Sinneszellen

Sinneszellen, Rezeptoren, Rezeptorzellen, Strukturen zur Aufnahme und Beantwortung von Reizen bei Tieren; sie wandeln Reizenergie in elektrische Energie um. Den verschiedenen Reizmodalitäten (z.B. mechanisch, chemisch, optisch) entsprechen verschiedene Rezeptortypen. Ein Reiz löst als Antwort eine Erregung aus.

    Morphologisch unterscheidet man drei Typen von S.: a) primäre S. sind Nervenzellen, die mit Dendriten Reize aufnehmen und die Impulse mit einem langen Axon direkt zum ZNS leiten (z.B. Riechzellen der Wirbeltiere); b) Sinnesnervenzellen sind Nervenzellen, deren Perikaryon unter dem Epithel liegt; von dort aus senden sie aufnehmende Dendriten zum Ort der Reizaufnahme, wo sie aufgezweigt als freie Nervenendigung oder umgeben von Hüllzellen enden (z.B. Tastkörperchen in der Wirbeltierhaut); c) sekundäre S. sind spezialisierte Epithelzellen, die ihre Erregung durch Synapsen auf eine afferente Nervenfaser übertragen. Inzwischen sind sie nicht nur bei Wirbeltieren bekannt (z.B. Geschmacksrezeptoren), sondern wurden auch bei Wirbellosen, z.B. Weichtieren und Chaetognathen, gefunden.

    Für jede S. gibt es einen adäquaten Reiz, d.h. eine spezifische Energieform (Reizmodalität), die schon bei geringster Energiemenge eine Erregung auslöst.

Für andere Reizmodalitäten muss die Energiemenge, die eine Erregung auslöst, die Schwellenenergie, wesentlich höher sein (inadäquater Reiz). So ist die Belichtung des menschlichen Auges ein adäquater, ein Schlag darauf ein inadäquater Reiz.

    Die S. antworten auf einen Reiz mit einer Änderung des Ruhepotentials. Diese Membranpotentialänderung, meist eine Depolarisation, heißt Rezeptorpotential und kommt aufgrund einer besseren Permeabilität der Membran für Na⁺- und andere Ionen zustande. Die Energie, die für Entstehung und Weiterleitung eines Rezeptorpotentials nötig ist, entstammt nicht dem Reiz, sondern dem Stoffwechsel der S. Die Schwellenenergie, von der gerade noch ein Aktionspotential ausgelöst wird, ist bei manchen S. außerordentlich gering (z.B. für das menschliche Auge 5,6 x 10^-17 J/s). Die Amplitude des Rezeptorpotentials hängt ähnlich wie beim postsynaptischen Potential von der Reizintensität ab. Das Rezeptorpotential breitet sich rein passiv über geringfügige Ausgleichsströme vom Ort seiner Entstehung bis zu dem Membranbezirk aus, an dem ein Aktionspotential gebildet werden kann (meist am Axonursprung). Nur wenn seine Amplitude dort noch den Schwellenwert erreicht, wird ein Aktionspotential ausgelöst (Alles-oder-Nichts- Regel). Dessen Frequenz ist um so größer, je größer das Rezeptorpotential ist. Bei manchen primären S.

mit kurzem Axon sowie den sekundären S. löst das Rezeptorpotential nicht ein Aktionspotential aus, sondern führt zu einer Transmitterfreisetzung an den Synapsen zum Neuron.

    S. unterliegen der Adaptation, d.h. die Amplitude des Rezeptorpotentials nimmt ab, wenn ein Reiz längere Zeit mit gleich bleibender Intensität einwirkt. Diese »Abstumpfung« der S. beruht wohl darauf, dass sich die Durchlässigkeit der Rezeptormembran für Ionen verringert. Aus der Abnahme der Amplitude ergibt sich eine Verringerung der Impulsfrequenz des Neurons. Eine S. ist tonisch, wenn sich die Impulsfrequenz nicht ändert, solange ein konstant einwirkender Reiz andauert. Am häufigsten kommen phasisch-tonische S. vor, bei denen die hohe Impulsfrequenz während der konstanten Reizeinwirkung auf eine niedrigere Frequenz abfällt, die dann gleich bleibt. Fällt die Impulsfrequenz im Verlauf der Reizung auf Null, spricht man von phasischen S.

    Exterorezeptoren sind Sinneszellen, die auf Reize aus der Umgebung des Organismus reagieren, Interorezeptoren solche, die durch Reize aus dem Körperinnern erregt werden.