Sensorische Systeme: Geruch und Geschmack

Sensorische Systeme

Es gibt verschiedene Arten sensorischer Systeme. Neben den somatischen Systemen (Berührung, Druck, Vibration, Wärme, Kälte, Schmerz usw.) gibt es auch viszerale Systeme.

Der Wahrnehmungsprozess

Sensorische Systeme haben die Aufgabe, sensorische Informationen für den Wahrnehmungsprozess zu liefern. Dieser Prozess umfasst mehrere Schritte:

• Rezeptor-Stimulation
• Transduktion: Der Stimulus wird in einen elektrischen Impuls umgewandelt.
• Generierung eines Nervenimpulses: Umwandlung des elektrischen Potenzials in einen Nervenimpuls.
• Übertragung: Übertragung des Nervenimpulses an das entsprechende Hirnareal.
• Integration: Integration der Informationen, die zur Wahrnehmung führt.

Merkmale sensorischer Rezeptoren

Die Merkmale der verschiedenen Rezeptoren sind:

• Transduktion: Fähigkeit, den Stimulus in einen Nervenimpuls umzuwandeln.
• Erregbarkeit: Fähigkeit, auf einen Reiz zu reagieren.
• Spezifität: Für jeden spezifischen Reiz gibt es eine besondere Art von Rezeptor.
• Adaptation: Fähigkeit, sich an einen langanhaltenden Reiz anzupassen.

Arten von Rezeptoren

Es gibt 6 verschiedene Arten von Rezeptoren:

• Mechanorezeptoren: Stimuliert durch mechanische Reize (z.B. Berührung, Druck, Vibration, Dehnung; im Ohr für Hören und Gleichgewicht).
• Thermorezeptoren: Stimuliert durch Temperaturveränderungen (Wärme, Kälte; in der Haut).
• Nozizeptoren: Stimuliert durch schädliche Reize (Schmerz; in Haut und Organen).
• Fotorezeptoren: Stimuliert durch Licht (im Auge für das Sehen).
• Chemorezeptoren: Stimuliert durch chemische Substanzen (z.B. Geruch, Geschmack, Blutchemie).
• Osmorezeptoren: Stimuliert durch Veränderungen des osmotischen Drucks (z.B. im Hypothalamus).

Der Geruchssinn

Der Geruchssinn befindet sich in der Nasenhöhle auf einer Fläche von ca. 5,5 cm², die Millionen von Rezeptoren enthält. Das Riechepithel liegt im oberen Teil der Nasenhöhle und bedeckt die Unterseite der Lamina cribrosa des Siebbeins.

Die Rezeptoren sind sehr empfindlich, auch Reize geringer Intensität werden sofort erfasst.

Aufbau des Riechorgans

Das Riechepithel

Besteht aus drei Arten von Zellen:

• Chemorezeptoren (Riechzellen): Nehmen chemische Reize auf. Es sind bipolare Neuronen (mit zwei Fortsätzen), deren Dendriten Zilien tragen. Ihre Axone (efferente Fasern) durchqueren die Lamina cribrosa und ziehen zum Riechkolben.
• Basalzellen: Sind Stammzellen, die sich teilen und neue Rezeptorzellen bilden (die Lebensdauer einer Riechzelle beträgt etwa 30 Tage). Dank der Basalzellen kann das Riechepithel erneuert werden.
• Stützzellen: Sind zylindrische Epithelzellen, die stützende Funktionen haben.

Bowman-Drüsen

Ihre Aufgabe ist es, Schleim zu produzieren, der das Riechepithel befeuchtet und Geruchsstoffe auflöst. Sie werden vom Nervus facialis (Hirnnerv VII) innerviert, der auch die Tränendrüsen und den Rest der Nasenschleimhaut versorgt.

Die Riechbahn und Verarbeitung

Die Riechbahn besteht aus mehreren Elementen:

• Der Riechnerv (Nervus olfactorius): Die Axone der Riechzellen bündeln sich und bilden den Riechnerv, der als erster Hirnnerv gilt. Dieser Nerv zieht zum Riechkolben.
• Der Riechkolben (Bulbus olfactorius): Ist ein Teil des Gehirns, der sich unterhalb der Frontallappen befindet. Im Riechkolben findet die erste Verarbeitung der Geruchsinformation statt.

