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Kapitel 12
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  • 1. Kapitel 12Das somatosensorische System (Teil 1)- Somatosensorische Wahrnehmung umfasst das Ertasten von Dingen und dasEmpfinden von Schmerz und Kälte.- Es unterscheidet sich von anderen Sommessystemen in 2 Punkten: 1. Seine Rezeptoren sind über DEN GANZEN KÖRPER verteilt 2. Sinnessystem als eine Gruppe von 4 verschiedenen Sinnen zusammengefasst werden, die auch wieder Untergruppen haben: Tastsinn, Temperatursinn, Schmerzsinn und Propriozeption (also alle Körperwahrnehmungen außer Geschmacks-, Geruchs-, Seh-, Hör- und Gleichgewichtssinn)- Ein einzelner Reiz aktiviert viele Sinnesrezeptoren und ein einzelner Sinnesrezeptorkann so verschiedene Merkmale wie die Intensität, die Dauer, die Position undmanchmal auch die Richtung eines Reizes verarbeiten. Das ZNS interpretiert dieAktivität aller stimulierenden Rezeptoren und erzeugt so ein stimmigesWahrnehmungsbild.Tastsinn- 2 Hauttypen: Behaarte (Handrücken) und unbehaarte Haut (Handfläche)- Äußere Schicht der Haut (Epidermis), innere Schicht (Dermis)- Funktionen der Haut: Schutzfunktion verhindert Verdunstung vonKörperflüssigkeiten und vermittelt direkten Kontakt mit derAußenwelt- die meisten Rezeptorzellen sindMechanorezeptoren (überall im Körper) Abb. 12.1.: a. in behaarter und unbehaarter Haut (Dermis): 1. Vater-Pacini-Körperchen (größter Rezeptor) 2. Ruffini-Körperchen b. in unbehaarter Haut (Epidermis): 3. Meissner-Körperchen 4. Merkelzell-Rezeptoren- reagieren auf physische Verformungen- überwachen Hautkontakt, Blutdruck, Dehnungszustand der Verdauungsorgane,Druckeinwirkung auf die Zähne(- im Inneren befinden sich nichtmyelinisierte Endigungen der Nervenfasern – dieseAxonterminalen besitzen mechanosensitive Ionenkanäle, die auch mechanische Reizeansprechen)- Mechanorezeptoren sprechen auf verschiedene Reizarten an und unterscheiden sichin ihrere Empfindlichkeit und der Größe ihrer rezeptiven Felder Abb. 12.2. und12.3.: 1
  • 2. a. Empfindlichkeit: - schnell-adaptierende Rezeptoren (schnelle Reaktion auf Reiz und Entladungsrate nimmt schnell ab): Meissner- und Pacini-Körperchen - langsam-adaptierende Rezeptoren (lang andauernde Antwort auf lang anhaltenden Reiz): Merkelzell- und Ruffini-Körperchen b. Größe der rezeptiven Felder: - große: Vater-Pacini- Körperchen und Ruffini-Körperchen - kleine: Meissner-Körperchen und Merkelzell-Rezeptoren- Haare sind Teil des sensiblen Rezeptorsystems- Haarbildung geschieht in den Haarfollikeln, die durch freue Nervenfasern innerviertsind- Die Biegung des Haares verursacht eine Deformation des Follikels und derumliegenden Hautgewebe es kommt zur Dehnung, Verbiegung der Verflachungder naheliegenden Nervenendigungen, die daraufhin die Entladungsrate ihrerAktionspotenziale erhöhen. Die Mechanorezeptoren der Haarfollikel können langsamoder schnell adaptierend sein.