Referat Bioreferat : Sinnesorgane - Die Haut, Der Tastsinn, Der Tast- und Geschmackssinn, Der Hörvorgang

Bioreferat : Sinnesorgane

Allgemeintext

Ständig wirkt die Umwelt durch Reize wie Druck, Temperatur, Geruchs- und Geschmacksstoffe, Licht und Schall auf uns ein. Diese Reize werden von entsprechenden Sinnesorganen aufgenommen (Reizaufnahme) und über Nervenfasern als elektrische Impulse zu einzelnen Gehirnabschnitten geleitet (Reizleitung). Erst hier rufen sie bestimmte Eindrücke oder Empfindungen hervor, die unwillkürlich oder willkürlich beantwortet werden können (Reizbeantwortung): Auf diese Weise erfassen und erkennen wir unsere Umwelt. Auch Vorgänge im Körper nehmen unsere Sinne wahr. Im allgemeinen reagieren die Sinneszellen der einzelnen Sinnesorgane nur auf bestimmte Reize, so daß folgende Sinne unterschieden werden: Chemische Sinne (Geruchs-, Geschmackssinn), mechanische Sinne (Tastsinn, Muskelsinn, Lage- und Bewegungssinn, Gehörsinn), Temperatur- und Lichtsinn.

Die Haut

Die menschliche Haut besteht aus drei Hautschichten: Oberhaut, Lederhaut und Hinterhaut. Man unterscheidet außerdem zwischen Leistenhaut und Felderhaut :

In den Papillen der Lederhaut liegen viele kleine Tastkörperchen, die von einer Hülle umgeben sind und aus mehreren übereinandergeschichteten Zellen bestehen. Zwischen diesen verlaufen Nervenendigungen. Bei der geringsten Berührung werden sie erregt und vermitteln uns Tastempfindungen. In der Haut der Fußsohlen, Handflächen, Lippen und Zungenspitze liegen die Tastkörperchen dichter als in den übrigen Körperteilen. Besonders zahlreich sind sie in den Fingerspitzen. Hier kann man bis zu 200/cm² nachweisen. Auf stärkere Druckreize reagieren die bis zu 4 mm großen Lamellenkörperchen des Unterhautgewebes. Sie rufen Druckempfindungen hervor. Freie Nervenendigungen bilden in der Haut flächenhafte Nervennetze, die von verschiedenen Reizen wie Druck, Hitze, Kälte, chemische Stoffe erregt werden und Schmerzempfindungen verursachen können. Temperaturunterschiede und -änderungen werden von Kälte- und Wärmekörperchen wahrgenommen, die von Nervenendigungen durchgezogen sind. Sie liegen vor allem am Ellenbogen, an Lippen und Augenlidern. In Muskeln und Sehnen befinden sich bis zu 3mm lange spindelförmige Gebilde, die auf Lageänderung der Glieder der Glieder reagieren.

Der Tastsinn

Der Mensch hat eine Reizschwelle für Berührungen. Über dieser Schwelle wird alles, darunter nichts wahrgenommen ("Alles oder Nichts"-Gesetz). Für das Wahrnehmen von schwachen mechanischen Reizen sind die Tastkörperchen zuständig, für Druck die Tastscheiben, für Vibrationen die Lamellenkörperchen und für Schmerz freie Nervenendigungen.

Der Tast- und Geschmackssinn

Gasförmige Stoffe können Geruchsempfindungen hervorrufen, flüssige oder in Flüssigkeit gelöste Stoffe Geschmacksempfindungen. Dabei üben die Moleküle dieser Substanzen einen Reiz auf die Sinneszellen von Mund- bzw. Nasenhöhle aus. Geruchs und Geschmackssinn werden daher als chemische Sinne bezeichnet. Sie kontrollieren vor allem die einzuatmende Luft und die aufzunehmende Nahrung. Beim Menschen ist nur etwa 600 mm² große Riechschleimhaut der Nase geruchsempfindlich. Sie liegt im Nasendach jeder Nasenhöhle und besteht aus Stütz- und Riechzellen. Die Endigungen der Riechzellen, die Riechkolben, tragen feine Härchen. Diese nehmen tausend Geruchsqualitäten, die man den Gerüchen würzig (Pfeffer), blumig (Jasmin), fruchtig (Apfeläther), harzig (Räucherharz), faulig (Schwefelwasserstoff) und brenzlig (Teer) zuordnet. Die meisten Riechstoffe rufen Mischempfindungen hervor. Sie werden wahrscheinlich durch die räumliche Struktur der Moleküle bedingt.

