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Allgemeine Sinnesphysiologie

Allgemeine Sinnesphysiologie. Reiz  Rezeptoren  Sinnesorgan  ZNS Afferenz: peripheres NS (Rezeption)  ZNS (Verarbeitung, Antwort)  Efferenz: peripheres NS (Erfolgsorgan) innerviert Muskulatur. Eigenschaften von Rezeptoren. Selektive Reizaufnahme: „adäquater Reiz“

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Allgemeine Sinnesphysiologie

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Presentation Transcript

  1. Allgemeine Sinnesphysiologie • Reiz  Rezeptoren  Sinnesorgan  ZNS • Afferenz: peripheres NS (Rezeption)  ZNS (Verarbeitung, Antwort)  Efferenz: peripheres NS (Erfolgsorgan) innerviert Muskulatur

  2. Eigenschaften von Rezeptoren • Selektive Reizaufnahme: „adäquater Reiz“ • Reiz-Transduktion: Umsetzung des Reizes in ein Rezeptorpotential • Reiz-Transformation: Umsetzung des Rezeptorpotential in Aktionspotentiale (APs = elektrische Impulse) • Frequenzkodierung: Reizstärke ~ Rezeptorpotential ~ Anzahl APs

  3. Rezeptortypen • Mechanorezeptoren: Tast-, Gehör-, Schweresinn • Photorezeptoren: optischer Sinn • Chemorezeptoren: Geruchs- u. Geschmacksinn • Thermorezeptoren: Temperatursinn • Elektrorezeptoren: Elektrischer Sinn

  4. Primäre Sinneszellen: Rezeptor generiert Rezeptorpotential Aps entstehen in der selben Zelle (Riechrezeptoren, Sekundäre Sinneszellen: Rezeptor erzeugt Rezeptorpotential synaptische Übertragung  löst Aps in der der Nachbarzelle aus (Geschmacksrezeptoren, Cortisches Organ, Photorezeptoren) Weber-Fechner-Gesetz: (aus der Psychophysik) E = K log S (E... Empfindungsstärke, S= Stimulusstärke)

  5. Anatomie des Auges • Kugelförmig • Längsdurchmesser:2,4-2,5 cm • Querdurchmesser: 2,4 cm • Volumen: 6,5 cm3

  6. Cornea (Hornhaut) • äußere transparente Haut • bedeckt Iris und Linse • avaskuläres Gewebe (Ernährung erfolgt durch Tränenflüssigkeit) • größter Brechungsindex • Funktionen: • UV-Filter, Fokusierung des Lichts, Schutzschild

  7. Sclera (Lederhaut) • = „das Weiß“ des Auges • schließt an Cornea an, umschließt den Augapfel und umkleidet den Sehnverv (ausgehend vom ZNS) • undurchsichtig Funktion: • Unterstützt Augeninnendruck und den Zug der Muskeln •  hält dadurch die Form des Auges aufrecht

  8. Iris (Regenbogenhaut) & Pupille • Gefärbter Muskel • Iris bildet vor der Linse  eine Lochblende (Pupille) • Pupille ist rot (Komplementärfarbe zu rot) • Muskel reguliert Beleuchtungsintensität der Netzhaut • Irisfarbe: durch Pigmentierung • Eumelanin (braun-schwarz) • Phaemelanin (rot-gelb)

  9. Choroidea (Aderhaut) • 0,2 mm dick • Ist der Sclera innen aufgelagert • Enthält viele Blutgefäße • Funktion: Ernährung angrenzender Schichten (insbesondere der gefäßfreien Netzhaut)

  10. Retina (Netzhaut) • gewöhnlich 3-schichtig • oberhalb von Pigmentepithel (lichtabschirmend)  Sehzellen • inverses Auge – lichtabsorbierende Strukturen sind lichtabgewandt

  11. Erregungen durchlaufen bereits innerhalb der Retina eine aus 3 Zellen bestehende Neuronkette: Rezeptorzelle- bipolares Schaltneuron- ableitende Ganglionzelle • Amakrine und horizontale Zellen  für Querverbindungen • Konvergenz der Erregungsleitung beobachtbar Sie enthalten weniger Membranstapel

  12. Photorezeptoren (=Sehzellen)

  13. Stäbchen und Zapfen bestehen aus Außen- u. Innenglied • Erstere sind lichtabsorbierend • In Außenglieder: Scheibchen od. discs (durch Einstülpungen der Membran hervorgegangen) • Bei Stäbchen: Einstülpungen vollkommen von Membran gelöst (bei Zapfen nicht) • In der Membran der Scheibchen  Sehfarbstoff • Neue Scheibchen am proximalen Ende d. Außenglieds nachgebildet (bei Anura 30 / d)

  14. Farbensehen Zapfen sind weniger lichtempfindlich Warum ? enthalten weniger Membranstapel lichtempfindlicher Dämmerungssehen Hell-Dunkelsehen Zapfen und Stäbchen im Vergleich Unterscheidet sich das Verhältnis von Stäbchen zu Zapfen bei tagaktiven und nachtaktiven Tieren ???