- unterschiedliche Sinneswahrnehmungen höchste Empfindlichkeit Pacini-Körperchen (200-300 Hz), Meissner-Körperchen (50 Hz), Ruffini- und Meissner-KörpcherchenVibration und Pacini-Körperchen- Pacini-Körperchen: aus 20-70 Gewebsschichten (Perineural- und Schwannzellen)zusammengesetzt, in der Mitte ist die Axonterminale- mechanische Verformung mechanische Ernergie überträgt sich aufNervenendigung Deformation Öffnung mechanosensitive IonenkanäleIonenfluss erzeugt depolarisierendes Rezeptorpotenzial- Depolarisation stark Aktionspotenzial wird ausgelöst- Bei gleichbleibender Reizintensität keine Verformung der Axonterminale undsomit kein Rezeptorpotenzial- Nimmt Druck wieder ab Terminale wird erneut depolarisiert Aktionspotentialewerden generiert- die Kapsel mit den Gewebsschichten ist dafür verantwortlich, dass Pacini-Körperchen unempfindlich für niedfrequente Reize und TReize mit konstanter Druckstärke sind (Adaptationsrate würde durch das Entfernender Kapsel verlangsamt) 2
  • 3. Zweipunktdiskrimination (Fähigkeit, räumlicheng benachbarte Reize als getrennt wahrzunehmen)- Zweipunktdiskriminationstest ist eine Methode, dasräumliche Auflösungsvermögen zu bestimmen- Hohe Variation im ganzen Körper- Fingerkuppen (nicht Ellenbogen) haben die höchsteAuflösung, da 1. Höhere Dichte an Mechanorezeptoren 2. Viele Rezeptortypen mit kleinen rezeptiven Feldern 3. Mehrere Gehirngewebe sind für die Verarbeitung der Sinnesinformationenzugeteilt 4. Es könnte spezielle neuronale Mechanismen geben, die mit den hochauflösenden Diskriminationsleistungen in Zusammenhang stehenPrimär afferente Nervenfasern- primär afferente Nervenfasern:Nervenfasern, die die von ihren sensorischenEndigungen aufgenommenen Informationenzum Rückenmark oder Hirnstamm (ZNS)weiterleiten. Diese Axone treten durchdie Hinterwurzel ins Rückenmark ein.Ihre Zellkörper liegen im Spinalganglion Abb. 12.8.- Größenunterschiede: der Durchmesser einesAxons korreliert mit seinerLeistungsgeschwindigkeit und mit demSinnesrezeptortyp 12.9. - Axone der Haut: Aα, Aβ, Aδ, C - Axone der Muskeln/Sehnen: I, II, III, IV- Leistungsgeschwindigkeit einesAktionspotenzials ist vom Durchmesser des Axonsund seiner Myelinisierung abhängig: - C-Fasern sind die kleinsten und langsamsten (0,5-2 m/s) Axone und besitzen keine Myelinschicht. Sie sind für die Vermittlung von Schmerz- und Temperaturwahrnehmungen zuständig - Aβ sind relativ große und schnelle (75 m/s) Axone, die für die Vermittlung von Berührungsreize (über Mechanorezeptoren der Haut) zuständig sindDas Rückenmark- die meisten 3
  • 4. peripheren Nervenkommunizieren überdas Rückenmark mitdem ZNS.- Es werden 31Rückenmarkssegmentein vier Gruppen unter-teilt 1. Cervikalsegmente (C 1-8) im Halsbereich 2. Thorakalsegmente (T 1-12) im Brustbereich) 3. Lumbalsegmente (L 1-5) im Lendenbereich 4. Sakralsegmente (S 1-5) im Kreuzbereich- Dermatom bezeichnet eine Region auf der Haut, die durch die Hinterwurzel einesRückenmarksegments innerviert wird. - es gibt eine Eins-zu-Eins-Übereinstimmung zwischen Dermatomen und Rückenmarkssegmenten - benachbarte Dermatomen sind nicht scharf voneinander getrennt, sondern überlappen sich. So verliert beim Durchtrennen einer Hinterwurzel das Dermatom nicht alle Sinneswahrnehmungen, da die benachbarten, überlappenden Hautbereiche innervieren. - Der erste Spinalnerv (C 1) hat kein Dermatom.Sensorische Organisation des Rückenmarks- Neuronen, die sensorischen