Makroskopische Anatomie #
Sinnesorgane sind spezialisierte Strukturen, die Reize aus der Umwelt oder aus dem Körperinneren aufnehmen und an das Nervensystem weitergeben. Dazu gehören beim Menschen vor allem Auge, Ohr, Nase, Zunge und Haut. Jedes dieser Organe ist auf bestimmte Reizqualitäten spezialisiert: Das Auge verarbeitet Licht, das Ohr Schall und Gleichgewichtsreize, die Nase flüchtige chemische Stoffe, die Zunge gelöste chemische Stoffe und die Haut mechanische, thermische und schmerzhafte Reize.
Auge
Das Auge ist das Sinnesorgan des Sehens. Es nimmt elektromagnetische Strahlung im sichtbaren Bereich auf und wandelt diese in elektrische Signale um, die über den Sehnerv zum Gehirn geleitet werden. Die Augen liegen paarig in den knöchernen Augenhöhlen und sind dort gut geschützt. Anatomisch gehört besonders die Netzhaut eng zum Nervensystem, da sie aus Nervengewebe besteht und entwicklungsgeschichtlich aus dem Gehirn hervorgeht.
Von außen betrachtet sieht man zunächst die Augenlider, die Wimpern, die Bindehaut und den Tränenapparat. Die Augenlider schützen den Augapfel mechanisch, verteilen beim Blinzeln den Tränenfilm über die Hornhaut und helfen dabei, kleine Fremdkörper von der Augenoberfläche zu entfernen. Die Wimpern wirken zusätzlich als Barriere gegen Staub und Partikel. Die Bindehaut überzieht die Innenseite der Lider und den vorderen sichtbaren Anteil des Augapfels. Sie trägt zur Befeuchtung und zum Schutz der Augenoberfläche bei.
Der Tränenapparat besteht vor allem aus der Tränendrüse und den ableitenden Tränenwegen. Die Tränendrüse produziert Tränenflüssigkeit, die das Auge feucht hält, die Hornhaut ernährt und antibakterielle Bestandteile enthält. Die Flüssigkeit wird über die Tränenpünktchen und Tränenkanälchen in den Tränensack aufgenommen und anschließend über den Tränennasengang in die Nasenhöhle abgeleitet. Deshalb läuft bei starkem Weinen oft auch die Nase.
Der Augapfel ist annähernd kugelförmig und besitzt beim Erwachsenen einen Durchmesser von etwa 24 mm. Seine Wand besteht aus mehreren Schichten. Außen liegt die Lederhaut oder Sklera. Sie ist weiß, derb und undurchsichtig, gibt dem Auge Form und Stabilität und dient als Ansatzstelle für die äußeren Augenmuskeln. Vorne geht die Sklera in die Hornhaut oder Kornea über. Die Hornhaut ist durchsichtig, gefäßfrei und stark an der Lichtbrechung beteiligt. Sie ist damit ein zentraler Bestandteil des optischen Apparats.
Unter der Sklera liegt die Aderhaut oder Choroidea. Sie ist stark durchblutet und versorgt vor allem äußere Schichten der Netzhaut mit Sauerstoff und Nährstoffen. Nach vorne setzt sich die mittlere Augenhaut in den Ziliarkörper und die Iris fort. Der Ziliarkörper enthält den Ziliarmuskel und ist über Zonulafasern mit der Linse verbunden. Über diesen Apparat kann die Form der Linse verändert werden, wodurch das Auge Gegenstände in unterschiedlicher Entfernung scharf stellen kann. Diesen Vorgang nennt man Akkommodation.
Die Iris ist der farbige Anteil des Auges. In ihrer Mitte liegt die Pupille, also die Öffnung, durch die Licht in das Augeninnere gelangt. Die Pupillenweite wird durch zwei Muskeln reguliert: Der Musculus sphincter pupillae verengt die Pupille, der Musculus dilatator pupillae erweitert sie. Dadurch kann das Auge den Lichteinfall an unterschiedliche Helligkeitsbedingungen anpassen.
Die innerste Schicht des Augapfels ist die Netzhaut oder Retina. Sie enthält die lichtempfindlichen Sinneszellen. Stäbchen sind besonders für das Sehen bei geringer Helligkeit zuständig, während Zapfen Farbsehen und hohe Sehschärfe ermöglichen. In der Macula lutea, besonders in der Fovea centralis, ist die Sehschärfe am höchsten, weil dort besonders viele Zapfen dicht gepackt liegen. Der blinde Fleck liegt dort, wo der Sehnerv das Auge verlässt. An dieser Stelle fehlen Photorezeptoren, weshalb dort kein Bild wahrgenommen werden kann.
Zur inneren Struktur des Auges gehören außerdem die Linse und der Glaskörper. Die Linse liegt hinter der Iris, ist durchsichtig, elastisch und bikonvex geformt. Sie bündelt das einfallende Licht so, dass auf der Netzhaut ein scharfes Bild entstehen kann. Der Glaskörper füllt den Raum zwischen Linse und Netzhaut aus. Er besteht aus einer klaren, gelartigen Substanz, stabilisiert den Augapfel von innen und trägt dazu bei, dass die Netzhaut an der Aderhaut anliegt.
Das Auge besitzt zudem eine vordere und eine hintere Augenkammer. Die vordere Augenkammer liegt zwischen Hornhaut und Iris, die hintere zwischen Iris und Linse. Beide sind mit Kammerwasser gefüllt. Dieses wird im Bereich des Ziliarkörpers gebildet, versorgt Hornhaut und Linse mit Nährstoffen und wird über den Kammerwinkel beziehungsweise den Schlemm-Kanal wieder abgeleitet.
Bewegt wird der Augapfel durch sechs äußere Augenmuskeln. Vier gerade Muskeln bewegen das Auge im Wesentlichen nach oben, unten, innen und außen. Zwei schräge Muskeln ermöglichen zusätzlich komplexere Drehbewegungen. Dadurch können beide Augen koordiniert auf einen Punkt ausgerichtet werden.
Ohr
Das Ohr ist sowohl Hörorgan als auch Gleichgewichtsorgan. Es nimmt Schallwellen auf, verarbeitet sie mechanisch und leitet die Information über den Nervus cochlearis an das Gehirn weiter. Gleichzeitig registriert das Innenohr Bewegungen und Lageänderungen des Kopfes und ist damit für die vestibuläre Wahrnehmung zuständig.
Anatomisch wird das Ohr in äußeres Ohr, Mittelohr und Innenohr gegliedert.
Das äußere Ohr besteht aus der Ohrmuschel, dem äußeren Gehörgang und der äußeren Seite des Trommelfells. Die Ohrmuschel fängt Schallwellen auf und hilft bei der räumlichen Orientierung von Schallquellen. Der äußere Gehörgang leitet den Schall zum Trommelfell weiter. Das Trommelfell bildet die Grenze zwischen äußerem Ohr und Mittelohr und wird durch Schallwellen in Schwingung versetzt.
