Chemorezeption

Qualitätssicherung von Dr. med. Nonnenmacher am 13. November 2016
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Die Chemorezeption ist eine Wahrnehmungsqualität des Geruchs- und Geschmackssinns und registriert chemische Stoffe in der Luft über Chemorezeptoren. Die Chemosensoren messen zum Beispiel den Sauerstoffpartialdruck und leiten zur Vermeidung von Hypoxien die Atmung ein. Bei Patienten mit MCS (einem minimalen Bewusstseinszustand) ist die Chemorezeption gestört.

Inhaltsverzeichnis

Was ist die Chemorezeption?

Zusammen mit der Interozeption bildet die Exterozeption die Gesamtheit des menschlichen Wahrnehmungssystems aus. Unter der Exterozeption versteht die Medizin die Wahrnehmung von äußeren Reizen. Wahrnehmungssysteme für diese Wahrnehmungsart sind der Sehsinn, der Hörsinn, der Tastsinn und der Geruchs- sowie der Geschmackssinn.

Der Geruchs- und Geschmackssinn sind eng miteinander vernetzt und überschneiden sich teilweise in der Verarbeitung. Verschiedene Wahrnehmungsqualitäten spielen für den Geruchs- und Geschmackssinn eine Rolle. Die mitunter wichtigste Wahrnehmungsqualität aus diesem Bereich ist die Chemorezeption. Dabei handelt es sich um einen physiologischen Vorgang, der chemische Signale aus der Umgebung an Chemorezeptoren des Geruch- und Geschmacksinn binden lässt. Die Anwesenheit eines bestimmten Moleküls kann beispielsweise die Bindung initiieren.

Die Chemorezeptoren wandeln die Reize in ein Aktionspotential um und machen sie dem zentralen Nervensystem zugänglich. Chemorezeptoren sitzen sowohl in den Schleimhäuten der Nase, als auch in der Mundschleimhaut. Sie sind auf die Wahrnehmung von lufttransportierten oder flüssigkeitsgelösten Chemie-Stoffen spezialisiert und regulieren nicht zuletzt die Atmung.

Der Mensch besitzt etwa 320 unterschiedliche Chemorezeptoren. Tiere mit einem ausgeprägten Geruchssinn besitzen Chemorezeptoren für mehr als 1000 verschiedene Chemie-Moleküle.

Funktion & Aufgabe

Chemorezeptoren schützen den Menschen vor chemischen Stoffen in der Luft und in Flüssigkeiten. Außerdem sind sie an der Regulierung der Atmung, der Einstellung des Gefäßtonus und der Regulation des Säure-Basen-Haushalts beteiligt.

Die Medizin unterscheidet die Chemorezeption in die Wahrnehmung durch zentrale Chemorezeptoren und die Sinneseindrücke von peripheren Chemorezeptoren. Zentrale Chemorezeptoren sitzen im Kreislaufzentrum des Hirnstamms (Formatio reticularis) und messen den pH-Wert sowie den CO2-Partialdruck des Hirnwassers. Periphere Chemorezeptoren sind in der glomera carotica und den glomera aortica gelegen. Ihr Zuständigkeitsbereich ist die Sensibilität für Protonen des pH-Werts, für Kalium, für den O2-Partialdruck und den CO2-Partialdruck.

Alle peripheren Chemorezeptoren weisen eine ausgeprägt hohe Sensitivität für Sauerstoff auf. Wenn der O2-Partialdruck unter die sogenannte O2-Schwelle von 110 mm Hg sinkt, erregen sie die afferenten Nerven des Atemzentrums und regulieren die lebenswichtige Atmung, um Hypoxien vorzubeugen.

Die Chemorezeption ist eine Wahrnehmungsqualität des Geruchs- und Geschmackssinns und registriert chemische Stoffe in der Luft über Chemorezeptoren.

