Thermorezeption

1. Einleitung

Thermorezeptoren bzw. –sensoren dienen zur Wahrnehmung von Temperaturänderungen bzw. zum Erkennen von Temperaturbereichen, in denen der Körper Energie aufwenden muss, um die ideale Körpertemperatur aufrecht zu erhalten.

2. Kalt- und Warmsensoren

Kaltsensoren

Sie liegen dicht unter der Epidermis und sind besonders empfindlich zwischen 20°C und 34 °C. Abkühlung der Haut à Anstieg der Entladungsfrequenz; starke Abkühlung à „Burstmodus“, d.h. AP's in Gruppen gefeuert und dazwischen Perioden ohne Aktivität. Erwärmen der Haut à Hemmung der Kaltsensoren.

Durch Menthol wurde ein Ionenkanal identifiziert, der in den Nervenfaser-endigungen der Kaltsensoren lokalisiert ist.

Warmsensoren

Sie liegen etwas tiefer im Corium und sind besonders empfindlich zwischen 37°C und 40°C. Erwärmung der Haut à Anstieg der Entladungsfrequenz bis zum Burstmodus; Abkühlung der Haut à Hemmung der Sensoren.

Ab 43°C springen nicht mehr die Warmsensoren an, sondern so genannte „Nozizeptoren“ (siehe Schmerzreferate). Identifiziert wurde einer dieser Sensoren, TRPV1, durch Capsaicin, den scharf machenden Bestandteil der Pepperoni.

Bei Temperaturen von ca. 45°C (z.B. in zu heißer Badewanne) kommt es zu paradoxen Kälte-empfindungen, da es hier nochmals zu einer einer kurzfristigen Entladung der Kaltsensoren kommt. Sie reagieren dann wie die hitzeempfindlichen Nozizeptoren.

Die Informationsweiterleitung zum Hypothalamus ist Frequenz moduliert, d.h. eine bestimmte Frequenz codiert für eine bestimmte Temperatur.

3. Temperaturempfindungen

Wir unterscheiden zwischen einer statischen Temperaturempfindung bei konstanter Hauttemperatur und einer dynamischen Temperaturempfindung während der Änderung der Hauttemperatur.

- statische Temp.empfindung:

Zone der Indifferenztemp.: Hier erfolgt vollständige Adaptation der Empfindung

Physiologischer Nullpunkt: Hier hat man keine Temperaturempfindung

-dynamische Temperaturempfindung:

Ist im Wesentlichen abhängig von 3 Größen

• Ausgangstemperatur der Haut

• Geschwindigkeit der Temperaturänderung

• Größe des gereizten Hautareals

4. Verschiedene Tiere

Schlangen

• Labialgruben bei Riesenschlangen

• Grubenorgan bei Crotalinae

Labialgruben und Grubenorgan dienen beide der Erkennung von IR. Unterschiede: Labialgruben in Schuppenreihe entlang der Lippen, Grubenorgan jew. eines auf jeder Seite des Kopfes zwischen Auge und Mund; Grubenorgan hat sensorische Membran, Labialgruben haben gut durchbluteten Grund mit Rezeptoren. Mit Grubenorgane können Temperaturänderungen von 0,003°C erkannt werden.

Melanophila

Die Feuerkäfer besitzen IR-Rezeptoren in Grubenorganen, die sich an der Basis der Mittelbeine befinden. Mit diesen Organen sind die Käfer in der Lage, Brände zu lokalisieren à die Larven können Abwehrmechanismen der Bäume (z.B. Harzfluss) nicht standhalten, d.h. sie brauchen die tote Rinde der verbrannten Bäume.

Vampirfledermäuse

Sie haben Grubenorgane auf dem Nasenaufsatz. Diese werden dazu benutzt bei Beutetieren Körperstellen zu finden an denen die Venen dicht unter der Haut liegen

Thermometerhuhn

Männchen brütet Eier in einem Sandhügel. Temperatur des Hügels muss konstant bei 33°C gehalten werden. Wie??

Männchen steckt Schnabel in den Hügel und zieht ihn mit Sand gefüllt wieder heraus. Temp.messung erfolgt entweder mit der

Zunge oder mit Sensoren im Schnabel (noch nicht eindeutig geklärt). Ist die Temp. zu hoch, wird der Hügel entweder geöffnet oder mit Sand noch weiter gegen die Hitze is

oliert. Ist die Temp. zu niederig, wird der Hügel während der Mittagssonne geöffnet und am Abend mit Sand isoliert, damit die Wärme drinnen bleibt.

Autor: Melanie Kretz

5. Quellen :

Gordon L. Fain, Sensory Transduction, Sinauer Associates 2003

Schmidt ,R. F., Thewes, G., Physiologie des Menschen, Springer, 27. Auflage 1997

Penzlin, H., Lehrbuch der Tierphysiologie, Fischer, 6. Auflage 1996

www.sinnesphysiologie.de

diverse andere Internetsites über Melanophila und das Thermometerhuhn (zu finden über www.google.de )

Weitere Referate zu diesem Themenbereich:

Hautsinne

Elektrorezeptoren

Magnetsinn

Chemotaxis und Musterbildung

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