Aursi (Ohr, Verstibuläres System)

Das Vestibularorgnaan macht sich die Trägheit der Endolymphe zu nutze. Bei einer Drehung oder Bewegung des Kopfes im Raum, bewegt sich das Vestibularorgan mit den Sinneszellen schneller als die sich darin befindliche Endolymphe.

Die Endolymphe setzt sich zeitlich verzögeet in Bewegung. Diese verzögerte Bewegung der Endolymphe wird von den Sinneszellen wahrgenommen und vom ZNS als Bewegung interpretiert

Lage: Sie sind im Sacculus (Macula sacculi) und Utriculus (Macula utriculi) enthalten

Ausrichtung:

• Sacculus: Vertikale Ausrichtung

• Utriculus: horizontale Ausrichtung

• Sie stehen im 90° Winkel zueinander

Sinnesepithel: Sitzt jeweils am Boden der Macula

• Haarzellen:

  • Sind in verschiedene Richtungen ausgerichtet

  • ca 15.000 - 30.000 pro Macula

  • Stereozilien und Kinozilien ragen in die Otholitenmembran

• Stützzellen:

  • Stehem mit Haarzellen und Perilymphe in Verbindung

• Gallertige Membran, die alle Haarzellen überzieht

• Kalziumkarbonatkristalle sind in Ihr eingebettet (Otholiten)

Lage: Sie liegen in der Ampulle der jeweiligen Bogengänge in allen drei Raumebenen.

Ductus sc. anterior & posterior:

• liegen 45° zur jeweiligen Schläfe hin ausgelenkt

• liegen zueinander im 90° Winkel

D. sc. lateralis:

• 30° nach vorne angehoben

• 90° zu den anderen Bogengängen

Sinnesepithel (crista ampularis):

Sitzt jeweils am Boden der Ampulla

• Haarzellen:

  • sind in die gleiche Richtung ausgelenkt

  • ca 7000 pro Crista Ampularis

  • Stereozilien und Kinozilien ragen in die Cupula

• Stützzellen:

  • Stehen mit Haarzellen und Perilymphe in verbindung

• Cupula:

  • Gallertige Membran überzieht alle Haarzellen (keine Otholiten)

  • Capulaauslenkung von 1/1000 Grad führen zur Änderung der Aktivität der Haarzellen

Funktion:

• Für den Ionenaustausch zur De- und Repolarisation

• Ionenzusammensetzung: Hohe Na+, niedrige K+ Konzentration

Funktion:

• Füllt alle Bogengänge der Maculae aus

• für den Ionenaustausch bei der De- und Repolarisation

• Trägheit der Endolymphe verursacht die Auslenkung der Stereo- und Kinozilien

• Ionenzusammensetzung: Hohe Na+, niedrige K+ Konzentration

Funktion:

• wahrnehmung der Auslenkung der Cupula und der Otholitenmembran

• Sind sekundäre Sinneszellen

• Ab einer Auslenkung von 1nm offnen sich die Transduktionskanäle

• Ausschüttung des Neurotransmitters Glutamat

Aufbau:

• Pro Haarzelle ca 80 Stereozilien

• Pro Haarzelle ist je ein Kinozilium als größtes Zilium vorhanden

• Bewegung der Stereozilien ist in beide Richtungen möglich (zum Kinozilium hin und weg)

• verbindung über Tip-Links

• Im Bereich der Tip-Links befinden sich va. Kalium-Kanäle

• negatives Ruhepotential von -70mV

Bewegungswahrnehmung:

• Bei aufrechter Kopfhaltung werden vorallem die Haarzellen der Macula sacculi erregt

• Bei geneigter Kopfhaltung werden vorallem die Haarzellen der Macula utriculi erregt

• Ausrichtung der Haarzellen in unterschiedliche Richtungen:

  • Bei einer Bewegung werden Haarzellen sowohl depolarisiert (aktiviert) als auch hyperpolarisiert (gehemmt)

Statische Information:

• Durch die erhöhte Dichte der Otholitenmembran wirkt die Schwerkraft dauerhaft

• Die Zilien der Sinneszellen werden dauerhaft erreigt

• Das ZNS erhält eine statische Information über die Lage des Kopfes zum Erdmittelpunkt

Dynamische Information:

• Bei der Beschleunigung bleibt die Otholitenmembran hinter dem beschleunigten Makulargewebe zurück. Die Stereo- und Kinozilien werden erregt

Bewegungswahrnehmung:

• die Culpula besitzt keine Otholiten und kann daher keine dauerhafte statische Information liefern

• Utriculopetale Auslenkung:

  • Auslenkung des Kinoziliums zum Utriculus hin (Aktivierung)

• Utriculofugale Auslenkung:

  • Auslenkung des Kinoziliums vom Utriculus weg (Hemmung)

Dynamische Information:

• Bei Drehbeschleunigungen des Kopfes bleibt die Endolymphe hinter der Cupula zurück. Die Stereo- und Kinozilien werden erregt.

• Keine dauerhafte auslenkung der Cupula möglich aufgrund der geringeren Dichte

Das Rezeptorpotential / Sensorpotential der Haarzelle wird nach dem gleichen Prinzip der Haarzellen in der Cochlea erzeugt.

Ruheaktivität (Tonische Sinneszellen):

• Durch eine hohe Grundspannung der Tip links werden die Transduktionskanäle ständig etwas offen gehalten. Dies bewirkt eine stetige Transmitterfreigabe (Glutamat)

• Stereozilien werden in Richtung des Kinozilizms gezogen. Transdurktionskanäle eher offen (Erhöhte Aktivität)

• Stereozilien werden in Gegenrichtung des Kinozilizms gezogen. Transdurktionskanäle eher geschlossen (Verminderte Aktivität)

-> Es wird also entweder mehr oder weniger Glutamat freigesetzt, wodurch in den nachgeschalteten Neuronen eine höhere oder niedrigere Aktionspotentialfrequenz freigesetzt wird.