Input vonden primären Afferenzen erhalten, werdenals sensorische Neuronen zweiter Ordnungbezeichnet. Die meisten dieser Neuronensind in den Hinterhirnregionen desRückenmarks lokalisiert- die großen, myelinisierten Aβ-Axone,die Infos über Berührungsreize auf derHaut weiterleiten, treten in dasHinterhorn ein und verzweigen sich dort.Der eine Zweig wird im Hinterhorn überSynapsen auf sensorische Neuronen zweiter Ordnung umgeschaltet (für Reflexeverantwortlich) und der zweite zieht direkt hinauf zum Gehirn (Empfindung vonHautreizen)Exkurs 12.1 Herpes, Gürtelrose und Dermatome- Herpes-zoster-Virus Windpocken (klingt nach 1 Woche wieder ab- ABER Virus bleibt danach noch latent in den primär sensorischen Nervenzellenerhalten- in einigen Fällen kommt es nach Jahren zu einer Reaktivierung des VirusGürtelrose reaktivierte Virus steigert die Erregbarkeit der sensorischen Neuronen,indem es den Schwellenwert für die Aktivierung der Sinnesrezeptoren stark herabsetztoder es zu spontanen Entladungen der infizierten Nervenzellen kommt Schmerz 4
  • 5. - findet häufig nur in den Neuronen eines einzelnen Spinalganglions statt nur dieHautbereiche betroffen, die von den dazugehörige Nervenfasern innerviert werden- es können alle Dermatome betroffen sein, häufig jedoch Brust- und Gesichtsbereich- Gürtelrose half bei der Kartierung von DermatomenDie Hinterstrangbahn- Hinterstrangbahn ist die für das Berührungsinformation zuständige Leitsystem- Der zum Hirn aufsteigende Ast der großen Aβ-Axone tritt in den ipsilateralen (aufder gleichen Körperseite) Hinterstrang des Rückenmarks ein.- Die Hinterstrangbahnen (primäre sensorische Nervenfasern und Axone zweiterOrdnung) leiten Informationen über taktile (Tasten) Empfindungen zum Gehirnweiter. Axone der Hinterstrangbahn enden in den Hinterstrangkernen (zweischenRückenmark und Medulla)- Berührungsinformationen werden ipsilateral repräsentiert. Die von den Zellen derHinterstrangkerne ausgehenden Axone krümmen sich jedoch in Richtung derventralen und medialen Medulla und kreuzen dort auf die andere Seite. Von diesemPunkt werden im somato-sensorischen System einer Hirnseite Infos überSinnesempfindungen von der jeweils anderen Körperseite verarbeitet.- Axone aus den Hinterstrangkernen steigen in einem Strang, dem Lemniscusmedialis, aufwärts. Dieser zieht durch die Medulla, Pons und Mittelhirn aufwärts undseine Axone werden im Thalamus synaptisch auf Neuronen des Nucleus ventralisposterior (VP-Kern) verschaltet.- Danach ziehen die Axone zu spezifischen Regionen des primärensomatosensorischen Cortex (S1) Abb. 12.14.- Sowohl in den Hinterstrangkernen als auch in den Kernen des Thalamus findet einebetächtliche Umwandlung der transportierten Informationen statt – bei jeder Passagedurch eine Synapsengruppe, also bei jeder Verschaltung von einem Neuron auf dasnächste.Exkurs 12.2 Laterale Hemmung- Kontrastverstärkung: ein Vorgang bzw. eine Transformation, die die Verstärkungvon Aktivitätsunterschieden benachbarter Neuronen bewirkt. Sie ist ein generellesMerkmal der Verarbeitung von Sinnesinformationen in sensorischen Bahneneinschließlich dem somatosensorischen System.