwei Punkte noch getrennt, wenn der Winkel zwischen ihren Strahlen zum Auge mindestens 1/60 Grad beträgt. In Lesedistanz muss ihr Abstand mindestens 0.5 mm sein.

Zeitliche Auflösung: Wir können in einer Sekunde 20-30 Bilder getrennt wahrnehmen.

Räumliches Sehen: Die Gesichtsfelder beider Augen überlappen und das Grosshirn entwickelt aus den leicht verschiedenen Informationen der beiden Augen ein räumliches Bild.

Zur Abschätzung der Entfernung dienen: das räumliche Sehen, die Grösse des Netzhautbildes, die Stellung der Augenachsen und die Anspannung des Ciliarmuskels.