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Sinnesorgane mit Haut als Sinnesorgan


Sinnesorgane

Alle Sinneswahrnehmungen müssen, um als solche im ZNS wahrgenommen zu werden, zunächst von Rezeptoren in der Peripherie gemessen werden. Hierzu sind spezielle Sinnesrezeptoren (Sensoren) erforderlich, welche auf die Wahrnehmung eines spezifischen Reizes spezialisiert sind. Wird die Wahrnehmungsschwelle überschritten, kommt es zur Erzeugung eines elektrischen Reizes, welcher via Synapsen an weitere Nerven geleitet wird.

 

Unterschieden werden hierbei

  • Primäre Sinneszellen. Sie leiten ihren selbst erzeugten Impuls über das Axon zur nächsten Nervenzelle.
  • Sekundäre Sinneszellen. Sie nehmen den Reiz von einer oder mehreren primären Sinneszellen auf und leiten diesen an das übrige Nervensystem weiter.

 

Die klassischen 5 Sinnesorgane sind die Augen, Ohren, Nase, der Tast- und der Geschmackssinn.

 

Darüber hinaus ist die Haut ein sehr komplexes Sinnesorgan und unterscheidet Temperatur, Druck, Dehnung, Vibration sowie Schmerz. Im Körperinneren werden zahlreiche physikalische und chemische Reize wahrgenommen und weitergeleitet (Druck, Dehnung, Temperatur, pH-Wert, Chemorezeptoren etc.)

 

 

Augen und Sehen

·       Obgleich der Mensch unter verschiedenen Bedingungen Farben unterschiedlich wahrnimmt, sorgt die Farbkonstanz des Gehirns dafür, dass sie weitgehend gleichmäßig wahrgenommen werden.

·       Menschen nehmen Farben unterschiedlich wahr, dennoch kann man sich darüber unterhalten

·       Newton wies darauf hin, dass Licht an und für sich ist farblos ist

 

 

Das Auge besteht aus den folgenden anatomischen Einheiten:

  • Augapfel mit Linse und Glaskörper
  • Sehnerv mit seinen Licht wahrnehmenden Teilen
  • Augenlider, Tränenapparat und Augenmuskulatur zum Schutz und zur Ausrichtung des Auges

 

Das Auge ist mit Abstand das erstaunlichste Sinnesorgan überhaupt, ist es doch in der Lage, Photonen, die mit Lichtgeschwindigkeit reisen, wahrzunehmen und auszuwerten.

 

Damit auf der Netzhaut ein Bild erzeugt werden kann, werden die in das Auge eintreffenden Lichtstrahlen zunächst durch den optischen Apparat „aufbereitet“. Das Licht fällt hierzu durch

  • die Hornhaut (Schutz des Auges)
  • die vordere Augenkammer mit Pupille (Aufrechterhaltung des Augendrucks, Bündelung des Lichtstrahls)
  • die Linse (Lichtbrechung)
  • den Glaskörper (Aufrechterhaltung der Form des  Augapfels)
  • die Netzhaut (Lichtreizaufnehmende Nervenzellen)

 

Die Wand des Augapfels ist aus drei Schichten aufgebaut:

  • Äußere Augenhaut: Sclera (Lederhaut) und Cornea (Hornhaut)
  • Mittlere Augenhaut: Choroidea (Aderhaut) und Iris (Regenbogenhaut) mit Ziliarkörper
  • Innere Augenhaut: Retina (Netzhaut)

 

 

Scharfes Sehen:

Damit auf der Retina, dem bildempfangenden Teil des Auges, ein scharfes Abbild entstehen kann, ist ein bildbrechender Apparat erforderlich: Linse und Pupille verändern durch Akkomodation den Grad der Lichtbrechung. Der Glaskörper und das Kammerwasser halten die Form des Auges konstant. Das Kammerwasser, welches in den Ziliarfortsätzen produziert wird, durchströmt die Augenkammer und fließt über den Schlemm’schen Kanal wieder ab. Der Druck beträgt 15 bis 20 mm/Hg.