- Ein Mechanismus ist die laterale Hemmung, bei der benachbarte Zellen sichgegenseitig hemmenDie trigeminale Bahn- Die somatosensorischen Empfindungen der Gesichtsregion werden über dieTrigeminusnerven vermittelt, die am Pons in das Gehirn eintreten- 2 Tregeminusnerven (einen auf jeder Körperseite), teilen sich in 3 periphereNervenstränge auf, die das Gesicht, den Mund- und Zungenbereich und die Duramater (harte Hinrhaut) innervieren.- weiter werden Empfindungen von den Ohren, Nasen- und Rachenregion über denNervus facialis (VII), den nervus glossopharyngeus (IX) und den nervus vagus (X)vermittelt.- die dicken sensorischen Axone des Trigeminusnervs übermitteln taktile Infos vonden Mechanorezeptoren in der Haut. Eine synaptische Verschaltung auf Neuronen 5
  • 6. zweiter Ordnung findet nur im ipsilateralen Trigeminushauptkern statt. Die von jenemausgehende Fasern kreuzen auf die andere Seite und projiezieren in die mediale VP-Kern-Region des Tahlamus. Von dort wird die Information zum somatosensorischenCortex weitergeleitet.Somatosensorischer Cortex- Verarbeitung von somatosensorischer Infos:In der Großhirnrinde, im Parietallappen Areal 3b ist der primär somatosensorischerCortex (S1) – dieser liegt auf dem Gyrus postcentralis Areale 3a, 1 und 2 auf dem Gyrus postcentralisund Areale 5 und 7 auf dem posterioren Parietal-cortex sind auch an der Infoverarbeitung beteiligt.- 3b bildet den primären somatosensorischenCortex, weil 1. viele Afferenzen vom VP-Kern des Thalamus empfängt 2. Ihre Neuronen auf somatosensorische Reize ansprechen 3. Läsionen in diesem Bereich die somato- sensorische Wahrnehmung beeinträchtigen 4. Eime elektrische Stimulation dieser Region somatosensorische Wahrnehmung hervorrufen kann.- Area 3a hat die Funktion ist die Wahrnehmung derKörperhaltung (Infos von vestibulärem System)- Areae 1 und 2 haben Eingänge von Area 3b:Projektion von 3b zu Area 1: Infos über strukturelle Beschaffenheit des Reizes(Textur)Projektion von 3b zu Area 2: Infos über Größe und Gestalt des ReizesKleine Läsionen bewirken Ausfälle im Unterscheidungsvermögen von Textur, Größeund Gestalt- somatosensorischer Cortex besitzt eine geschichtete Struktur Abb. 12.17die vom Thalamus an S1 weitergeleitete Signale münden in Schicht IV (vgl.auditorischer und visueller Cortex). Die Neuronen dieser Schicht projiezieren dann zuden Zellen anderer Schichten.S1 Neuronen sind in vertikalen Kolumnen organisiert – jedes Fingerglied wurd durchei benachbartes Cortexareal repräsentiert. Innerhalb dieser Repräsentationsbereicheliegen alternierende Säulen von Zellen, die schnelladaptierende oder langsamadaptierende sensorischeAntworten zeigen.Cortikale Somatotopie- Somatotopie ist diegeordnete Abbildung von Ortenauf der Körper-oberfläche aufbestimmte Hirnstrukturen- somatotope Karten(Homunculus) werden durch elektrische Stimulation oder 6