Das Mittelohr liegt in der Paukenhöhle. Es enthält die drei Gehörknöchelchen: Hammer, Amboss und Steigbügel. Der Hammer ist mit dem Trommelfell verbunden, der Steigbügel steht mit seiner Fußplatte am ovalen Fenster. Die Gehörknöchelchen übertragen die Schwingungen des Trommelfells auf das Innenohr und verstärken sie mechanisch. Zusätzlich steht das Mittelohr über die Ohrtrompete oder Tuba auditiva mit dem Nasen-Rachen-Raum in Verbindung. Dadurch kann ein Druckausgleich zwischen Mittelohr und Außenwelt stattfinden.
Das Innenohr liegt geschützt im Felsenbein des Schläfenbeins. Es besteht aus einem komplexen Hohlraumsystem, dem knöchernen Labyrinth, in dem das häutige Labyrinth liegt. Zwischen beiden befindet sich Perilymphe, während das häutige Labyrinth mit Endolymphe gefüllt ist. Diese unterschiedliche Flüssigkeitszusammensetzung ist für die Funktion von Hör- und Gleichgewichtssinn wichtig.
Zum Innenohr gehören die Cochlea beziehungsweise Schnecke als Hörorgan sowie der Vestibularapparat als Gleichgewichtsorgan. In der Cochlea liegt das Corti-Organ, das die eigentlichen Sinneszellen des Hörens enthält. Der Vestibularapparat besteht aus den drei Bogengängen sowie den Vorhofsäckchen Utriculus und Sacculus. Die Bogengänge registrieren vor allem Drehbewegungen des Kopfes, während Utriculus und Sacculus lineare Beschleunigungen und Lageveränderungen erfassen.
Nase
Die Nase ist das Sinnesorgan des Riechens. Sie nimmt flüchtige chemische Substanzen aus der eingeatmeten Luft wahr und leitet diese Information über den Nervus olfactorius zum Gehirn weiter. Gleichzeitig ist sie ein wichtiger Teil der Atemwege, weil sie die Atemluft reinigt, erwärmt und befeuchtet.
Die äußere Nase besteht aus knöchernen und knorpeligen Anteilen. Zu ihr gehören unter anderem Nasenwurzel, Nasenrücken, Nasenspitze und Nasenflügel. Im Inneren beginnt die Nase mit dem Nasenvorhof, der behaart ist und grobe Partikel aus der Luft zurückhalten kann. Danach folgt die eigentliche Nasenhöhle.
Die Nasenhöhle wird durch die Nasenscheidewand in eine rechte und linke Hälfte getrennt. An den Seitenwänden liegen die Nasenmuscheln. Sie vergrößern die Schleimhautoberfläche und beeinflussen den Luftstrom. Dadurch kann die eingeatmete Luft besser verwirbelt, angefeuchtet, erwärmt und gereinigt werden.
In die Nasenhöhle münden außerdem die Nasennebenhöhlen sowie der Tränennasengang. Die Nasennebenhöhlen sind luftgefüllte Hohlräume im Gesichtsschädel und stehen mit der Nasenhöhle in Verbindung. Funktionell tragen sie zur Gewichtsreduktion des Schädels, zur Resonanzbildung der Stimme und zur Konditionierung der Atemluft bei.
Das eigentliche Riechgebiet liegt nicht in der gesamten Nasenhöhle, sondern vor allem im oberen Bereich der Nasenhöhle. Dort befindet sich die Riechschleimhaut, die spezialisierte Riechzellen enthält. Diese nehmen Geruchsstoffe auf und leiten die Information über feine Nervenfasern durch die Siebbeinplatte zum Riechkolben weiter.
Zunge
Die Zunge ist das wichtigste Sinnesorgan des Geschmacks. Sie nimmt gelöste chemische Substanzen wahr und leitet diese Information über Anteile mehrerer Hirnnerven zum Gehirn weiter. Gleichzeitig ist sie ein muskuläres Organ, das für Kauen, Schlucken, Sprechen und die Verteilung der Nahrung in der Mundhöhle wichtig ist.
Die Zunge liegt zentral in der Mundhöhle und besteht überwiegend aus quergestreifter Muskulatur. Dadurch ist sie sehr beweglich und kann ihre Form präzise verändern. Ihre Oberfläche ist von Schleimhaut bedeckt und trägt verschiedene Zungenpapillen.
Man unterscheidet mehrere Papillentypen. Papillae filiformes sind fadenförmig, kommen zahlreich vor und dienen vor allem mechanischen Aufgaben. Sie enthalten keine Geschmacksknospen, sondern helfen dabei, Nahrung zu bewegen und die Oberflächenstruktur der Zunge zu vergrößern.
Papillae fungiformes sind pilzförmig und enthalten Geschmacksknospen. Sie liegen besonders im vorderen Bereich der Zunge. Papillae foliatae sind blattförmig, befinden sich seitlich an der Zunge und tragen ebenfalls Geschmacksknospen. Papillae vallatae sind wallförmige Papillen im hinteren Zungenbereich. Sie sind besonders groß und enthalten viele Geschmacksknospen.
Die Geschmacksqualitäten sind nicht streng auf einzelne Zungenregionen begrenzt. Zwar gibt es Bereiche mit etwas höherer Empfindlichkeit für bestimmte Qualitäten, grundsätzlich können süß, sauer, salzig, bitter und umami aber an verschiedenen Stellen der Zunge wahrgenommen werden.
Haut
Die Haut ist die äußere Begrenzung des Körpers und zugleich das größte Organ des Menschen. Sie schützt vor mechanischen Einwirkungen, Krankheitserregern, chemischen Substanzen und UV-Strahlung. Außerdem reguliert sie Wasserhaushalt und Körpertemperatur, beteiligt sich an der Vitamin-D-Bildung und enthält zahlreiche Rezeptoren für Berührung, Druck, Temperatur, Schmerz und Vibration.
Makroskopisch unterscheidet man zwei Hauttypen: Leistenhaut und Felderhaut. Die Leistenhaut findet sich an Handinnenflächen und Fußsohlen. Sie besitzt ein charakteristisches Leistenmuster, ist unbehaart und enthält keine Talgdrüsen. Die Felderhaut bedeckt den übrigen Körper. Sie enthält Haare, Talgdrüsen und Schweißdrüsen und zeigt eine felderartige Oberflächenstruktur.