  15. ...ein paar Fakten.... • In der Regel # Stäbchen > # Zapfen • Reine Stäbchenretina bei: Gymnophione, Tiefseefische, Fledermäuse, Geckos, Maulwurf, Maus: 3% Zapfen Ratte: 1% Zapfen Katze: 2 % Zapfen Mensch: 5 % Zapfen Reine Zapfenretina: Ringelnatter (Natrix natrix), Vögel, Schildkröten

  16. Verteilung der Sehzellen innerhalb der Retina • Mensch 126 Mio Photorezeptoren (120 Mio Stäbchen, 6 Mio Zapfen) • Im Zentrum (gelber Fleck= Ort des schärfsten Sehens) ausschließlich Zapfen • Netzhautperipherie: nur Stäbchen • Nachtblindheit (Retinis pigmentosa): Degeneration der Stäbchen

  17. Macula lutea & Blinder Fleck 0,5 mm 0,1 mm Blinder Fleck: ableitende Axone bilden den Sehnerv Gelber Fleck: Ort des schärfsten Sehens

  18. Entwicklung des Auges • Retina ist Teil vom ZNS • Entwickelt sich ausgehend vom Zentralrohr • An beiden Seiten des Neuralrohrs bilden sich optische Vesikel • Austülpung Augenbecher • In der 5. Schwangerschaftswoche sind die meisten grundlegenden Verbindungen der Retina aufgebaut ... ABB von augenmappe

  19. Hilfseinrichtungen des Auges • Augenlider • Tränenapparat • äußere Augenmuskeln (mgl. Abb ? )

  20. Akkommodation Anpassung des Auges an die Entfernung;

  21. Akkommodation bei versch. Tieren im Vgl.

  22. Phototransduktion Transduktionsprozess umfasst alle Vorgänge zw. Photonenabsorption durch das Sehpigment der Entstehung von Aktionspotentialen (elektrischen Signalen) Die für die Photonenabsorption notwendigen Sehpigmente sind in spezielen Strukturen den Photorezeptoren untergebracht

  23. Sehpigmente Sehpigment: Rhodopsin (178 von Kühne entdeckt) Es ist ein Chromoproteid Chromophor: 11-cis Retinal Glykoprotein: Opsin Pro Außensegment 2x109 Rhodopsindmoleküle

  24. Photostereoisometrisierung

  25. Abnahme des Dunkelstroms  G nimmt ab  Rezeptorpotential Aktionspotenial

  26. Metarhodopsin II:  Enzymkaskade  Abnahme des Dunkelstroms  G nimmt ab  Rezeptorpotential Aktionspotential  Wahrnehmung (visueller Kortex)

  27. Adaption Hell-Dunkel-Anpassung

  28. Pupillenreflex Input-Kontrolle: bei Säugern und Vögel

  29. Retinomotorik Bei niederen Vertebraten, Fischen, Amphibien, Reptilien und einigen Vögeln

  30. Die Mechanismen zur Adaption sind mannigfaltig.... Ein weiteres Beispiel: Änderung der Gleichgewichtslage zw. zerfallenden und intakten Sehfarbstoffen (Retinalisomerasereaktion) ...

  31. Sehbahn und visueller Kortex • Beginnt in der Netzhaut und endet in d. Sehrinde im Bereich des Hinterhauptlappens (Großhirn) • 4 hintereinandergeschaltete Neurone von denen die Zellkörper der ersten 3 in der Netzhaut liegen • Chiasma opticum • Synaptischer Kontakt zum 4. Neuron im Zwischenhirn

  32. Entwicklung des Auges • Retina ist Teil vom ZNS • Entwickelt sich ausgehend vom Zentralrohr • An beiden Seiten des Neuralrohrs bilden sich optische Vesikel • Austülpung Augenbecher • In der 5. Schwangerschaftswoche sind die meisten grundlegenden Verbindungen der Retina aufgebaut ... ABB von augenmappe

  33. Fehlsichtigkeit • Presbyobie • Angeborgene Fehler der Augapfelform: • Myopie (Kurzsichtigkeit) • Hyperopie (Weitsichtigkeit) • Astigmatismus • Glaukoma (grüner Star) • Grauer Star • Farbenblindheit

  34. Das Komplexauge • = Facettenaugen • Setzen sich aus sehr vielen Einzelaugen (Ommatidien) zusammen • Aufbau: dioptrischer Apparat und proximaler rezeptiver Teil • Dioptrischer Apparat: flache Cornealinse, Kristallkegel • Retinula: gebildet aus 8 verlängerten Sehzellen um einen axialen Stab (Rhabdomer)

  35. Literatur • A. Faller: Der Körper des Menschen -Einführung in Bau und Funktion. Thieme-Verlag 1999. • H. Penzlin: Lehrbuch der Tierphysiologie. Elsevier GmBH. Münechen, 2005.

  36. Danke für Ihre Aufmerksamkeit

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