  • 7. durch Ableiteverfahren (Aktivität eines einzelnen Neurons ableiten und die Lage desrezeptiven Feldes auf der Körperoberfläche be-stimmen) nachgewiesen. Diese Kartenähneln einem kopfüber hängenden Trapezkünstler(s.rechts – Querschnitt durch Gyrus postcentralis Neuronen der Abschnittesprechen am besten auf Reizung verschiedener Körperbereiche an)- Zwei Auffälligkeiten bei somatotopen Karten: 1. Abbildung ist nicht immer kontinuierlich, sondern kann unterbrochen sein (vgl. Hand-, Gesichts- und Kopfbereich) 2. Karte ist im Vergleich zum menschlichen Körper nicht maß- stabsgetreu (Mund, Finger und Zunge sind riesig; Arme und Beine winzig Größe korreliert mit Dichte der sensorischen Eingänge, der Wichtigkeit der erhaltenden sensorischen Signale (Finger vs. Ellenbogen) (Mund – Sprache, Berührungs- und Geschmacksempfindung als Überlebensmechanismus) und der Häufigkeit, mit der das Areal genutzt wird)- Bedeutung eines Körperteils kann bei bei verschiedenen Spezies stark variierenNagetiere: Vibrissen (Tasthaare) vereinnahmen einen großen Bereich von S1Die in den einzelnen Vibrissenfollikeln erzeugten sensorischen Signale werden andeine genau definierte Gruppe von S1-Neuronen geleitet, die als Barrel (Fass)bezeichnet wird. Somatotope Abbildung: 5 Reihen der cortikalen Barrels entsprechengenau den in 5 Reihen angeordneten Vibrissen. Abb. 12.20- in der Großhirnrinde ist die Somatotopie nicht nur auf eine einzelne Kartebeschränkt, sondern es gibt mehrere verschiedene Abbildungen des KörpersPlastizität cortikaler Karten- Was passiert mit somatotopen Karten, wennInput ausbleibt (Amputation des 3. Fingers)? mit der Zeit findet eine Reorganisation desCortex statt, sodass es zu einer Größenzu-nahme der Repräsentationsareale der Finger 2 und 4 kommt.- Was passiert, wenn die von einem Finger ausgehendeInputaktivität erhöht wird (Stimulation von Finger 3und 4)? es kommt ebenfalls zu einer Ausweitung dercortikalen Repräsentationsareale von 3 und 4- Das heißt: cortikale Karten sind dynamisch undwerden in Abhängigkeit von der jeweiligen Menge ansensorischer Erfahrungen angeglichen. Diese Art vonPlastizität kommt häufig im Gehirn vor.- „Phantomglieder“ – häufig auftretendes Phänomen beiAmputierten: Wahrnehmung von Sinnesempfindungen indem amputierten Körperglied, wenn andere Teile ihresKörpers berührt werden (z.B. Wahrnehmung imPhantomarm, wenn das Gesicht stimuliert wird) dieursprünglich für das Glied zuständigen cortikalenRegionenwerden nun durch Stimulation des Gesichts aktiviert. Verwirrung darüber, wie die von S1 ausgehendenSignale interpretiert werden sollen.- Bei Musikern: z.B. Streichern sind die für die Finger 7
  • 8. der linken Hand zuständigen Cortexregionen stark vergrößertExkurs 12.3. Wenn Gehirnkarten kollidieren- Pseudobulbärparalyse: innerhalb weniger Minuten abwechselnd in Gelächter oder inTränen ausbrechen- Phantomglied: Amutation des linken Arms. Berührung der linken WangeEmpfindung von Berührung an Phantomhand komplette Abbildung der Hand imunteren Gesichtsbereich des Patienten- Synästhesie: Person nimmt einzelne Zahlen immer in Verbindung mit einerbestimmten Farbe wahr.Der posteriore Parietalcortex- Die Trennung von Informationen verschiedener Art ist eine allgemeine Regel beisensorischen Wahrnehmungssystemen. Das Verschmelzen dieser verschiedenenSinneseindrücke ist notwendig für die Entstehung eines vollständigen mentalen Bildeseines Objektes.