Die Haut besteht aus drei Hauptschichten: Epidermis, Dermis und Subkutis. Die Epidermis bildet die äußere Schutzschicht. Die Dermis liegt darunter und enthält Bindegewebe, Blutgefäße, Nerven, Rezeptoren, Haarfollikel und Drüsen. Die Subkutis besteht vor allem aus lockerem Bindegewebe und Fettgewebe. Sie dient als Energiespeicher, Wärmeisolator und mechanisches Polster.
Zu den Hautanhangsgebilden gehören Haare, Nägel, Talgdrüsen und Schweißdrüsen. Haare bestehen aus Keratin und wachsen aus Haarfollikeln, die meist mit Talgdrüsen verbunden sind. Talg hält Haut und Haare geschmeidig. Nägel bestehen aus verhärteten Keratinozyten und schützen die Finger- und Zehenenden. Schweißdrüsen produzieren Schweiß, der besonders für die Temperaturregulation wichtig ist. Durch Verdunstung von Schweiß wird dem Körper Wärme entzogen.
Damit ist die Haut nicht nur eine Hülle, sondern ein aktives Sinnes-, Schutz- und Regulationsorgan. Sie verbindet den Körper unmittelbar mit der Außenwelt und liefert dem Nervensystem ständig Informationen über mechanische, thermische und schädigende Reize.
Mikroskopische Anatomie #
Mikroskopisch betrachtet bestehen Sinnesorgane aus hochspezialisierten Geweben, die Reize aufnehmen, in elektrische Signale übersetzen und an das Nervensystem weitergeben können. Dabei findet man je nach Sinnesorgan sehr unterschiedliche Zelltypen: Photorezeptoren in der Netzhaut, Haarzellen im Innenohr, Riechzellen in der Nasenschleimhaut, Geschmackszellen in den Geschmacksknospen und verschiedene Rezeptoren in der Haut. Gemeinsam ist ihnen, dass sie auf eine bestimmte Reizqualität spezialisiert sind und diese Reize über Nervenbahnen dem zentralen Nervensystem zugänglich machen.
Auge
Das Auge besteht histologisch aus mehreren hochgeordneten Gewebeschichten, die gemeinsam dafür sorgen, dass Licht gebrochen, weitergeleitet und schließlich in der Netzhaut verarbeitet wird.
Die Hornhaut ist der transparente vordere Abschnitt des Auges. Sie ist gefäßfrei und muss deshalb über Tränenflüssigkeit und Kammerwasser versorgt werden. Mikroskopisch besteht sie aus mehreren Schichten. Außen liegt ein mehrschichtiges unverhorntes Plattenepithel, das die Oberfläche schützt und sich regelmäßig erneuert. Darunter folgt die Bowman-Membran, eine dünne, zellarme Kollagenschicht, die zur Stabilität beiträgt. Den größten Anteil bildet das Stroma. Es besteht aus sehr regelmäßig angeordneten Kollagenfibrillen und Zellen des Bindegewebes. Gerade diese geordnete Faserstruktur ist entscheidend dafür, dass die Hornhaut durchsichtig bleibt. Innen liegen die Descemet-Membran und das Hornhautendothel. Das Endothel reguliert den Wassergehalt der Hornhaut. Das ist wichtig, weil schon geringe Einlagerungen von Flüssigkeit die Transparenz und damit das Sehen verschlechtern können.
Die Sklera besteht aus dichtem, unregelmäßig angeordnetem kollagenem Bindegewebe. Sie ist derbe, weißlich und undurchsichtig. Ihre Hauptaufgabe ist es, dem Auge Stabilität zu geben und die inneren Strukturen mechanisch zu schützen.
Die Aderhaut liegt zwischen Sklera und Retina. Sie ist stark vaskularisiert und versorgt die äußeren Netzhautschichten mit Sauerstoff und Nährstoffen. Besonders wichtig ist die Choriokapillaris, ein dichtes Kapillarnetz direkt unter der Retina. Zwischen Aderhaut und Pigmentepithel liegt die Bruch-Membran, die als Grenz- und Austauschschicht zwischen Gefäßsystem und Netzhaut eine wichtige Rolle spielt.
Die Netzhaut oder Retina ist die lichtempfindliche Schicht des Auges. Sie besteht aus dem retinalen Pigmentepithel und der Neuroretina. Das Pigmentepithel ist eine einschichtige, kubische, melaninreiche Zellschicht. Es absorbiert Streulicht, unterstützt den Stoffwechsel der Photorezeptoren und ist an der Regeneration der Sehfarbstoffe beteiligt. Die Neuroretina enthält die eigentlichen Nervenzellen der Netzhaut, darunter Photorezeptoren, Bipolarzellen, Horizontalzellen, Amakrinzellen und Ganglienzellen.
Die Photorezeptoren liegen funktionell erstaunlich weit außen, also in Richtung Pigmentepithel. Man unterscheidet Stäbchen und Zapfen. Stäbchen sind sehr lichtempfindlich und ermöglichen das Sehen bei geringer Helligkeit, liefern aber keine Farbinformation. Sie enthalten den Sehfarbstoff Rhodopsin. Zapfen sind weniger lichtempfindlich, ermöglichen dafür aber Farbsehen und hohe Sehschärfe. Es gibt drei Zapfentypen, die besonders auf rote, grüne oder blaue Lichtwellen reagieren. Die höchste Zapfendichte findet sich im Bereich der Fovea centralis, also im Zentrum des schärfsten Sehens.
Die Retina ist in mehreren Schichten aufgebaut. Von innen nach außen folgen zunächst die innere Grenzmembran, die Nervenfaserschicht, die Ganglienzellschicht, die innere plexiforme Schicht, die innere Körnerschicht, die äußere plexiforme Schicht, die äußere Körnerschicht, die äußere Grenzmembran und schließlich die Photorezeptorschicht. Außen schließt sich das Pigmentepithel an. Funktionell bedeutet das: Licht tritt von innen in die Retina ein, durchquert mehrere Nervenzellschichten und erreicht erst dann die Photorezeptoren. Die Erregung wird anschließend über Bipolarzellen und Ganglienzellen weitergeleitet. Die Axone der Ganglienzellen sammeln sich zum Nervus opticus.
Der Ziliarkörper besteht aus dem Ziliarmuskel und den Ziliarfortsätzen. Der Ziliarmuskel besteht aus glatter Muskulatur und ermöglicht über die Zonulafasern die Formveränderung der Linse. Die Ziliarfortsätze sind von einem zweischichtigen Epithel überzogen. Besonders das innere, nicht pigmentierte Epithel ist für die Bildung des Kammerwassers verantwortlich.
Die Iris enthält mehrere Gewebeschichten. Ihr Stroma besteht aus lockerem Bindegewebe, Blutgefäßen und Melanozyten. Die Menge und Verteilung des Pigments bestimmen wesentlich die Augenfarbe. Im Bereich der Iris liegen außerdem zwei glatte Muskeln: Der Musculus sphincter pupillae verengt die Pupille, während der Musculus dilatator pupillae sie erweitert. Das hintere Irisepithel ist stark pigmentiert und verhindert, dass Licht unkontrolliert durch die Iris in das Auge eintritt.
