Unterabschnitte
Mechanosensorik
Bei der Mechanosensorik Öffenen sich durch den Sinnesreiz apikale
Ionenkanäle. Der so entstehende Ionenstrom wird durch die eng
anliegenden Nachbarzellen beeinflusst.
Der reizaufnehmende Teil ist von einem Lymphraum umgeben. Die
Epithelzellen transportieren in diesesn Kalium, so dass sich das
Niveau von Intra- und Extrazellulärraum angleicht. Durch eine
Treibspannung zwischen 20 und 100 mV wird verhindert, dass sich das
Kalium im Intrazellulärraum anreichert.
Es gibt unter den Mechanosensoren sowohl primäre, als auch sekundäre
Sinneszellen. Alle Sinneszellen aus der Haut und dem Bewegungsapparat
sind Spinalganglienzellen.
Vertebraten
Bei den Vetebraten befinden sich neben einem Cilium mehrere Stereo-
oder Mikrovilli. Wenn sich die Mikrovilli in Richung des Ciliums ,,
verbiegen``, führt dies zu einer Depolarisation. Eine Bewegung in
die andere Reichtung führt zu einer Hyperpolarisation.
Die Kationenkanäle der Membran sind auch ohne dass ein Reiz anliegt
bereits teilweise geöffnet. Auf diese Weie ist es möglich, dass sowohl
eine Hyper- wie auch eine Depolarisation zu einer anderen Frequenz von
Aktionspotentialen führt.
Durch eine Adaptation (eventuell über Calcium oder den Stoffwechsel)
kann die Empfindlichkeit an einen Dauerreiz angepasst werden.
Bei Vertebraten finden Mechanorezeptoren ihre Anwendung als
Barorezeptoren in der Gefäßwand oder in der Muskelspindel und dem
Sehnenorgan.
In der Haut der Säugetiere findet man eine grosse Anzahl an
unterschiedlichen Mechanorezeptoren:
Merkelzellen und Ruffini-Körperchen zeigen die Stärke der Verformung
an. Die Merkelzellen liegen dabei näher an der Haut und haben deshalb
eine höhere Auflösung als die tiefer liegnden Ruffini-Körperchen.
Die Meissner-Körperchen melden die Geschwindigkeit der Krafteinwirkung
und bieten ebenfalls eine hohe Ortsauflösung.
Die Pacini-Kopuskeln rezeptieren die Beschleunigung von Formänderungen
und lieben relativ tief.
Alle Komplexe, die unter der Oberfläche liegen, haben eine hohe
Ortsauflösung und ein kleines rezeptives Feld. Dies bedeutet eine
niedrige Zweipunktschwelle (vergleiche 5.1
).
Bei den Fischen findet man das Seitenliniensystem, das aus mehreren
Gruppen von in Reihen geordneten Haarzellen besteht, deren Cilien
untereinanden und an die Wasserbewegunge gekoppelt sind. Eine solche
Gruppe (Neuromast) ist von einer gallertartigen Cupla umgeben.
Für den SChwere- und Drehsinn sind Stratorezeptoren
verantwortlich. Während bei Insekten häufig einfach ein Borstenfeld
die Gravitation des Kopfes mißt, sind bei Vertebraten spezielle Organe
für den Schweresinn verantwortlich.
Statolithen sind Kapseln mit mineralischen Einschlüssen, die aus einer
einzelnen Zelle bestehen.
Statozysten hingegen sind mit Epithel ausgekleidete Organe, die
Statokörperchen enthalten. Durch deren Trägheit hat eine
Beschleunigung im Gegensatz zu der SChwerkraft keine Wirkung.
Bei den Wirbeltieren findet man das aus Sacculus, Utriculus und Lagen
aufgebaute Vestibularorgan.
Der Drehsinn ist bei fast allen Tieren auf gleiche Art und Weise
realisiert: In einem runden Behälter befindet sich eine Flüssigkeit,
die sich auf Grund der Trägheit geinger als der Behälter dreht und
dadurch die Rezeptoren aktiviert.
Bei Vertebraten und bei den Krabben findet man Bogengänge aus 3
senkrecht ufeinander stehenden Ebenen, in denen über den Sinneshaaren
eine gallertartige Cupula gespannt ist, die sich bei einer
Beschleunigugn verbiegt und einen Reiz auslöst.
Einen besonderen Drehsinn-Rezeptor findet man bei den Dipteren, die
verkleinerte Stummeflügel, deren Schwingungssystem mittels der
Corioliskraft die Drehung detektiert und die Fliege manövrierfähig
macht.
Invertebraten
Bei den Invertebraten wird eine Sensillum von einem Haar und einer
Zelle gebildet. Die Sensillen sind in mehrere Typen unterteilt:
Der Fadenhaartyp inst richtungssensitiv und wird durch Druck oder Zug
aktiviert.
Der Borstentyp ist ein reiner Berührungsrezeptor.
Das campaniforme Sensillum ist durch eine Querkompression, die zumeist
durch Belastung oder Muskelkraft ausgelöst wird, aktivierbar.
Der Scolopidialrezeptor endet unter dem Epthel und reagiert im
Körperinneren auf Druck und Zug.
Der Tubularkörper hat eine noch ungeklärte Funktion.
Die Weiterleitung des Reize erfolgt über multiterminale ganglionale
Rezeptorzellen.
Die Borstenfelder haben eine wichtige Funktion, da sie die
Gelenkstellungen melden.
Des weiteren nutzen vor allem Insekten die Mechanosensoren für die
Detektion der arteigenen Vibration (z.B. Grillengesang) und zur
Beuttierortung (Johnston-Organ oder bei Skorpione, die z.B. die
Bodenvibration nutzen).
Transduktion
Die Transduktion ist unterschiedlich. Teilweise sind Mechanosensoren,
wie bei der Muskelspindel, einfache unmyelinisiete Nervenendigungen
ohne erkennbare Spezialstruktur, manche Zellen haben fingerförmige,
Mikrovilllus- und Tubularkörper-ähnlciche Strukturen, die auf eine
Querkompression ansprechen und einige Hilfszellen wir die Merkelzellen
haben ebenfalls fingerförmige Ausläufer, die mit einem Dendriten
verbunden sind (s.o.).
Durch Hormone kann die transduktion sensibilisiert oder
desensibilisiert werden.
Durch hemmende Synapsen werden die Bewegungen, die vom Orgsnaismus
selbst stammen, unterdrückt.
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