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| IMC Wiki | Vestibuläres System

Vestibuläres System

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Übersicht

Das auditorische System (Gehör) ist mit dem vestibulären System (Gleichgewichts- oder Beschleunigungsorgan) anatomisch und funktionell benachbart.

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Die Rezeptoren des Gleichgewichtsorganes der Primaten befinden sich in Bogengängen (Drehbeschleunigung) und den Vorhofsäckchen (geradlinige Beschleunigung). Gleichgewichtsorgane oder solche, die die Lage der Organismen zur Falllinie (Gravitation) registrieren, sind in der Natur weit verbreitet. Wie in Auditorisches System [abb. 2] gezeigt, besitzen Insekten Haarzellen, welche sich in einer Kugelkammer befinden. Inmitten der Kammer liegen die Statolithen, welche sich durch die Schwerkraft am tiefsten Punkt fixiert über die Haarzellen bewegen, wenn das Insekt eine Beschleunigung in einer horizontalen, vertikalen oder kreisförmigen Bahn erfährt. Fische und Amphibien haben neben Bogengängen, Sacculus und Utriculus ein Seitenlinienorgan. Es ist ein Durchflussrohr, enthält aber Haarzellen in jeweils einer Cupula, einer gelatinösen Kappe, welche Verbiegungen durch Beschleunigungen der Strömung erfährt (Neuromasten). Die Rezeptoren der vestibulären Systeme der Primaten befinden sich im Vorhof (Vestibulum) und den Bogengängen im Bereich des Innenohres. Der adäquate Reiz für die Sensoren ist die positive oder negative, geradlinige oder kreisförmige Beschleunigung des Kopfes.

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Zu den geradlinigen Beschleunigungen gehören die Steigerung oder Verminderung der Geschwindigkeit horizontal (z. B. Laufen) und vertikal (Erdbeschleunigung). Drehbeschleunigungen (auch Winkelbeschleunigungen) oder Rotationsbeschleunigungen des Kopfes nach vorne oder hinten, links oder rechts, aber auch zwischen diesen Extremen, werden bei jeder Kreisbahn des Kopfes registriert.
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Anatomie und Physiologie

Das Labyrinth, im weiteren Sinne das Kanalsystem des Innenohres (Auris interna), besteht aus dem Hör- und Gleichgewichtsorgan und ist in das Felsenbein (Schläfenbein) eingelassen. Das Labyrinthus cochlearis ist das Hörorgan (s. o.), das Labyrinthus vestibularis ist das Gleichgewichtsorgan. Es besteht aus zwei Vorhofsäckchen (Utriculus und Sacchulus) mit den Sinnesfeldern (Maculae) zum Registrieren geradliniger Beschleunigungen (Vorhofsäckchen) und aus drei Bogengängen zur Registrierung der Drehbeschleunigungen (Bogengänge). Darüber hinaus ist ein Druckausgleichsgang (Ductus endolymphaticus) angelegt.

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Das Epithel mit Sinneszellen für die Linearbeschleunigung befindet sich im Sacculus und Utriculus. Sie sind miteinander verbunden. Die Sinneszellen (Sterocilien) sind Haarzellen, von einem Nervenfaserkorb umgeben. Die Sinneshaare sind in eine Gallertschicht eingebettet, welche in den Deckbereichen mit Steinchen (Kalksteine) besetzt ist: Otholithenmembran. Die Steinchen haben einen Durchmesser von 2-5 µm, entsprechend etwa der Größe von Erythrozyten. Das Epithel mit den Sensoren für Drehbeschleunigungen befindet sich in den Bogengängen, mit Endolymphe gefüllten Kanälen. Das Sinnesepithel sitzt auf einem bindegewebigen Hügel (zusammen = Sinneskamm = Crista ampullaris). Es ist in eine Gallertkuppel eingehüllt. Drehbewegungen führen, wie Linearbeschleunigungen auch zu einer Verbiegung der Gallertcupula (s. u.). Von den Sinneszellen nehmen über eine Synapse die Nervenfasern die Information auf. Diese leiten sich zum Nervus vestibularis weiter. Der Endolymphgang, eine Verbindung von Ductus utriculo saccularis mit dem Blindsack, der unter die harte Hirnhaut reicht, dient dem Druckausgleich des Systems. Die physiologischen Abläufe beruhen zunächst auf dem Beharrungsvermögen der Endolymphe, wobei eine Differenz der Geschwindigkeiten der Linear- oder Drehbewegung gegenüber der Bewegung der Endolymphe entsteht. Diese Flüssigkeitsströmung verbiegt die Cupula und verschiebt die Otholithenmembran bei entsprechenden Bewegungen. Die Verbiegung der Zilien (Haare) verändert die Entladungsfrequenz der Rezeptorfaserneinheiten. Die Aktionspotentiale werden verschlüsselt und über den N. vestibularis (VIII. Hirnnerv) zu den Kerngebieten und die Hirnrinde geleitet. Jeder dieser aus verschiedenen Beschleunigungen resultierende Aktionsstrom erreicht das für ihn zuständige Hirnareal, wodurch die Art der Beschleunigung exakt identifiziert werden kann (Linear-, Dreh-, Positiv-, Negativ-Beschleunigung).

Zentrale Verarbeitung der Impulse des N. vestibularis

Erste Station der Fasern des Gleichgewichtsnerven sind die Vestibulariskerne in der Medulla oblongata. Von hier gehen die Informationen zum Thalamus und weiter zur hinteren Zentralwindung der Großhirnrinde.

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Von den Vestibulariskernen bestehen Vernetzungen mit dem motorischen System, insbesondere über das Kleinhirn (Gleichgewicht) und die motorischen Neuronen des Rückenmarkes (Tractus vestibulospinalis).
Verbindungen zum autonomen Nervensystem, eigentlich als Regulans zur Vermeidung exzessiver Beschleunigungen gedacht, führt im modernen Verkehrswesen vielfach zur Reisekrankheit (s. u.). Schließlich bestehen neuronale Verbindungen zu den Assoziationszentren der Hirnrinde und zum limbischen System.