Die Linse ist transparent, gefäßfrei und besteht aus Linsenkapsel, Linsenepithel und Linsenfasern. Die Linsenkapsel ist eine dicke Basalmembran, an der die Zonulafasern ansetzen. Das Linsenepithel liegt an der Vorderfläche der Linse und ist für Stoffwechsel- und Regenerationsprozesse wichtig. Die Linsenfasern entstehen aus differenzierten Epithelzellen. Sie verlieren Zellkern und Organellen und enthalten kristalline Proteine, die zur Transparenz der Linse beitragen.
Der Glaskörper besteht überwiegend aus Wasser, dazu aus Hyaluronsäure und feinen Kollagenfasern. Er bildet eine klare, gelartige Masse, die den hinteren Augenabschnitt ausfüllt, die Form des Augapfels stabilisiert und zur Anlage der Retina an die Aderhaut beiträgt.
Ohr
Das Ohr besteht mikroskopisch aus unterschiedlichen Geweben, die Schall aufnehmen, mechanisch übertragen und im Innenohr in elektrische Signale umwandeln.
Der äußere Gehörgang ist mit Haut ausgekleidet. Diese enthält mehrschichtig verhorntes Plattenepithel, Haare, Talgdrüsen und spezielle apokrine Drüsen, die Zeruminaldrüsen. Zusammen produzieren sie das Zerumen, also Ohrenschmalz. Zerumen schützt den Gehörgang, bindet Partikel und hat eine gewisse antimikrobielle Wirkung.
Die Paukenhöhle des Mittelohres ist mit einem einschichtigen flachen bis kubischen Epithel ausgekleidet. Im Bereich der Ohrtrompete geht dieses Epithel teilweise in respiratorisches Flimmerepithel mit Becherzellen über. Das ist funktionell sinnvoll, weil die Ohrtrompete mit dem Nasen-Rachen-Raum verbunden ist und Schleimtransport sowie Belüftung des Mittelohres ermöglicht.
Die Gehörknöchelchen Hammer, Amboss und Steigbügel sind kleine Knochen aus kompaktem und spongiösem Knochengewebe. Sie sind von Periost überzogen und über kleine Gelenke miteinander verbunden. Dadurch können sie die Schwingungen des Trommelfells präzise auf das ovale Fenster übertragen.
Die Cochlea ist ein spiralig gewundener Kanal des Innenohres. Im Querschnitt erkennt man drei Räume: die Scala vestibuli, die Scala media und die Scala tympani. Scala vestibuli und Scala tympani enthalten Perilymphe, während die Scala media mit Endolymphe gefüllt ist. Die Endolymphe ist besonders kaliumreich, was für die Erregung der Haarzellen entscheidend ist.
Das eigentliche Hörorgan ist das Corti-Organ. Es liegt auf der Basilarmembran innerhalb der Scala media. Seine wichtigsten Sinneszellen sind die inneren und äußeren Haarzellen. Die inneren Haarzellen sind die eigentlichen Rezeptorzellen des Hörens. Sie wandeln mechanische Schwingungen in elektrische Signale um und geben diese an afferente Nervenfasern weiter. Die äußeren Haarzellen dienen vor allem der Verstärkung und Feinabstimmung der Schallsignale. Über ihnen liegt die Tektorialmembran, mit der die Stereozilien der Haarzellen funktionell in Kontakt treten.
Die Haarzellen tragen an ihrer Oberfläche Stereozilien. Werden diese durch Schwingungen der Basilarmembran ausgelenkt, öffnen sich mechanisch gesteuerte Ionenkanäle. Dadurch verändert sich das Membranpotenzial der Haarzelle, und die Information kann an Nervenfasern weitergegeben werden.
Die Bogengänge gehören zum Gleichgewichtsorgan. Es gibt drei Bogengänge, die ungefähr in den drei Raumebenen angeordnet sind. Jeder Bogengang besitzt eine Erweiterung, die Ampulle. Darin liegt die Crista ampullaris, das Sinnesepithel für Drehbeschleunigungen. Die Haarzellen der Crista tragen Stereozilien und ein Kinozilium, die in eine gallertartige Struktur, die Cupula, hineinragen. Bei Kopfdrehungen bewegt sich die Endolymphe träge mit Verzögerung, verschiebt die Cupula und biegt dadurch die Sinneshärchen. So entsteht ein Signal über Richtung und Geschwindigkeit der Kopfbewegung.
Neben den Bogengängen gibt es im Vestibularorgan die Makulaorgane Utriculus und Sacculus. Sie registrieren lineare Beschleunigungen und Lageveränderungen des Kopfes. Auch hier sitzen Haarzellen in einem Sinnesepithel. Ihre Härchen ragen in eine gallertige Membran, in die kleine Kalkkristalle, die Statolithen, eingelagert sind. Durch Schwerkraft oder Beschleunigung verschiebt sich diese Membran und reizt die Haarzellen.
Nase
Der größte Teil der Nasenhöhle ist von respiratorischer Nasenschleimhaut ausgekleidet. Diese besteht aus Flimmerepithel mit Kinozilien und schleimproduzierenden Becherzellen. Die Kinozilien transportieren Schleim und darin gebundene Partikel in Richtung Rachen. Dadurch wird die eingeatmete Luft gereinigt. Gleichzeitig wird sie durch die gut durchblutete Schleimhaut erwärmt und befeuchtet.
Das eigentliche Riechorgan ist die Riechschleimhaut. Sie liegt nur in einem kleinen Bereich der oberen Nasenhöhle, besonders im Bereich der oberen Nasenmuschel und der angrenzenden Nasenscheidewand. Sie unterscheidet sich von der übrigen Nasenschleimhaut durch ihre gelblich-bräunliche Färbung und ihren spezialisierten Zellaufbau.
Die Riechschleimhaut enthält Riechzellen, Stützzellen und Basalzellen. Die Riechzellen sind primäre Sinneszellen und zugleich Nervenzellen. Sie tragen an ihrem apikalen Ende Riechhärchen, auf denen Geruchsrezeptoren sitzen. Duftstoffe lösen sich im Schleimfilm, binden an diese Rezeptoren und lösen dadurch eine elektrische Erregung aus. Die Axone der Riechzellen ziehen als feine Fila olfactoria durch die Siebbeinplatte zum Riechkolben.
Die Stützzellen stabilisieren das Epithel und unterstützen den Stoffwechsel der Riechzellen. Die Basalzellen dienen als Stammzellreserve und können neue Riechzellen bilden. Das ist bemerkenswert, weil Riechzellen regelmäßig erneuert werden und zu den wenigen Nervenzellen gehören, die beim Menschen physiologisch nachgebildet werden können.