- Die Neuronen des posterioren Parietalcortex besitzen große rezeptive Felder. Es istnicht nur für die somatosensorische Wahrnehmung, sondern auch für die visuelle undfür die Planung von Bewegungen von Bedeutung.- der posteriore Parietalcortex ist für die Wahrnehmung und Interpretation räumlicherZusammenhänge, für ein präzises Körperschema und für das Erlernen von Tätigkeitenzuständig.- Schädigungen in den Arealen des posterioren Parietalcortex 1. Agnosie Unfähigkeit, Objekte zu erkennen Astereognosie einfache Objekte werden durch Tasten nicht erkannt (beschränkt auf die kontralateral zu Schädigung liegende Seite) 2. Neclect-Syndrom ein Teil des Körpers oder ein Teil der Welt wird vernachlässigt oder unterdrückt und seine Existenz bestritten (Schädigung der rechten Hemisphäre) 8
  • 9. Kapitel 12/ 2. Teil: Das somatosensorische SystemSchmerzNozizeptoren nocere = „schaden“ Nervenendungen Signalisieren dem Körper drohende/eingetretene Verletzung des KörpergewebesUnterscheide: Nozizeption und Schmerz! Schmerz: unangenehmes Gefühlserlebnis, vor oder nach Gewebeschädigung Nozizeption: sensorischer Prozess o Stellt die Signale bereit um Schmerz auszulösenKognitive Qualität des Schmerzes wird vom Gehirn beeinflusstNozizeptoren und die Transduktion schmerzhafter ReizeGewebeschädigungen durch: Mechanische Reize Extreme Temperaturen Sauerstoffmangel ChemikalienEXKURS Das Elend eines Lebens ohne SchmerzenSchmerz ist lebenswichtig Argumente dafür liefern Menschen die von Geburt an keinenSchmerz empfindenSterben häufig frühBsp: Frau aus Kanada, verspürte keinen Schmerz, litt unter Degeneration der GelenkeInfektion TodNozizeption: verhindert Wundliegen/Verspannungen während Schlafen sorgt dafür dassman sich genügend dreht und wendetUrsachen für Defizit: Entwicklungsstörung der peripheren Nozizeptoren Störungen bei synaptischen Weiterleitung in den schmerzvermittelnden Übertragungsprozessen des ZNSWahrnehmung von Wärme und siedender Hitze wird durch verschiedene neuronaleMechanismen vermitteltMuskelkater:Muskelfaserrisse führen zu einer lokalen Entzündung Schwellung Erregung derNozizeptoren DehungsschmerzMastzellen: In der Haut und Bindegewebe Bestandteil des Immunsystems
  • 10. Bienenstich:Mastzellen kommen mit fremder Substanz in Berührung schütten Histamin aus bewirktDepolarisation der MembranUnd erhöhte Durchlässigkeit der Blutgefäße Schwellung/Rötung Salben die Hemmung der Histaminrezeptoren bewirken:Antihistaminika Typen von NozizeptorenÜberbegriff: Polymodale Nozizeptoren reagieren auf mechanische, chemische und thermische Reize mechanische Nozizeptoren: reagieren besonders auf starken Druck chemische Nozizeptoren: reagieren besonders auf Histamin und andere Stoffe thermische Nozizeptoren: reagieren besonders auf extreme Hitze/KälteNozizeptoren befinden sich in Haut, Knochen, Muskeln, inneren Organen, Blutgefäßen, HerzNICHT im Gehirn! Ausnahme: Hirnhaut! HyperalgesieHerabsetzung der Reizschwelle für die Schmerzempfindung Haut/Gelenke/Muskeln die schon einmal verletzt waren sind danach überempfindlich Primäre Hyperalgesie:Lokal begrenzt, innerhalb der geschädigten Geweberegion Sekundäre Hyperalgesie:Die umliegenden Gewebe erhöhen dadurch EmpfindlichkeitEXKURS: Scharf und würzigCapsaicin in Chilischoten Aktiviert die thermischen Nozizeptoren Verspüren von SchärfeDavid Julius:Capsaicin aktiviert TRPV-Kanal (wird auch durch Erhöhung von Temperatur aktiviert) Eintritt von Ca2+ und Na+ --> Neuron feuertTRPV-Kanal bei Vögeln nicht vorhanden Sie können die schärfsten Chilischoten ohne Probleme verzehrenAnwendung:Capsaicin in großen Mengen verursacht Analgesie (Ausbleiben von Schmerzen)Bei Gürtelrose, Arthritis, Brustamputationen