Periphere Chemorezeptoren zählen zu den Glomuszellen und stellen Gefäßknäuele dar, die über die Seitenäste benachbarter Arterien mit Blut versorgt werden. Diese Durchblutung macht sie zu den mitunter am besten durchbluteten Organen. Im Zusammenhang mit peripheren Chemorezeptoren werden Typ-I- und Typ-II-Glomuszellen unterschieden. Diese Zellen sitzen bilateral an der Teilungssequenz der Arteria carotis communis und in der Aorta des Glomus aorticum. Von diesem Gebiet aus ziehen sie sich bis zur Arteria subclavia dexter. Informationen über Hypoxien wandern als Impulse an den Nervus vagus und erreichen über den Nervus glossopharyngeus das Atemzentrum. Im Atemzentrum wird die Atmung auf Basis dieser Informationen eingeleitet.

Neben der Triggerzone der Chemorezeptoren am Boden des vierten Ventrikels innerhalb der Area postrema sitzen Chemosensoren in der Schleimhaut des Gastrointestinaltrakts. Diese Sensoren spielen eine wichtige Rolle für reflektorisches Erbrechen. Die Sensoren besitzen eine Sensitivität für Stoffe wie bakterielle Toxine, Emetin, höherkonzentrierte Kochsalzlösung und Kupfersulfat. Obwohl Chemosensoren vorwiegend für Interozeption im Sinne der chemischen Bemessung von Flüssigkeiten und Gasen im eigenen Körper zuständig sind, schützen sie den Menschen im Sinne der Exterozeption also auch vor dem Konsum bestimmter Substanzen von außerhalb.

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Krankheiten & Beschwerden

Eine Sonderposition unter den chemorezeptionsassoziierten Erkrankungen nimmt die vielfache Chemikalienunverträglichkeit ein. Dabei handelt es sich um ein Beschwerdebild mit starken Unverträglichkeiten für flüchtige Chemikalien, wie Duftstoffe, Zigarettenrauch, Lösemittel oder Abgase. Über lange Zeit stand zur Diskussion, ob die Erkrankung der Psychosomatik oder der Toxikologie zuzuordnen ist. Gemäß neuerer Studien handelt es sich um ein multifaktorielles Störungsbild mit Aspekten beider Felder.

MCS-Betroffene sind vor allem von Müdigkeit, Abgeschlagenheit, Konzentrationsstörungen, Kopfschmerzen und Augenbrennen betroffen. Zusätzlich plagt sie häufig ein Verlust der Merkfähigkeit, Atemnot, Schwindel oder Beschwerden des Bewegungsapparats. Auch Magen-Darm-Beschwerden und dermatologische Problematiken können vorkommen.

Zu den vermuteten Ursachen der Erkrankung wurden mehrere Theorien aufgestellt. Eine dieser Theorien besagt, dass die Unverträglichkeit auf arbeits- oder umweltbedingte Zusammenhänge zurückzuführen ist und möglicherweise einer genetischen Beteiligung unterliegt. Vergiftungen, fehlerhafte Nerven- und Hormonfunktionen oder Atemwegsprobleme und die Herabsetzung der nervlichen Auslöseschwelle sollen eine ursächliche Rolle spielen. Als chemische Auslöser kommen neben Lösungsmitteln sowohl Pestizide, als auch Metalle und Verbrennungsprodukte infrage.

Andere Theorien gehen von einer Initialexposition gegenüber neurotoxischer Schadstoffe aus, die mit den unspezifischen Symptomen einer neurotoxischen Vergiftung einhergeht. Nach dieser ersten Exposition sind die Effekte zwar reversibel, aber im Rahmen zusätzlicher Stressoren oder bei empfindlichen Menschen kann die Initialexposition in eine chronische Form übergehen.

Eine dritte Theorie beurteilt die Unverträglichkeit als rein psychiatrische Störung und bringt sie mit Depressionen, Neurosen oder Chemophobie in Zusammenhang.

Neben dieser Erkrankung spielen Beschwerden oder gar ein Ausfall der Chemorezeption vorwiegend im Zusammenhang mit den leitenden Nervenbahnen und den verarbeitenden Gehirnarealen eine Rolle. Bei Läsionen in den beteiligten Gebieten des zentralen Nervensystems können sich schwere Fehlregulationen einstellen, die unter anderem die Atmung und den Säure-Basen-Haushalt betreffen. Als Teil des vegetativen Nervensystems ist das Atemzentrum für neurologische Erkrankungen, wie die Multiple Sklerose, weniger angreifbar als für Schlaganfälle, Ischämien oder verwandte Phänomene.

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