Unter der Riechschleimhaut liegen außerdem Drüsen, die ein Sekret abgeben. Dieses spült Duftstoffe wieder von der Schleimhaut ab und sorgt dafür, dass neue Gerüche wahrgenommen werden können.
Zunge
Die mikroskopischen Einheiten des Geschmackssinns sind die Geschmacksknospen. Sie liegen vor allem in bestimmten Zungenpapillen, aber auch in kleineren Mengen an anderen Stellen des Mund- und Rachenraums.
Eine Geschmacksknospe besteht aus Geschmackszellen, Stützzellen und Basalzellen. Die Geschmackszellen sind spezialisierte Sinneszellen. An ihrem apikalen Ende tragen sie Mikrovilli, die in einen kleinen Flüssigkeitsraum hineinragen. Dieser Raum öffnet sich über den Geschmacksporus zur Oberfläche. Gelöste Geschmacksstoffe gelangen durch diesen Porus an die Mikrovilli und binden dort an Rezeptoren oder beeinflussen Ionenkanäle.
Die Aktivierung der Geschmackszellen führt zur Depolarisation und zur Freisetzung von Botenstoffen an afferente Nervenfasern. Die Basalzellen sorgen für die Erneuerung der Geschmacksknospen, da Geschmackszellen nur eine begrenzte Lebensdauer haben.
Die verschiedenen Papillentypen haben unterschiedliche Aufgaben. Papillae filiformes dienen vor allem der mechanischen Funktion und enthalten keine Geschmacksknospen. Papillae fungiformes, foliatae und vallatae enthalten Geschmacksknospen und sind daher für die gustatorische Wahrnehmung wichtig. Besonders die wallförmigen Papillen am hinteren Zungenbereich enthalten viele Geschmacksknospen.
Haut
Die Haut ist mikroskopisch in drei Hauptschichten gegliedert: Epidermis, Dermis und Subkutis. Zusammen bilden sie eine mechanische, chemische, immunologische und sensorische Barriere zwischen Körper und Umwelt.
Die Epidermis ist die oberste Schicht der Haut. Sie besteht aus mehrschichtig verhorntem Plattenepithel. Ihre wichtigsten Zellen sind die Keratinozyten. Diese entstehen in der Tiefe, wandern nach oben, differenzieren sich und werden schließlich zu kernlosen Korneozyten der Hornschicht. Dabei produzieren sie Keratin, ein stabiles Faserprotein, das der Haut Festigkeit und Schutz verleiht.
Von unten nach oben unterscheidet man mehrere Schichten. Das Stratum basale ist die unterste Schicht. Hier liegen teilungsfähige Stammzellen, aus denen neue Keratinozyten entstehen. Außerdem findet man hier Melanozyten, die Melanin bilden und an Keratinozyten weitergeben. Melanin schützt die DNA der Hautzellen vor UV-Strahlung. Ebenfalls in der Basalschicht liegen Merkel-Zellen, die an der Berührungsempfindung beteiligt sind.
Darüber folgt das Stratum spinosum. Die Zellen sind hier über zahlreiche Desmosomen miteinander verbunden, wodurch sie mikroskopisch stachelartig wirken. Diese Zellkontakte verleihen der Epidermis mechanische Stabilität. In dieser Schicht finden sich auch Langerhans-Zellen, die als antigenpräsentierende Immunzellen eine wichtige Rolle in der Hautabwehr spielen.
Das Stratum granulosum enthält Keratohyalingranula und markiert eine wichtige Phase der Verhornung. Hier verlieren die Zellen zunehmend Organellen und bereiten sich auf die Umwandlung zu Hornzellen vor. In der Leistenhaut von Handflächen und Fußsohlen findet sich zusätzlich das Stratum lucidum, eine transparente Übergangsschicht. Die äußerste Schicht ist das Stratum corneum. Sie besteht aus abgeflachten, kernlosen Korneozyten und bildet die eigentliche Hornbarriere. Diese schützt vor Austrocknung, mechanischen Einflüssen, chemischen Stoffen und Mikroorganismen.
Die Dermis oder Lederhaut liegt unter der Epidermis und besteht aus Bindegewebe mit kollagenen und elastischen Fasern. Sie verleiht der Haut Reißfestigkeit und Elastizität. Man unterscheidet eine oberflächliche Papillarschicht und eine tiefere Geflechtschicht. Die Papillarschicht besteht aus lockerem Bindegewebe und bildet mit ihren Papillen eine enge Verzahnung mit der Epidermis. In ihr liegen Kapillarschlingen und sensible Nervenendigungen. Besonders in unbehaarter Haut finden sich hier Meißner-Tastkörperchen, die leichte Berührungen und Bewegungen auf der Haut wahrnehmen.
Die tiefere Geflechtschicht besteht aus dichterem, unregelmäßig angeordnetem Bindegewebe. Sie enthält größere Blut- und Lymphgefäße, Nerven, Haarfollikel, Talgdrüsen und Schweißdrüsen. Außerdem finden sich hier Rezeptoren wie Ruffini-Körperchen, die Dehnung erfassen. Um Haarfollikel liegen sensible Nervenplexus, die Bewegungen der Haare registrieren.
Die Subkutis besteht aus lockerem Bindegewebe und Fettgewebe. Sie verbindet die Haut mit darunterliegenden Strukturen, dient als Energiespeicher, Wärmeisolator und Druckpolster. In ihr verlaufen größere Gefäße und Nerven. Typisch für die Subkutis sind Vater-Pacini-Lamellenkörperchen, die besonders auf Vibration und schnellen Druckwechsel reagieren.
Zu den Hautanhangsgebilden gehören Haare, Nägel, Talgdrüsen und Schweißdrüsen. Haare bestehen aus verhorntem Keratin und entstehen im Haarfollikel. An den Haarfollikel ist meist eine Talgdrüse angeschlossen. Außerdem setzt am Haarfollikel der Musculus arrector pili an, ein kleiner glatter Muskel, der bei Kälte oder emotionaler Erregung das Haar aufrichten kann.
Nägel bestehen aus dicht gepackten, verhornten Keratinozyten. Die Nagelplatte liegt auf dem Nagelbett und wächst aus der Nagelmatrix. Sie schützt die Finger- und Zehenkuppen und unterstützt die Feinmotorik.
Talgdrüsen sind holokrine Drüsen. Das bedeutet, dass die sekretorischen Zellen bei der Sekretabgabe zugrunde gehen und als Teil des Talgs freigesetzt werden. Talg hält Haut und Haare geschmeidig und trägt zur Schutzfunktion der Hautoberfläche bei.
