Hallo,
wie funktioniert denn ein Wärme-/Kälterezeptor und wie kann man sich dann daraus erklären, dass man, wenn man drei Schüsseln mit 10°, 20° und 30° temperierten Wasser hat, von der 10°-Schüssel die 20°-Schüssel als warm empfindet und wenn man von der 30°-Schüssel in die 20°Schüssel geht, es als kalt empfindet?
Danke
Tim
Hallo Tim,
wie funktioniert denn ein Wärme-/Kälterezeptor
es gibt davon viele. Die Wichtigsten sind die sog. TRP-Rezeptoren. Diese Ionenkanäle öffnen und schließen sich temperaturabhängig und lassen im geöffneten Zustand Natrium- und Kalziumionen in das Zellinnere einströmen. Dadurch depolarisiert die Zelle u.s.w. Von diesen TRP-Rezeptoren gibt es verschiedene Familien. Darunter sind auch jene Hitzerezeptoren (TRPV), die u.a. auf das Capsaicin in den Chillischoten reagieren. Darum treibt es einem bei chillischarfen Gerichten gerne den Schweiß auf die Stirn.
Einige der Rezeptoren detektieren Wärme (die Öffnungswahrscheinlichkeit steigt mit steigender Temperatur), andere Kälte (die Öffnungswahrscheinlichkeit steigt mit fallender Temperatur) und wiederum andere detektieren beides (sind „multimodal“). Die Summe aller eingehenden Potenziale aller Rezeptorfamilien wird dann im ZNS zum eigentlichen Temperaturempfinden zusammengerechnet. Überschreitet die Gewebetemperatur bestimmte Grenzen, wird sie als schmerzhaft empfunden (sowohl Kälte als auch Hitze).
und wie kann
man sich dann daraus erklären, dass man, wenn man drei
Schüsseln mit 10°, 20° und 30° temperierten Wasser hat, von
der 10°-Schüssel die 20°-Schüssel als warm empfindet und wenn
man von der 30°-Schüssel in die 20°Schüssel geht, es als kalt
empfindet?
Dies ist eine Eigenschaft des Temperaturempfindens (auch beispielsweise des Gehörs), die man phasisch-tonisch nennt. Die Empfindlichkeit der Wärme- und Kälterezeptoren passt sich der Umgebung an (wird moduliert). Diese Anpassung hält sich in einem gewissen Rahmen - schädliche Kälte und Hitze wird nach wie vor als schmerzhaft empfunden - wirkt sich jedoch in einem moderaten Temperaturbereich deutlich spürbar aus.
Die kalte Wassertemperatur wird von der einen Hand nach einiger Zeit etwas wärmer empfunden und die warme von der anderen Hand etwas kälter. Beides wird also in Richtung „normal“ korrigiert. Hält man nun beide Hände in das Wasser der mittleren Temperatur, empfindet die nach oben geeichte Hand (vorher kalt) das Wasser warm, während die nach unten geeichte Hand (vorher warm) das gleiche Wasser nun kalt empfindet. Nach einiger Zeit passt sich die Empfindlichkeit der Rezeptoren wieder an die neuen Bedingungen an und beide Hände fühlen das mittlere Wasser gleich warm. Wie das genau funktioniert, ist nicht geklärt. Man weiß aber, dass bestimmte Mediatoren (Prostaglandine, Leukotriene etc.) die Empfindlichkeit der nozizeptiven Temperatursensoren (also jene für die schmerzhaften Temperaturen) verstärken können.
LG
Huttatta
Die kalte Wassertemperatur wird von der einen Hand nach
einiger Zeit etwas wärmer empfunden und die warme von der
anderen Hand etwas kälter. Beides wird also in Richtung
„normal“ korrigiert. Hält man nun beide Hände in das Wasser
der mittleren Temperatur, empfindet die nach oben geeichte
Hand (vorher kalt) das Wasser warm, während die nach unten
geeichte Hand (vorher warm) das gleiche Wasser nun kalt
empfindet.
Man kann doch aber festhalten, dass die Rezeptoren bei gleicher Temperatur, also egal ob sie von kalt oder warum kommen, die gleichen Reize bzw. Reizbilder abgeben. Das Gehirn muss nun das mit dem vorherigen Bild der Reize vergleichen und dann entsteht der Eindruck, dass es kälter wird, bzw. wärmer, oder?
Hi Tim,
für die Anpassung gibt es verschiedene Möglichkeiten und sie kann sowohl im ZNS als auch im PNS stattfinden. Oft werden Rezeptoren direkt an Ort und Stelle moduliert. Häufig wird aber auch die Übertragung der Reize des Sensorneurons auf das Folgeneuron (im Rückenmark) durch verschiedene Mechanismen prä- und postsynaptisch verändert und oft auch im Gehirn (oder alles zusammen).
Wie das jetzt konkret bei den Wärme-/Kälterezeptoren ist, kann ich dir leider nicht sagen. Zumindest ist für einzelne (nozizeptive) Rezeptoren experimentell belegt, dass keine Modulation stattfindet. Die Tatsache, dass es sich bei den Rezeptoren u.a. um Calciumkanäle handelt und Calcium dafür bekannt ist, eine Fülle intrazellulärer Signalkaskaden zu aktivieren, lässt jedoch die Vermutung zu, dass zumindest einige der Rezeptortypen doch direkt moduliert werden. Dazu müsste sich mal jemand äußern, der sich damit besser auskennt. Das würde mich auch interessieren.
LG
Huttatta