 

Die Akkomodation der Linse erfolgt über den Ziliarmuskel und die Zonulafasern. Die Linse hat eine Eigenspannung, so dass sie ohne Muskelanspannung für das Sehen in die Ferne flacher ist: Der Ziliarmuskel ist erschlafft. Für das Sehen auf kurze Entfernung ist die Linse gewölbt und er Muskel kontrahiert.

 

 

Retina:

Auf der Retina = Netzhaut befinden sich die Fotorezeptoren: Zapfen und Stäbchen. 3 verschiedene Typen an Zapfen werden durch farbige Lichtreize angeregt, während Stäbchen die Hell-Dunkel-Wahrnehmung möglich machen („Schwarz-Weiß-Sehen“). Das Pigmentepithel erlaubt eine Anpassung des Auges an sehr helle bzw. sehr dunkle Lichtverhältnisse.

 

Am Blinden Fleck treten die Nerven aus dem hinteren Augenpol heraus. Hier sind keine Fotorezeptoren. Am Gelben Fleck ist die Konzentration an Zapfen besonders groß, weshalb hier besonders gut gesehen wird.

 

Sehbahn:

Über den Sehnerv werden die Lichtreize als elektrische Reize an die Sehrinde übertragen. Gemeinsam werden die übertragenden Strukturen Sehbahn genannt. Ein Teil der Nerven kreuzt die Seite, die übrigen bleiben gleichseitig, so dass auf der Sehrinde eine Mischung aus Reizen vom gleichseitigen und vom gegenüberliegenden Auge ankommt.

 

 

Augenlider und Tränenapparat:

Mit Hilfe der Augenlider wird das Auge mechanisch geschützt und kann sich vor Lichteinfall schützen. Die ständige Befeuchtung des Auges wird mit der Tränenflüssigkeit gewährleistet, welche in der Tränendrüse produziert wird. Ableitende Tränenwege leiten die Flüssigkeit in Richtung Nasenraum ab. Sind diese verstopft oder kommt es zu erhöhtem Anfall von Tränenflüssigkeit (z. B. beim Weinen), laufen die Tränen aus den Augen heraus.

 

Zahlreiche Hirnnerven sind am Auge beteiligt. Der Sehreiz wird über den Nervus opticus (II) an die Sehrinde weitergeleitet.

 

 

Ohren und Hören

Die Ohren sind zwei Sinnesorgane „in einem“: Gleichgewichtssinn und Hörorgan.

 

Das Hörorgan:

Das Ohr gliedert sich in 3 Abschnitte:

  • Äußeres Ohr = Ohrmuschel, Gehörgang und Trommelfell
  • Mittelohr mit den drei Gehörknöchelchen Hammer, Amboss und Steigbügel sowie den Fortsätzen in Richtung Rachenraum zur Belüftung des Ohres (Eustachische Röhre), zwei innere Trommelfelle zum Beginn und Ende des Schneckengangs.
  • Innenohr mit Cochlea (Schnecke) und Übergang zum Gleichgewichtsorgan.

 

Das Äußere Ohr fängt den Schall wie ein Trichter ein und leitet diesen zum Trommelfell. Dort wird er von den Gehörknöchelchen aufgenommen und je nach Bedarf bis zu 22-fach verstärkt an das Innenohr weiter geleitet. Die Gehörknöchelchen sind „Impedanzwandler“, die es ermöglichen, den Luftschall (Äußeres Ohr) in Flüssigkeitsschall (Innenohr) umzuwandeln. Im Innenohr wird der Schall durch Reizung von Haarzellen in einen elektrischen Reiz gewandelt.

 

 

Der Gleichgewichtsorgan:

Im Vestibularorgan sind 3 Bogengänge (Ductus semicirculares) in den 2 Richtungen angeordnet (waagerecht und senkrecht). In ihnen befinden sich in einer gallertartigen Endolymphe kleine Kalksteinchen, welche bei Bewegungsänderungen an Sinneszellen rühren, die auf einer Membran angeordnet sind. Auf diesem Wege werden dem Gehirn Lageveränderungen mitgeteilt. Nur Bewegungsänderungen führen zu Lageveränderungen der Kalksteinchen, so dass ein gleichmäßig fahrender Zug nicht als solcher wahrgenommen wird, wohl aber sein anfahren, abbremsen und kurven.