  • 11. Sensibilisierende Chemikalien: Bradykinin: depolarisiert direkt Nozizeptoren Postalglandine: o entstehen durch enzymatischen Abbau von Lipidmembranen o Bewirken keinen direkten Schmerz aber Zunahme an Sensibilität der Nozizeptoren Substanz P: o wird von Nozizeptoren selbst synthetisiert o Bewirkt eine Vasodilatation (Erweiterung der Blutgefäße) und Freisetzung von HistaminPrimäre Afferenzen und spinale Mechanismen Erster Schmerz: o schnell, stechend o Über schnelle Aδ-Fasern Zweiter Schmerz: o länger, dumpf o Über langsame C-FasernVerbindungen nozizeptiver Axone im Rückenmark:Zellkörper liegen in Spinalganglien Treten in Hinterhorn des Rückenmarks ein Faserngehen durch Lissauer Zone Enden in der Substanzia gelatinosa Glutamat ist der Neurotransmitter der schmerzleitenden AfferenzenÜbertragener SchmerzEs wird Schmerz in viszeralen Organen so wahrgenommen als käme er von der HautBsp: Angina pectoris –> Herz erhält nicht genügend Sauerstoff: Schmerz wird an der oberenBrustwand, linken Arm wahrgenommenBlinddarm: Schmerz wird im Bereich des Bauchnabels empfundenAufsteigende SchmerzbahnenÜbertragungswege von Schmerzreizen und Berührungsreizen unterscheiden sich in: Art der Nervenendungen in der Haut o Berührung: spezialisierte Strukturen o Schmerz: freie Nervenendungen Durchmesser der Axone o Berührung: Aβ-Fasern, dick, schnell leitend o Schmerz: Aδ-Fasern und C-Fasern, dünn, langsam leitend Verschaltungen im Rückenmark o Berührung: Aβ-Axone enden im tiefen Hinterhorn o Schmerz: Aδ und C Fasern verzweigen sich durch Lissauer Zone enden in der Substantia gelatinosa
  • 12. Die spinothalamische Bahn Leitet Informationen über Schmerz und Temperatur vom Rückenmark zum Gehirn Sofortige Kreuzung der AxoneSpinothalamische Fasern ziehen das Rückenmark hinauf weiter durch Medulla Pons Mittelhirn ThalamusGrafikBeachte: Berührungsinformationen werden ipsilateral (auf der selben Körperhälfte gelegen) weitergegeben Schmerz-/Temperaturinfos kontralateral (auf der entgegengesetzten gelegen) Brown-Séquard-Syndrom:bei halbseitiger Schädigung des RückenmarksDa das Rückenmark sowohl aus absteigenden motorischen als auch aus aufsteigendensensiblen Nervenbahnen besteht, die teilweise auf die jeweils andere Seite des Markswechseln (kreuzen), resultiert bei lediglich halbseitiger Läsion des Rückenmarks imGegensatz zur totalen Querschnittlähmung ein scheinbar diffuses Krankheitsbild:während es auf der Körperhälfte, auf deren Seite die Läsion im Rückenmark liegt(ipsilateral), zu einer Lähmung der Willkürmuskulatur und einer Beeinträchtigung derSensibilität kommt, treten auf der anderen Seite (kontralateral) Störungen der Temperatur-und Schmerzwahrnehmung auf. Trigeminale SchmerzbahnLeitet Schmerz. Und Temperaturinfos vom Gesicht