25) Thermoreception

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1. Periphere Thermosensoren

Der Temperaturregulation und den thermosensiblen Elementen des Hypothalamus ist eine eigene Frage gewidmet. Hier möchte ich, obwohl zentrale und periphere Thermosensoren in einem Regelsystem untergebracht sind, im Anschluß auf die vorige Frage h.s. auf die periphere Komponenten hinweisen.

Beim Temperatursinn werden zumindest zwei Qualitäten (Dimensionen) unterschieden: es gibt spezifische Kaltpunkte und Warmpunkte.

Die Kaltpunkte liegen dicht unter der Epidermis, während sich die Warmsensoren mehr in den oberen und mittleren Schichten des Coriums befinden.

Kaltreceptoren werden von Nervenfasern der Gruppe III versorgt und Warmreceptoren von solchen der Gruppe IV. Für Kaltreceptoren wurden spezielle Nervenendigungen gefunden, im Gegensatz zu den Warmreceptoren, die durch freie Nerfenendigungen dargestellt werden.

Psychophysische Untersuchungen des Temperatursinnes werden mittels einer Thermode (Prinzip: Flüssigkeit mit bestimmter Temperatur wird durch ein Metallrohr geleitet, welches der Haut aufliegt – ein intracutanes Thermometer liefert die Meßdaten), oder mit einem elektrischen Peltier-Element durchgeführt.

In einem gewissen Bereich ist vollständige Adaption möglich (Badeerlebnisse). Als Zone der Indifferenztemperatur wird der Bereich verstanden, in dem Adaption eintritt (ca. 30° – 36° C).

Oberhalbvon 36° C kommt es zu einer andauernden Warmempfindung, die natürlich umso intensiver ist, je höher die Temperatur ist. Ab ca. 45° C kommt es zum Hitzeschmerz. Kälteschmerz (selbstverständlich ist hier immer die Hauttemperatur und nicht die Raumtemperatur gemeint) tritt unterhalb von etwa 17° C auf und eine dauerhafte Kaltempfindung kann sich unterhalb von 30° C einstellen.

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2. Parameter, welche bei Änderung der Hauttemperatur eine wesentliche Rolle spielen

1.) Die Ausgangstemperatur;

Eine kühle Haut (z.B. 28° C) muß nur wenig abgekühlt werden, um die Empfindung „kälter geworden“ auszuklösen (rd. 0,2° C) aber sie muß um rd. 1° C erwärmt werden, um die Empfindung „wärmer geworden“ auszulösen (Weber’s Dreischalenversuch: kalt-lau-warm).

2.) Geschwindigkeit der Temperaturänderung;

Wenn dieGeschwindigkeit der Temperaturänderung größer als 5° C/min ist, so ist der Einfluß auf die Warm- und Kaltschwellen gering. Bei langsamen Temperaturänderungen nehmen die Schwellen aber zu, weshalb bei sehr langsmer Temperaturabnahme eie große Hautfläche unbemerkt abkühlen kann (Faktor bei Erkältungen).

3.) Ausdehnung des betroffenen Haurareals;

Empfindung bei Temperaturänderungen von einer bestimmten Ausgangstemperatur aus schematisch dargestellt:

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3. Eigenschaften der peripheren Sensoren:

Die Entladungsfrequenz der Warmsensoren nimmt von 30° C bis 43° C zu und dann erfolgt ein rascher Abfall.

Kältesensoren zeigen ein Maximum, das zwischen 17° C und 36° C liegt, wodurch zwei Temperaturen einer Entladungsfrequenz zugeordnet werden. Zur Differenzierung werden wahrscheinlich auch dynamische Antworten ausgewertet (gruppierte Entladungen). Wie eine Temperatur unter 17° C erkannt werden kann, ist nicht bekannt (Schmerzempfindung?. Die Kältesensoren sprechen überdies auch auf Temperaturen über 45° C an. die verschiedenen Typen von Kaltsensoren werden zu den PD-Fühlern gerechnet, da die Entladungsfrequenz nicht nur von der Temperatur (P-Anteil), sondern auch von der Geschwindigkeit der Änderung (D-Anteil) abhängt.

An dieser Stelle möchte ich mocvh auf die Weber-Täuschung (kalte Gewichte scheinen schwerer zu sein als warme; die Ursache liegt vermutlich in unspezifischen Thermosensoren [bzw. Mechanosensoren]. Eine weitere interessante Erscheinung ist die paradoxe Kaltempfindung bei sehr starken Wärmereizen die, vermutlich durch die Entladung der Kaltsensoren bei Temperaturen über 45° C zustandekommt.

Lokale Erwärmung der Haut führt zu einer Vasodilatation, und lokale Abkühlung zu einer Vasoconstriction (siehe auch Lewis-Reaktion).

Für diese lokalen thermoregulatorischen Durchblutungsänderungen zwecks Wärmeabgabe bzw. -isolation sind die peripheren Thermosensoren verant-wortlich und nicht die über Abkühlung des Blutes funktionierende zentrale Regulation über den Hyperthalamus.

Trozdem ist eine konsensuelle Gefäßreaktion zu beobachten.

Abkühlen der rechten Hand bewirkt auch in der linken Hand eine Vasoconstriction. Für diese Gefäßreaktionen sind h.s. die peripheren Thermoreceptoren verantwortlich, was darauf hinweist, daß die Thermosensoren nicht nur für die Temperaturempfindung sondern auch für die Temperaturregulation bedeutsam sind. Die Weiterleitung der Informationen nach zentral geschieht, wie beim Schmerz, über den VSS (Tr. spinothalamicus); siehe auch Brown-Sequard-Syndrom.

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4. Zwischenfragen:

  • In welchen Leitungssystemen werden die Informationen der peripheren Temperaturreceptoren nach zentral geleitet?
  • Was wissen Sie bzgl. des Temperatursinnes über die Adaption?
  • Was sind die peripheren Receptoren für den Temperatursinn?
  • Welche Nervenfasern leiten Informationen von den peripheren Thermosensoren nach zentral?

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