Das Hauptorgan für Geschmacksempfindungen ist die Zunge. Ihre Oberfläche wird von vielen fadenförmigen, zahlreichen Papillen bedeckt. Während die fadenförmige Papillen nur auf mechanische und thermische Reize ansprechen, besitzen alle übrigen Geschmacksknospen. Diese enthalten Sinneszellen mit stiftchenförmigen Fortsätzen. Sie nehmen die Geschmacksreize auf. Im wesentlichen unterscheiden wir die Geschmacksqualitäten süß, sauer, bitter und salzig. Es lassen sich auf der Zunge also nur vier Geschmacksfelder feststellen. Beim Kauen werden durch den Speichel Bestandteile der Nahrung aufgelöst und die Sinneszellen der Zungenhaut werden durch diese Stoffe gereizt und melden die Information über den Geschmacksstoff an das Gehirn, welches die Informationen auswertet. Es treten allerdings einige Moleküle der Nahrungsstoffe in die Atemluft über und gelangen an die Nasenschleimhaut. Die Kombination von Geschmacksreiz und Geruchsreiz wird dann vom Gehirn als ganzes registriert. Der Geschmack einer Substanz wird aber nicht nur durch Geschmacksreize bewirkst sondern auch durch das Zusammenspiel der unterschiedlichsten Sinnesempfindungen wie Geruch, Berührung, Druck, Temperatur und Schmerz.

Das Ohr

Das Ohr ist das Hör- und Gleichgewichtsorgan des Menschen. Im Ohr liegen auf engstem Raum drei Sinnesorgane. Sie reagieren auf Schall sowie auf Lage und Bewegung des Körpers.

Der größte Teil des äußeren Ohres ist die Ohrmuschel, die so gebaut ist, daß sie die Schallwellen in den Gehörgang leitet. Am Ende des Gehörganges befindet sich das Trommelfell. Die Gehörknöchelchen im Mittelohr scheinen durch das Trommelfell hindurch. Dieses ist ein straffgespanntes Häutchen (Membran) von ca. 1 cm Durchmesser und 0,1 mm dick. Es vibriert beim Auftreffen von Schalwellen. Damit das Trommelfell frei schwingen und somit einwandfrei funktioniert kann, muß der Druck auf beiden Seiten des Trommelfells gleich sein. Der Druckausgleich zwischen dem Mittelohr und der Außenwelt findet über die sogenannte eustachische Röhre statt. Das Trommelfell verschließt also den Gehörgang zum Mittelohr. Das Mittelohr oder die Paukenhöhle stellt ein etwa ein 5 mm breiten Spalt dar, der durch die Ohrtrompete oder Eustachische Röhre mit dem Nasenrachenraum in Verbindung steht. Die drei winzigen Gehörknöchelchen, sie heißen Maleus (Hammer), Incus (Amboß) und Stapes (Steigbügel), verbinden das Trommelfell mit dem ovalem Fenster der Hörschnecke, daß zum Innenohr führt.

Das Innenohr besteht im wesentlichen aus den Bogengängen, dem achtem Hirnnerven und der Cochlea (Hörschnecke). Die Cochlea dient dem Gehör, während die Bogengänge für den Gleichgewichtssinn notwendig sind. Die Cochlea ist ein kleines, spiralförmiges Gebilde. Sie enthält Flüssigkeit. Die Basis des Steigbügels füllt das ovale Fenster aus. Es dient als Eingang zum Innenohr. Dieses liegt im knöchernen Felsenbein. Es stellt ein System kleiner Hohlräume dar, die wegen ihrer komplizierten Anordnung Labyrinth genannt werden. In dem mit Flüssigkeit gefüllten knöchernen Labyrinth liegt ein formgleiches häutiges Labyrinth. Es besteht aus Säckchen und Schläuchen, die mit einander verbunden sind und gleichfalls eine lymphartige Flüssigkeit enthalten. Der Vorhof des knöchernen Labyrinths führt zur Cochlea. Sie wird von der häutigen Cochlea in einen oberen und einen Gang getrennt, die am Ende durch das Schneckenloch verbunden sind. Das eigentliche Gehörsinnesorgan, das Cortische Organ, liegt in der etwa 33,5 mm langen, häutigen Cochlea. Ihre Unterseite wird von einer Grundmembran gebildet, auf der zwischen Stützzellen ca. 16 000 bis 23 000 Sinneszellen, die Hörzellen, angeordnet sind. Aus jeder Hörzelle ragen etwa 40 starre Sinneshärchen. Über ihnen liegt eine Deckmembran.

Der Hörvorgang

Der Hörvorgang verläuft in folgender Weise:

Schallwellen der Luft gelangen in den Gehörgang, versetzen das Trommelfell in Schwingungen und werden von den Gehörknöchelchen des Mittelohres auf das ovale Fenster übertragen. Eines dieser Knöchelchen, der Steigbügel, bewegt im ovalen Fenster auf und ab und erzeugt so in dem oberen Gang der Cochlea Flüssigkeitswellen, die sowohl von der Frequenz als auch von der Stärke (Amplitude) der Schallwellen abhängig sind. Dabei wird der Schalldruck wesentlich verstärkt. Die Flüssigkeitswellen verlaufen durch das Schneckenloch in den unteren Gang und werden vom runden Fenster zurückgeworfen. Bei diesem Vorgang gerät die Grundmembran in Schwingung. Je nach Schwingungszahl des Schalles werden verschiedene Stellen der Membran mehr oder weniger stark erregt.