Schweißdrüsen sind schlauchförmig aufgebaute Drüsen. Man unterscheidet ekkrine und apokrine Schweißdrüsen. Ekkrine Schweißdrüsen sind besonders wichtig für die Temperaturregulation. Ihr wässriges Sekret verdunstet auf der Hautoberfläche und entzieht dem Körper Wärme. Apokrine Drüsen kommen vor allem in bestimmten Körperregionen vor und geben ein eiweiß- und lipidreicheres Sekret ab, das erst durch bakterielle Zersetzung seinen typischen Geruch entwickelt.
Damit zeigt die Haut mikroskopisch eine klare funktionelle Schichtung: Die Epidermis schützt, die Dermis stabilisiert und versorgt, die Subkutis polstert und speichert, während Rezeptoren und Anhangsgebilde zusätzliche sensorische und regulatorische Aufgaben übernehmen.
Physiologie #
Die Sinnesorgane übersetzen sehr unterschiedliche Reize in eine gemeinsame Sprache des Nervensystems: elektrische Signale. Licht, Schall, Druck, Temperatur, chemische Stoffe oder Bewegungen des Kopfes wirken zunächst physikalisch oder chemisch auf spezialisierte Sinneszellen. Diese verändern daraufhin ihr Membranpotenzial und leiten die Information über Nervenbahnen an das zentrale Nervensystem weiter. Erst dort entsteht aus dem Reiz eine bewusste Wahrnehmung, also zum Beispiel ein Bild, ein Ton, ein Geruch, ein Geschmack oder ein Tastempfinden.
Auge
Das Auge funktioniert optisch wie ein komplexes Linsensystem. Die Strukturen, die das Licht brechen und auf die Netzhaut projizieren, nennt man zusammen den dioptrischen Apparat. Dazu gehören Hornhaut, Kammerwasser, Linse und Glaskörper. Die Hornhaut übernimmt dabei den größten Anteil der Lichtbrechung, während die Linse ihre Brechkraft verändern kann und dadurch für die Scharfstellung zuständig ist.
Einfallendes Licht trifft zuerst auf die Hornhaut. Dort wird es gebrochen und gelangt anschließend durch die Pupille ins Augeninnere. Die Pupille wirkt wie die Blende einer Kamera: Sie bestimmt, wie viel Licht in das Auge eintritt. Danach wird das Licht durch die Linse weiter gebündelt und auf die Netzhaut projiziert. Das entstehende Bild ist physikalisch verkleinert, seitenverkehrt und auf dem Kopf stehend; die eigentliche bewusste Wahrnehmung wird später im Gehirn verarbeitet und entsprechend interpretiert.
Damit Gegenstände in unterschiedlicher Entfernung scharf gesehen werden können, muss die Linse ihre Form verändern. Diesen Vorgang nennt man Akkommodation. Die Linse ist elastisch und über Zonulafasern am Ziliarkörper aufgehängt. Für das Nahsehen kontrahiert der Ziliarmuskel. Dadurch entspannen sich die Zonulafasern, die Linse wird runder und ihre Brechkraft nimmt zu. So können nahe Gegenstände scharf auf der Netzhaut abgebildet werden. Für das Fernsehen erschlafft der Ziliarmuskel, die Zonulafasern spannen sich an, die Linse wird flacher und die Brechkraft nimmt ab.
Auch die Lichtmenge wird reguliert. Bei hellem Licht verengt sich die Pupille durch den Musculus sphincter pupillae; dieser Vorgang heißt Miosis und wird parasympathisch vermittelt. Bei Dunkelheit erweitert sich die Pupille durch den Musculus dilatator pupillae; das nennt man Mydriasis und wird sympathisch vermittelt. So passt das Auge den Lichteinfall an die Umgebung an.
Die eigentliche Umwandlung von Licht in Nervensignale findet in der Retina statt. Dort liegen die Photorezeptoren, also Stäbchen und Zapfen. Stäbchen sind sehr lichtempfindlich und ermöglichen das Sehen bei schwacher Beleuchtung. Sie vermitteln vor allem Hell-Dunkel-Kontraste und sind für das Dämmerungs- und Nachtsehen wichtig. Farben können sie nicht unterscheiden. Ihr Sehfarbstoff ist Rhodopsin, das aus Opsin und Retinal besteht, wobei Retinal aus Vitamin A gebildet wird.
Zapfen sind weniger lichtempfindlich, ermöglichen aber eine hohe Sehschärfe und das Farbsehen. Es gibt drei Zapfentypen, die besonders auf rote, grüne oder blaue Lichtanteile reagieren. Der Farbeindruck entsteht aus der Kombination der Aktivität dieser Zapfentypen. Besonders viele Zapfen liegen in der Fovea centralis, dem Ort des schärfsten Sehens. Dort ist die Verschaltung besonders präzise, weshalb kleine Details gut erkannt werden können.
Der Sehvorgang beruht auf einer Besonderheit der Photorezeptoren: Im Dunkeln sind sie relativ depolarisiert und setzen kontinuierlich den Neurotransmitter Glutamat frei. Trifft Licht auf Rhodopsin, verändert sich das Retinalmolekül. Dadurch wird eine Signalkaskade ausgelöst, die letztlich zum Schließen bestimmter Kationenkanäle führt. Die Photorezeptorzelle hyperpolarisiert, und die Glutamatfreisetzung nimmt ab. Diese Veränderung wird über Bipolarzellen und Ganglienzellen weiterverarbeitet. Die Axone der Ganglienzellen bilden schließlich den Sehnerv.
An der Stelle, an der der Sehnerv das Auge verlässt, liegen keine Photorezeptoren. Diese Region nennt man blinden Fleck. Normalerweise fällt er im Alltag nicht auf, weil das Gehirn die fehlende Information ergänzt und beide Augen ihre Gesichtsfelder überlappend erfassen.
Bei der Dunkeladaptation passt sich das Auge nach einem Wechsel von heller in dunkle Umgebung schrittweise an. Anfangs tragen vor allem die Zapfen zur Wahrnehmung bei. Nach einigen Minuten übernehmen zunehmend die lichtempfindlicheren Stäbchen. Der Punkt, an dem die Stäbchen die weitere Adaptation dominieren, wird als Kohlrausch-Knick bezeichnet. Danach sinkt die Reizschwelle deutlich stärker, sodass immer schwächeres Licht wahrgenommen werden kann.