 

Der Nervus vestubolcochlearis (VIII) leitet Hör- und Lagereize an das Gehirn.

 

 

Kurioses: „Das Universitätsspital Zürich hat gesunden Versuchspersonen Bilder vorgelegt, die ein menschliches Profil zusammen mit dem Bild eines Baumes, einer Glocke oder einer Blume zeigen. Die Personen mussten durch Einzeichnen eines Pfeiles angeben, „wie Wahrnehmung funktioniert“: das Sehen eines Baumes, das Hören einer Glocke, das Riechen des Blumendufts. Während alle Probanden für Hören und Riechen den Pfeil vom Objekt zum Ohr respektive zur Nase zeigen ließen, richteten erstaunlich viele den Pfeil vom Auge zum erblickten Baum hin aus. Es ist die Okulomotorik, unsere Fähigkeit, die Augen auf ein Ziel hin auszurichten, welche uns die Illusion gibt, der Akt des Sehens sei grundsätzlich aktiver als die anderen Sinnesleistungen. Noch genährt wird diese Illusion durch die Möglichkeit, durch willkürlichen Augenschluss visuelle Informationen einfach auszuschalten.“ (Süddeutsche Zeitung 1.2014)

 

 

Zunge und Schmecken:

Die Zunge ist der komplizierteste und beweglichste Muskel des Menschen. Sie ist mit einem sehr hohen Tastempfinden ausgestattet. Säuglinge und Kleinkinder entdecken und erkennen ihre Welt vorrangig über Mund und Zunge (vgl. Homunkulus). Neben dem Schmecken von Speisen und deren Bewegung als Vorbereitung des Schluckens wird auch die Nahrung auf ihre Eigenschaften hin untersucht und überprüft.

 

Sinneszellen für verschiedene Geschmacksrichtungen sind auf der Zungenoberfläche angeordnet. Geschmacksporen nehmen hierzu einen chemischen Reiz auf und ordnen diesen einen Geschmack zu: süß, sauer, salzig, bitter und Umami (Geschmack wie Fleischbrühe).

 

·       Der japanische Geschmacksforscher Ikeda untersuchte zu Beginn des 20. Jahrhunderts eine Geschmacksqualität, die Spargel, Tomaten, Fleisch und reifem Käse gemein ist, die aber weder als salzig noch als süß, weder als bitter noch als sauer beschrieben werde konnte. Ikeda fand heraus, dass diese Geschmackskomponente durch Glutamat (Glutaminsäure; eine Aminosäure) beigesteuert wird. Glutamat ist Bestandteil vieler Nahrungsmittel sowie von Extrakten und Würzen.

 

·       Besonders hohe natürliche Glutamatkonzentrationen findet man in reifen Tomaten, Käse, Fleisch sowie in der Humanmilch. Der angenehme Geschmack Umami dient vermutlich der verbesserten Aufnahme von Proteinen. Mischwahrnehmungen machen das Geschmacksempfinden aus.

 

Die Reizschwelle für „bitter“ ist relativ niedrig, da verdorbene Speisen oft einen bitteren Nebengeschmack erhalten. Koffein, Nikotin und Strychnin sind ebenfalls bitter schmeckend.

 

Die rund 5000 Geschmacksknospen der Zunge werden innerhalb von 2 Wochen erneuert. In einer Geschmacksknospe sind ca. 50 bis 100 Sinneszellen gebündelt.

 

Der Geschmacksreiz wird hauptsächlich über den Nervus glossopharyngeus (IX) an das Gehirn weitergeleitet.

 

Die vier klassischen Geschmackszonen der Zunge gelten als überholt: Knospen für alle 5 Geschmäcker sind über die ganze Zunge verteilt.

 

Die Reizschwelle für „bitter“ ist relativ niedrig, da verdorbene Speisen oft einen bitteren Nebengeschmack erhalten. Koffein, Nikotin und Strychnin sind ebenfalls bitter schmeckend.

 

Die rund 5000 Geschmacksknospen der Zunge werden innerhalb von 2 Wochen erneuert. In einer Geschmacksknospe sind ca. 50 bis 100 Sinneszellen gebündelt.

 

Der Geschmacksreiz wird hauptsächlich über den Nervus glossopharyngeus (IX) an das Gehirn weitergeleitet.