Verarbeitung des Geruchs: Die Information wird über die Riechbahn an verschiedene Hirnareale weitergeleitet.

Das primäre Riechhirn liegt im Schläfenlappen.

Nach der Verarbeitung im primären Riechhirn werden Verbindungen zu sekundären Hirnarealen hergestellt, die mit Emotionen assoziiert sind (z.B. Lust, Erregung, Ablehnung, Ekel).

Beispiel: Erdgas ist geruchlos, aber es wird eine Chemikalie beigemischt, die wie faule Eier riecht. Wenn wir diesen Geruch wahrnehmen, können wir ihn mit einem Gasaustritt in Verbindung bringen, was uns alarmiert und vorsichtig macht.

Im Gegensatz zum Geschmackssinn, der nur wenige Grundqualitäten unterscheidet, kann der Geruchssinn Hunderte oder Tausende von Gerüchen unterscheiden. Dies bedeutet, dass es eine große Vielfalt an Riechrezeptoren gibt.

Flüchtige Geruchsstoffe müssen sich im Schleim lösen, um die Rezeptoren stimulieren zu können. Die Stimulation der Rezeptoren führt zur Generierung eines Nervenimpulses.

Der Geruchssinn hat eine hohe Anpassungsfähigkeit (Adaptation) und verliert bei langanhaltendem Reiz an Empfindlichkeit.

Der Geschmackssinn

Der Geschmackssinn besteht aus mehreren Elementen: dem Geschmacksepithel, den Geschmacksknospen und den Hirnarealen für den Geschmack. Im Folgenden werden die Besonderheiten der einzelnen Elemente erläutert.

Aufbau des Geschmackssinns

Das Geschmacksepithel

Es handelt sich um ein nicht verhornendes, geschichtetes Epithel. Es bildet die Geschmackspapillen, kleine Erhebungen auf der Zunge, die die Geschmacksknospen (sensorische Rezeptoren) enthalten.

Zelltypen im Geschmacksepithel

Es gibt drei Arten von Zellen:

• Basalzellen: Sind Stammzellen, die sich teilen und neue Geschmackszellen bilden. Sie dienen auch als Stützzellen.
• Stützzellen: Umgeben die Rezeptorzellen und haben stützende Funktionen.
• Rezeptorzellen (Geschmackszellen): Haben an ihrem apikalen Ende Mikrovilli (oft als 'Wimpern' bezeichnet) und übertragen die Geschmacksinformation.

Geschmackspapillen

Typen von Geschmackspapillen

Die Geschmackspapillen werden in verschiedene Typen unterteilt:

• Wallpapillen (Papillae vallatae): Befinden sich im hinteren Teil der Zunge und bilden eine V-förmige Linie.
• Blattpapillen (Papillae foliatae): Sind blattförmig und befinden sich an den seitlichen Rändern der Zunge.
• Pilzpapillen (Papillae fungiformes): Sind pilzförmig und befinden sich vor allem im vorderen Teil der Zunge.

Geschmacksqualitäten

Der Geschmackssinn kann fünf grundlegende Geschmacksqualitäten unterscheiden:

• Süß
• Salzig
• Sauer
• Bitter
• Umami (abgeleitet von Glutamat)

Chemische Substanzen stimulieren die Geschmacksrezeptoren. Diese wandeln die chemischen Reize in elektrische Signale um, die schließlich zu Nervenimpulsen werden.

Die Geschmacksbahn und Verarbeitung

Die Geschmacksbahn besteht aus mehreren Hirnnerven und den entsprechenden Hirnarealen. Die beteiligten Hirnnerven sind drei:

• Nervus facialis (VII): Leitet die Geschmacksinformationen vom vorderen Teil der Zunge (vordere 2/3).
• Nervus glossopharyngeus (IX): Leitet die Geschmacksinformationen vom hinteren Teil der Zunge (hinteres 1/3).
• Nervus vagus (X): Leitet die Geschmacksinformationen von Rachen und Kehldeckel (Epiglottis).

Das primäre Geschmacksareal im Gehirn befindet sich im Parietallappen. In diesem Bereich findet die bewusste Wahrnehmung des Geschmacks statt.