Fehlsichtigkeiten entstehen häufig dadurch, dass die Länge des Augapfels und die Brechkraft des optischen Apparates nicht optimal zueinander passen. Bei der Kurzsichtigkeit oder Myopie ist der Augapfel meist zu lang oder die Brechkraft zu stark. Das Bild entsteht vor der Netzhaut; entfernte Gegenstände erscheinen unscharf. Korrigiert wird dies mit Zerstreuungslinsen. Bei der Weitsichtigkeit oder Hyperopie ist der Augapfel meist zu kurz oder die Brechkraft zu schwach. Das Bild würde hinter der Netzhaut entstehen; nahe Gegenstände sind besonders schwer scharf zu sehen. Korrigiert wird dies mit Sammellinsen. Die Brechkraft einer Linse wird in Dioptrien angegeben und entspricht dem Kehrwert der Brennweite in Metern.
Ohr als Hörorgan
Das Ohr wandelt Schallwellen in elektrische Signale um. Schall ist eine Druckschwankung der Luft. Diese Druckwellen werden zunächst von der Ohrmuschel aufgefangen und durch den äußeren Gehörgang zum Trommelfell geleitet. Das Trommelfell beginnt dadurch zu schwingen.
Die Schwingungen werden über die drei Gehörknöchelchen Hammer, Amboss und Steigbügel weitergeleitet. Der Hammer ist mit dem Trommelfell verbunden, der Steigbügel sitzt am ovalen Fenster des Innenohrs. Diese Kette überträgt den Schall nicht nur, sondern verstärkt ihn mechanisch. Das ist notwendig, weil Schall von Luft auf eine Flüssigkeit übertragen werden muss. Ohne Verstärkung würde ein Großteil der Schallenergie an der Grenze zur Flüssigkeit des Innenohrs verloren gehen. Die Kombination aus Flächenunterschied zwischen Trommelfell und ovalem Fenster sowie Hebelwirkung der Gehörknöchelchen sorgt für diese Impedanzanpassung.
Vom ovalen Fenster aus wird die Schwingung auf die Perilymphe der Scala vestibuli übertragen. In der Cochlea entsteht dadurch eine Wanderwelle, die sich entlang der Basilarmembran ausbreitet. Je nach Frequenz erreicht die Schwingung an unterschiedlichen Orten der Cochlea ihr Maximum. Hohe Frequenzen werden eher an der Basis, tiefe Frequenzen weiter in Richtung Schneckenspitze verarbeitet.
Auf der Basilarmembran liegt das Corti-Organ. Hier befinden sich die Haarzellen, die mechanische Schwingungen in elektrische Signale übersetzen. Durch die Bewegung der Basilarmembran werden die Stereozilien der Haarzellen gegenüber der Tektorialmembran verbogen. Diese Auslenkung öffnet mechanisch gesteuerte Ionenkanäle. Vor allem Kaliumionen strömen aus der kaliumreichen Endolymphe in die Haarzellen ein. Dadurch depolarisiert die Haarzelle und setzt Neurotransmitter frei.
Die inneren Haarzellen sind die eigentlichen Sinneszellen des Hörens. Sie geben die Information an afferente Fasern des Hörnervs weiter. Die äußeren Haarzellen dienen vor allem als aktive Verstärker. Sie können ihre Länge verändern und dadurch die Schwingung der Basilarmembran verstärken oder feinabstimmen. Dadurch wird das Hören empfindlicher und frequenzgenauer.
Die Schallübertragung über Trommelfell und Gehörknöchelchen nennt man Luftleitung. Daneben gibt es auch die Knochenleitung, bei der Schwingungen direkt über den Schädelknochen auf das Innenohr übertragen werden. Die Luftleitung ist im Normalfall deutlich effizienter und physiologisch wichtiger.
Zum Schutz des Innenohres können kleine Muskeln im Mittelohr die Schallübertragung abschwächen. Der Musculus stapedius und der Musculus tensor tympani können die Beweglichkeit der Gehörknöchelchen reduzieren. Dadurch werden besonders starke Schwingungen gedämpft. Dieser Schutz ist allerdings nicht schnell genug, um bei ganz plötzlichen Knallereignissen zuverlässig vor Schäden zu bewahren.
Der Mensch hört ungefähr Frequenzen zwischen 16 und 20.000 Hertz. Besonders wichtig für Sprache ist der Bereich von etwa 300 bis 3.000 Hertz. Die Lautstärke wird physikalisch als Schalldruckpegel in Dezibel angegeben. Da die Dezibelskala logarithmisch ist, bedeutet eine relativ kleine Zunahme in Dezibel bereits eine deutliche Zunahme des Schalldrucks. Subjektiv empfundene Lautstärke wird zusätzlich durch die Frequenz beeinflusst; deshalb kann derselbe Schalldruck je nach Tonhöhe unterschiedlich laut wirken.
Mit zunehmendem Alter nimmt besonders das Hören hoher Frequenzen ab. Diese Altersschwerhörigkeit nennt man Presbyakusis. Sie beginnt typischerweise im Hochtonbereich und kann das Sprachverstehen, besonders in geräuschvoller Umgebung, zunehmend erschweren.
Ohr als Gleichgewichtsorgan
Das Innenohr enthält neben der Cochlea auch den Vestibularapparat. Er registriert Bewegungen und Lageänderungen des Kopfes und liefert dem Gehirn Informationen über Gleichgewicht, Orientierung im Raum und Körperhaltung.
Die drei Bogengänge stehen ungefähr senkrecht zueinander und erfassen Drehbewegungen des Kopfes. Jeder Bogengang enthält Endolymphe und besitzt eine Erweiterung, die Ampulle. In dieser Ampulle liegt die Crista ampullaris mit Haarzellen. Die Sinneshärchen dieser Haarzellen ragen in eine gallertige Struktur, die Cupula. Dreht sich der Kopf, bleibt die Endolymphe aufgrund ihrer Trägheit kurz zurück. Dadurch wird die Cupula ausgelenkt, die Härchen werden verbogen und die Haarzellen verändern ihre Aktivität. So kann das Gehirn Richtung und Geschwindigkeit der Kopfdrehung erkennen.
Für lineare Beschleunigungen und die Lage des Kopfes im Schwerefeld sind Utriculus und Sacculus zuständig. Ihre Sinnesfelder nennt man Makulaorgane. Auch hier tragen Haarzellen Sinneshärchen, die in eine gallertige Membran hineinragen. In diese Membran sind kleine Kalkkristalle eingelagert, die Statolithen oder Otolithen. Bei Neigung des Kopfes oder linearer Beschleunigung verschiebt sich diese schwerere Membran und verbiegt die Sinneshärchen. Dadurch entsteht ein Signal über Lage und Bewegung des Kopfes.
Die Informationen aus dem Vestibularapparat werden über den Nervus vestibularis an Hirnstamm und Kleinhirn weitergeleitet. Dort werden sie mit visuellen Informationen und Signalen aus Muskeln und Gelenken kombiniert. Erst durch dieses Zusammenspiel entstehen stabile Haltung, koordinierte Bewegungen und ein sicherer Blick bei Kopfbewegungen.