 

 

Nase und Riechen

Die Nasenschleimhaut dient nicht nur der Erwärmung, Befeuchtung und Reinigung der Atemluft, sondern sie ist auch Sitz des Geruchsorgans.

 

Die Nase gliedert sich in 2 Abschnitte:

  • Äußere Nase mit Nasenwurzel, Nasenrücken, Nasenspitze und Nasenflügeln. Kräftiger Haarbewuchs im Bereich des Naseneingangs verhindert das Eindringen von größeren Partikeln in die Atemwege.
  • Innere Nase mit Nasenscheidewand, Nasenmuscheln, Riechepithel und indirekt auch Nebenhöhlen = Sinusoide (Sinus = Höhle).
    • Sinus paranasales = Nasennebenhöhlen
    • Sinus maxillaris = Kieferhöhle
    • Sinus frontalis = Stirnhöhle
    • Sinus ethmoidales = Siebbeinlabyrinth
    • Sinus sphenoidalis = Keilbeinhöhle

 

An der Riechschleimhaut (Regio olfactoria) im Bereich des Nasenrachendaches befindet sich das Riechepithel. Rund 30 Millionen Riechzellen werten auf einem Bereich von nur ca. 2 x 2,5 cm chemische Reize aus. Spüldrüsen (Becherzellen) reinigen anschließend das Epithel wieder mit Sekret, um so den Rezeptor für neue Eindrücke frei zu machen. Nach 1 bis 2 Monaten werden die Riechzellen erneuert.

 

Zwei speziell abgegrenzte Bereiche des Riechepithels nehmen nur Pheromone (Geruchsstoffe) wahr, welche bei der zwischenmenschlichen Kommunikation eine besondere Rolle spielen (z. B. Schweißgeruch des anderen Geschlechts).

 

Gerüche sind nur schwer klassifizierbar. Qualitäten wie blumig, minzartig, moschusartig, kampferartig, schweißig, faulig etc. lassen sich unterschieden. Für einige Duftnoten sind nur ganz geringe Substanzkonzentrationen erforderlich: Buttersäure, Schweiß, Fäzes. Diese Gerüche sind für die persönliche und familiäre Gesundheitskontrolle und Kommunikation offenbar von besonderer Wichtigkeit.

 

Die Reize der Rezeptoren des Riechepithels werden über den Nervus olfactorius (I) zum Riechhirn weiter geleitet.

 

Sinnesorgan Haut

Die Haut ist ein eigenständiges und sehr großes Sinnesorgan mit zahlreichen Wahrnehmungs­möglichkeiten. Bei der Oberflächensensibilität der Haut werden hierbei unterschieden:

 

  • Der Tastsinn
  • Der Temperatursinn
  • Das Schmerz­empfinden (der Schmerzsinn)

 

 

 

 

 

Freie Nervenendigungen jeweils entsprechender Sensoren sind in der Lage, verschiedene Eindrücke zu unterscheiden:

  • Berührungen  durch Meißner-Körperchen, wobei sehr schwache Eindrücke als Kitzeln wahrgenommen werden
  • Drücke von Nadelstichklein bis zu großen, flächenhaften Wahrnehmungen (Bekleidung)
  • Vibrationen durch Pacini-Körperchen
  • Warm- und Kaltempfinden durch Warm- und Kaltrezeptoren, wobei zwischen 310C und 360C eine neutrale Kalt-Warmempfindung stattfindet. Über 450C entsteht eine schmerzhafte Hitzeempfindung, unter 170C entsteht Kälteschmerz.

 

Die bedeutendsten und insbesondere ersten Wahrnehmungen eines kleinen Kindes zur Entdeckung der Welt und ihrer Eigenarten geht über die Sinnesorgane der Haut. So bald im Laufe der Entwicklung die anderen Sinnesorgane in den Vordergrund treten, erscheinen die Hautsinne weniger wichtig, nehmen aber weiterhin einen großen Teil der unterschwelligen Wahrnehmung ein.

 

Blinde bemühen sich wesentlich stärker, diese Wahrnehmungen auszuwerten als Sehende, die geneigt sind, fast ausschließlich dem Sehsinn zu vertrauen.