Das Nervensystem und die Sinne: Eine Einführung

Die Funktion der Reizwahrnehmung

Die Reaktionsfähigkeit ist die Fähigkeit, Veränderungen oder Reize aus der Umwelt wahrzunehmen und bei Bedarf darauf zu reagieren.

Neuronen: Bausteine des Nervensystems

Santiago Ramón y Cajal kam zu dem Schluss, dass das Nervensystem aus unabhängigen Zellen, den Neuronen, besteht. Seine Arbeit brachte ihm 1906 den Nobelpreis ein und führte zur Neurontheorie. Neuronen sind spezialisierte Zellen, die folgende Hauptbestandteile aufweisen:

Bestandteile eines Neurons

• Ein vergrößerter zentraler Teil (Soma oder Zellkörper). Hier befinden sich der Zellkern und die meisten zellulären Organellen.
• Eine einzigartige, oft sehr lange Verlängerung, das Axon. Am Ende befindet sich eine Verdickung, der präsynaptische Knopf, der viele Sekretvesikel enthält. Axone sind von einer isolierenden Hülle umwickelt: der Myelinscheide. Dies ist eine weißliche, abgeflachte Hülle aus Lipiden, die durch Ausläufer anderer Zellen gebildet wird und sich um das Axon wickelt.
• Viele dünne und stark verzweigte Ausläufer, die Dendriten. Im Gegensatz zu Axonen sind sie nicht von einer Myelinscheide umgeben.

Neuroglia: Stützzellen des Nervensystems

Die Neuroglia, auch Gliazellen genannt, sind Stützzellen des Nervensystems. Dazu gehören:

• Astrozyten: Versorgen Nervenzellen mit Nährstoffen und bilden Stützstrukturen.
• Oligodendrozyten: Bilden die Myelinscheide im zentralen Nervensystem.
• Mikroglia: Entfernen beschädigte Zellen und Zelltrümmer (Immunfunktion).

Synapsen: Kommunikation zwischen Neuronen

Jedes Neuron kommuniziert über Synapsen mit anderen Neuronen. Die beiden beteiligten Zellen treten dabei in engen Kontakt. Zwischen ihnen befindet sich immer ein Spalt, der synaptische Spalt. Die Vesikel im präsynaptischen Knopf sind mit chemischen Botenstoffen, den Neurotransmittern, gefüllt. Diese Neurotransmitter sind in der Lage, Veränderungen in der Membran der angrenzenden Zelle (des postsynaptischen Neurons) hervorzurufen.

Nervenimpulse: Signalübertragung

Die Membran eines Neurons ist erregbar und kann Nervenimpulse weiterleiten. Der Nervenimpuls wird in der Regel über die Dendriten empfangen, durch das Soma geleitet und über das Axon weitergegeben. Dieser Prozess basiert auf der Polarisierung und Depolarisierung der Nervenzellmembran.

Nervenfasern und Ganglien

Jedes Axon bildet eine Nervenfaser. Nervenfasern können sein:

• Sensorische (afferente): Leiten Nervenimpulse von den Rezeptoren (Sinnesorganen) zum zentralen Nervensystem (ZNS).
• Motorische (efferente): Leiten Impulse vom ZNS zu den Effektororganen (Muskeln und Drüsen).

Die Axone bilden Nervenstränge. Entlang der Nerven können sich Verdickungen, sogenannte Ganglien, befinden, in denen sich die Zellkörper von Neuronen ansammeln.

Sensorische Rezeptoren: Reizwahrnehmung

Sensorische Rezeptoren nehmen Reize auf, die an das zentrale Nervensystem (ZNS) übermittelt werden. Damit ein sensorischer Rezeptor einen Reiz wahrnehmen kann, ist ein gewisses Maß an Energie erforderlich. Dies wird als Reizschwelle (Mindestgrenze) bezeichnet. Überschreitet die Intensität ein bestimmtes Niveau, kann dies das Organ schädigen; dies ist der Schmerzschwellenwert (Höchstwert). Manchmal sind einfache sensorische Rezeptoren in der Lage, isolierte Zellen zu erregen, wie es bei diffusen Sinnen der Fall ist.

Typen sensorischer Rezeptoren

• Mechanorezeptoren: Reagieren auf mechanische Reize (Druck, Berührung, Dehnung).
• Thermorezeptoren: Nehmen Temperaturänderungen wahr (Wärme, Kälte).
• Photorezeptoren: Reagieren auf Licht (im Auge).
• Chemorezeptoren: Nehmen chemische Substanzen wahr (Geruch, Geschmack).
• Nozizeptoren: Sind Schmerzrezeptoren.

Die Hautsinne: Tastsinn und Temperatur

Der Tastsinn beruht auf der Stimulierung von Mechanorezeptoren. Unmittelbar unter der Haut liegen die Merkel-Tastscheiben und Meissner-Körperchen. Tiefer in der Haut befinden sich die Vater-Pacini-Körperchen und Ruffini-Körperchen. Die Wahrnehmung von Hitze und Kälte erfolgt durch Thermorezeptoren, wie die Krause-Körperchen (Kälte) und Ruffini-Körperchen (Wärme).

Gehör und Gleichgewichtssinn

Das Ohr, zuständig für Gehör und Gleichgewicht, ist in drei Hauptteile gegliedert:

Aufbau des Ohrs

• Außenohr: Ohrmuschel (sammelt Schallwellen) und Gehörgang (mit Haaren und Wachsdrüsen).
• Mittelohr: Trommelfell, Gehörknöchelchen (Hammer, Amboss, Steigbügel), Ohrtrompete (Verbindung zum Rachenraum).
• Innenohr: Ovales Fenster, rundes Fenster, knöchernes Labyrinth (enthält Perilymphe), häutiges Labyrinth (enthält Endolymphe), Vorhofsäckchen (Utriculus und Sacculus), Bogengänge (für die Wahrnehmung der Kopfposition und -bewegung), Cochlea (Hörschnecke, enthält das Corti-Organ für die Schallwahrnehmung).

Geruchssinn: Wahrnehmung von Düften

Der Geruchssinn wird durch die Riechschleimhaut in der oberen Nasenhöhle ermöglicht. Sie besteht aus spezialisierten Nervenzellen (Neuronen), die Gerüche wahrnehmen, und Stützzellen. Nur gasförmige, lösliche oder teilweise lösliche Substanzen können gerochen werden.