1. Neuron:

   • beginnt mit den Haarzellen

   • Afferente innervation der Haarzellen, deren Zellkörper je nachdem im Ganglion vestibulare, pars sup. oder pars inf. liegen

   • Bilden den Beginn des N. Vestibulocochlearis (VIII), Radix vestibularis

   • Enden in den Ncll. vestibulares sup., lat., inf., medialis

2. Neuron:

   • Ncll. vestibulares sup., lat., inf., medialis:

     -> Sind Integrationskerne, die auch somatosensorische, visuelle und cerebellare afferenzen enthalten

   • Ipsi- und Kontralaterale Verstibulariskerne:

     -> Zur Verknüpfung der Informationen aus beiden Vestibularorganen

   • Augenmuskelkerne der drei Hirnnerven (II,IV,VI)

     -> Über Fasciculus longitudinalis medialis

     -> Kontrolle der Augenbewegungen (Vestibulo-Okular-Reflex)

     -> Ncl. nervi oculomotorii, Ncl. assesorius nervi oculomotorii

     -> Ncl. nervi trochlearis

     -> Ncl. nervi abducentis

   • Kortex

     -> über Fasciculus longitudinalis medialis durch Thalamus

     -> Es gibt keinen primären vestibulären Kortex.

     -> Sulcus intraparietalis

     -> Sulcus lateralis

     -> Parietoinsulärer und Inselkortex

   • Cerebellum:

     -> über den Pedunculus cerebellaris inf.

     -> initiierung von koordinierten Körperbewegungen

   • Tractus vestibulospinalis:

     -> Er dient der Koordination unwillkürlicher Körperbewegungen für die Somatomotorik

     -> Extrapyramidale Motorik

Vestibulookuläre Reflexe laufen unbewusst ab und sind sehr effizient, da:

-> die Signaltransduktion im Vestibularorgan sehr schnell ist

-> Die Verschaltung nur über jeweils zwei Synapsen erfolgt (Vestibulariskerne und Augenmuskelkerne)

Funktion:

Stabile Bilder werden schärfer und genauer wahrgenommen, indem das Bild der Umbewlt bei einer Kopfbewegung auf der Retina stabilisiert wird. Regestrieren die Bogengänge eine Kopfdrehung, werden deshalb reflektorisch die Augen entgegengesetzt gedreht.

Reflexverschaltung (Kopfdrehung nach links):

Linke Bogengangafferenzen (Aktivierung)

1.Weg

• Afferenzen ziehen in den kontralateralen Vestibularkern (rechts, aktivierend)

• Interneurine der kontralateralen Vestibulariskerne führen zum kontralateralen Abduzenzkern (rechts, aktivierend)

  -> Motoneurone des Abduzenzkerns werden aktiviert

  -> M. rectus lateralis des rechten Auges kontrahiert

Linke Bogengangafferenzen (Aktivierung)

2.Weg

• Afferenzen ziehen in den ipsilateralen Verstibulariskern (links, aktivierend)

• Interneurone der ipsilateralen Vestibulariskerne führen zum upsilateralen Abduzenzkern (links, hemmend)

  -> Motoneurone des Abduzenzkerns werden gehemmt

  -> M. rectus lateralis des linken Auges relaxiert

• Interneurone des ipsilateralen Abduzenzkerns führen zum kontralateralen Okulomotoriuskern (rechts, hemmend)

  -> Motoneurone des kontralateralen Okulomotoriskerns werden gehemmt

  -> M. rectus medialis des rechten Auges relaxiert

Funktion:

• Dient der stabilisierung der Augen gegenüber der Kopfbewegung

• Wird bei Reizung der Bogengänge ausgelöst und adaptiert sich bei anhaltender Drehbewegung

Ablauf:

Kompensation einer ausgedehnten Kopfbewegung über zwei Schritte:

• Kompensatorische Augenrollbewegung in Gegenrichtung der Kopfbewegung zur fixierung eines Objekts

• Schnellle Rückstellkaskade in Richtung der Kopfbewegung zur erneuten fixierung eines anderen Objekts

-> Nystagmus = Augenpendeln

Funktion:

• ermöglicht der aufrechten Körperhaltung, des aufrechten Ganges, der Stabilisierung der Kopfhaltung (Vestibulozervikale Reflexe) und der reflektorischen Ausgleichsbewegung bei ungewollter Körperhaltung (Stolpern)

• Das ist auch ohne visuelle Informationen möglich

Ablauf:

Vestibularorgan kann nicht unterscheiden ob nur der Kopf oder der ganze Körper beschleunigt wird

• somatomotorische eingänge von propriozeptiven Informationen (Gelenkstellung azs dem Hals- Rumpfbereich und Extremitäten)

• unwillkürlich koordinierte Somatomotorik findet über den Tractus vestibulospinalis medialis und lateralis statt

• Auslösung durch eine rotierende Streiftrommel

• Durch die fixierung der rotierenden Streifen kommt es zum Nystagmus

• Pat. wird auf einem Drehstuhl konstant rotiert.

• beim Andrehen wird ein Reiz in der Cupula ausgelöst, der zu einem Rotationsnystagmus führt

• dieser hält nur 10 sek. an, da bei konstanter Drehbewegung keine beschleunigung mehr zum auslenken der Cupula führt

• Beim Aprupten anhalten wird aufgrund der Trägheit der Cupula erneut angeregt

• Das ZNS interpretiert dies als Beschleunigung

• Es kommt zu schwindel und einem entgegengesetztem postrotatorischen Nystagmus