Nase
Der Geruchssinn beruht auf der Wahrnehmung flüchtiger chemischer Substanzen. Diese gelangen mit der eingeatmeten Luft in die Nasenhöhle und müssen sich zunächst im Schleim der Riechschleimhaut lösen. Erst dann können sie an die Rezeptoren der Riechzellen binden.
Die Riechzellen sind besondere Nervenzellen. An ihrem apikalen Ende tragen sie Riechhärchen, auf denen die Geruchsrezeptoren sitzen. Bindet ein Duftstoff an einen passenden Rezeptor, wird eine intrazelluläre Signalkaskade ausgelöst. Dadurch verändert sich das Membranpotenzial der Riechzelle, und es entsteht ein elektrisches Signal.
Die Axone der Riechzellen ziehen als feine Fila olfactoria durch die Siebbeinplatte zum Bulbus olfactorius. Dort werden sie in sogenannten Glomeruli auf Mitralzellen umgeschaltet. Interessant ist dabei, dass Riechzellen mit demselben Rezeptortyp auf bestimmte Glomeruli projizieren. Dadurch entsteht eine geordnete Verschaltung, mit deren Hilfe das Gehirn Geruchsmuster unterscheiden kann.
Von den Mitralzellen ziehen die Informationen über den Tractus olfactorius weiter zu Riecharealen des Gehirns, vor allem in Richtung Temporallappen und limbisches System. Die enge Verbindung zum limbischen System erklärt, warum Gerüche besonders stark mit Emotionen und Erinnerungen verknüpft sein können.
Damit Duftstoffe nicht dauerhaft an der Schleimhaut verbleiben, gibt es Drüsen, die ein Sekret bilden und die Riechschleimhaut spülen. Außerdem werden Riechzellen regelmäßig erneuert. Basalzellen der Riechschleimhaut können neue Riechzellen bilden, was für Nervenzellen eine besondere Eigenschaft ist.
Zunge
Der Geschmackssinn erkennt gelöste chemische Substanzen. Die eigentlichen Sinnesstrukturen sind die Geschmacksknospen. In ihnen liegen Geschmackszellen, deren Mikrovilli durch den Geschmacksporus mit gelösten Stoffen aus der Nahrung in Kontakt kommen.
Man unterscheidet fünf grundlegende Geschmacksqualitäten: süß, salzig, sauer, bitter und umami. Süß weist häufig auf energiereiche Kohlenhydrate hin. Salzig beruht vor allem auf Ionen wie Natrium. Sauer wird durch Wasserstoffionen ausgelöst und zeigt Säure an. Bitter ist besonders wichtig, weil viele potenziell giftige Pflanzenstoffe bitter schmecken. Umami wird vor allem durch Aminosäuren wie Glutamat vermittelt und zeigt proteinreiche Nahrung an.
Wenn ein Geschmacksstoff an einen Rezeptor bindet oder einen Ionenkanal beeinflusst, depolarisiert die Geschmackszelle. Daraufhin werden Botenstoffe freigesetzt, die afferente Nervenfasern aktivieren. Die Geschmacksinformationen werden über Hirnnerven zum Hirnstamm und von dort weiter zum Thalamus und zum gustatorischen Kortex geleitet.
Die Geschmacksrichtungen sind nicht streng auf einzelne Zungenregionen begrenzt. Die klassische Vorstellung einer festen „Zungenkarte“ ist zu grob. Jede Geschmacksqualität kann grundsätzlich an vielen Stellen der Zunge wahrgenommen werden, auch wenn bestimmte Regionen etwas empfindlicher für einzelne Qualitäten sein können.
Geruchs- und Geschmackssinn arbeiten eng zusammen. Was im Alltag als „Geschmack“ einer Speise empfunden wird, entsteht zu einem großen Teil durch Geruchsinformationen, die beim Essen retronasal in die Nasenhöhle gelangen. Deshalb schmeckt Essen bei verstopfter Nase oft deutlich flacher.
Haut
Die Haut ist ein großes Sinnesorgan, das unterschiedliche Reize aus der Umgebung wahrnimmt. Sie enthält verschiedene Rezeptortypen für Berührung, Druck, Vibration, Dehnung, Temperatur und Schmerz.
Mechanorezeptoren reagieren auf mechanische Reize. Merkel-Zellen erfassen anhaltenden Druck und feine Berührung. Meißner-Tastkörperchen reagieren besonders auf leichte Berührung und Bewegungen über die Haut. Ruffini-Körperchen nehmen Dehnung wahr. Vater-Pacini-Körperchen reagieren vor allem auf Vibration und schnelle Druckänderungen. Zusätzlich registrieren Nervenplexus um Haarfollikel Bewegungen der Haare und tragen so zur Berührungsempfindung behaarter Haut bei.
Thermorezeptoren reagieren auf Temperaturveränderungen. Sie ermöglichen die Wahrnehmung von Wärme und Kälte und helfen dem Körper, auf Temperaturveränderungen zu reagieren.
Nozizeptoren sind Schmerzrezeptoren. Sie reagieren auf potenziell gewebeschädigende mechanische, thermische oder chemische Reize. Schmerz ist damit nicht nur eine unangenehme Wahrnehmung, sondern ein wichtiges Warnsignal, das den Körper vor Verletzungen schützt.
Neben ihrer Sinnesfunktion erfüllt die Haut weitere physiologische Aufgaben. Die Hornschicht schützt vor Austrocknung, mechanischer Belastung, chemischen Stoffen und Mikroorganismen. Melanozyten bilden Melanin, das UV-Strahlung absorbiert und so die tieferen Zellschichten schützt. Über Schweißproduktion und Durchblutungsregulation trägt die Haut zur Temperaturregulation bei. Bei Wärme erweitern sich Hautgefäße, und Schweiß verdunstet auf der Oberfläche, wodurch Wärme abgegeben wird. Bei Kälte verengen sich Hautgefäße, um Wärme im Körperinneren zu halten.
Auch immunologisch ist die Haut aktiv. Langerhans-Zellen können Fremdstoffe aufnehmen und Immunreaktionen einleiten. Gleichzeitig ist die Haut an der nonverbalen Kommunikation beteiligt: Erröten, Erblassen, Schwitzen oder Gänsehaut zeigen, wie eng Haut, vegetatives Nervensystem und emotionale Reaktionen miteinander verbunden sind.
Zusammengefasst übersetzen die Sinnesorgane unterschiedliche Formen von Umweltinformation in elektrische Signale. Das Auge verarbeitet Licht, das Ohr Schall und Bewegung, die Nase und Zunge chemische Stoffe und die Haut mechanische, thermische und schmerzhafte Reize. Erst durch diese ständige Reizaufnahme kann das Nervensystem den Körper sinnvoll an die Umwelt anpassen.