oder Kopf zum ThalamusÜber Trigeminusnerv Trigeminuskern trigeminalen Lemniscus Thalamus Thalamus und Cortex Berührungs- und Schmerzwahrnehmungssysteme bleiben dort getrennt Belegen separate Regionen Von hier aus wird Schmerz und Temperaturinfos in Großhirnrinde geleitetRegulation der SchmerzempfindungSchmerzempfinden variiert Afferente KontrolleMechanismus: Schmerz kann durch Aktivität der Nozizeptoren auch reduziert werden! ES ist angenehm wenn man über gerade geprelltes Schienbein reibt Elektrische Behandlung von chronischen Schmerzen o Impulsdrähte werden an der Hautoberfläche befestigt
  • 13. 1960: Melzack und WallGate-Control Theorie des SchmerzesNeuronen des Hinterhorns werden sowohl durch Axone großen Durchmessers als auchdurch nichtmyelinisierte nozizeptive Axone angeregtABERNeuron wird auch gehemmt durch ein Interneuron nozizeptiven Signale werdenunterdrückt Top-Down KontrolleStarke Emotionen, Stress, stoische Entschlossenheit starke Unterdrückung desSchmerzempfinden Folteropfer die bei Folter keine Schmerzen spürenGehirnregionen die mit Schmerzunterdrückung in Verbindung stehen:Periaquäduktale Grau (PAG) im Mittelhirn Elektrische Stimulation des PAG AnalgesiePAG-Neuronen senden Axone entlang der Mediallinie der Medulla zu Raphekernehinunter zum Hinterhorn des Rückenmarks dort bewirken sie Hemmung der nozizeotivenNeuronen Endogene Opiodide Binden an Opioidrezeptoren im Gehirn Gehirn produziert selbst morphinartige Substanzen ENDORPHINE Opioide bewirken Analgesie: geringe Mengen injeziert in PAG, Raphekerne oder Hinterhorn Naloxon: Opioidrezeptor-BlockerEXKURS: Schmerz und der Placeboeffekt Klinische Studien zum PlaceboeffektHaben sich die Menschen den Schmerz nur eingebildet? NEIN!Allein der Glaube an die Wirkung reicht aus um die endogenen Schmerzlinderungsprozesseim Gehirn zu aktivierenNaxolon kann den analgetischen Effekt des Placebos unterdrücken Akupunktur, Hypnose, liebkosender Kuss der MutterTemperaturThermorezeptoren: besonders temperaturempfindlichWärme- und Kältewahrnehmung ist örtlich getrennt verschiedene RezeptortypenMinze/Menthol bewirkt eine Kälteempfindung
  • 14. stimuliert den TRPM8-Rezeptorsechs unterschiedliche Arten von TRP-Kanälen: Grafik siehe S. 465ZNS weiß nicht, welche Art von Reiz den Rezeptor zum Feuern angeregt hat, aberinterpretiert alle Aktivitäten eines KALTrezeptors als Antwort auf KÄLTEreize und umgekehrtmit Warmrezeptoren Es gibt Kaltrezeptoren die zusätzlich TRPV1 entleeren, wenn Wärmereiz auf solche Kaltrezeptoren trifft kann es paradoxerweise zu einem Kältegefühl kommenAdaption von ThermorezeptorenPlötzlicher Abfall der Körpertemperatur:Kaltrezeptor feuert stark, Warmrezeptor verstummt Kaltrezeptor adaptiert nach ein paar Sekunden und verringert die Entladungsrate Warmrezeptor erhöht leicht Entladungsrate nach ein paar SekundenRückkehr zur warmen Körpertemperatur:Warmrezeptor feuert stark, Kaltrezeptor verstummtDie Temperaturbahn Gleicht den schmerzleitenden Bahnen Kaltrezeptoren sind Endungen von Aδ- UND C-Fasern Warmrezeptoren: nur Endungen von C-FasernEinseitige Durchtrennung führt zu Verlust der Temperatursensibilität auf dergegenüberliegenden Körperseite