BioPsychologie UNI ERLANGEN (Subject) / Geruchs- und Geschmackssinn (Lesson)

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• Welchen olfaktorischen Rezeptor gibt es und wie ist er aufgebaut? - Regio olfactoria in der Nasenschleimhaut: Sie befindet sich im oberen Nasengang ) und besteht aus dem spezialisierten Sinnesepithel der Riechschleimhaut, überhalb bulbus olfactorius (Riechkolben), durch siebbeinplatte kommen fila olfactoria (Riechnerven) - Das Riechepithel besteht aus einer einzelnen Schicht Stützzellen, zwischen denen man so genannten Riechzellen findet. Dabei handelt es sich um primäre Neurone, deren Nervenzellfortsätze (Axone) in der bindegewebsschicht unterhalb der Schleimhaut gebündelt werden. Die Fortsätze der Riechzellen (Zilien) schwimmen in einer Schleimschicht, die von den Bowman'schen Drüsen gebildet wird. Unterhalb der Stützzellen findet man Basalzellen. Sie sind das Stammzellreservoir der Riechzellen, die nach etwa 60 Tagen absterben und dann durch neue Zellen ersetzt werden müssen. - Riechzellen sind primäre Sinneszellen, d.h. sie erzeugen AP
• Was macht den Geruchs- und Geshcmackssin besonders? - Exterozeption obwohl chemische Sinne - hohe Empfindlichkeit für adäquate Reize, aber nicht so großer Arbeitsbereich - hohe Unterschiedsschwelle - stark ausgeprägtes Adaptationsvermögen - obwohl Mensch ein Mikrosomat ist, kann er einige tausend Geruchsqualitäten unterscheiden
• Was sind adäquate Reize für Geruch? - D-Fühler: veränderung der chemischen zusammensetzung - gasförmige hydro-lipophile Stoffe: können an schleimhaut gelöst werden und liegen bei Rezeptoren flüssig vor - Nicht wasserlösliche Duftstoffe werden durch Bindungsproteine eingefangen - Duftstoffe werden durch Enzyme der Nasenschleimhaut schnell abgebaut. - Keine Zuordnung von Sinneszellen zu Stoffgruppen
• Wie funktioniert die Reiztransduktion an der Riechzelle? - Duftstoff bindet an Rezeptorprotein, dadurhc wird G-Protein aktiviert, welches weiderum ein Enzym (Adenylatcyclase) aktiviert, dass aus ATP cAMP macht - cAMP Moleküle aktivieren chemsich gesteurte Natriumkanäle, die für eine Depolarisierung der Zilienmembran sorgen, pflanzt sich bis Axonhügel fort - da viele Rezeptoren: wenn Duftkonzentration hoch, ist Rezeptorpotenzial hoch genug, um ein AP auszulösen -> zieht zum bulbus olfactorius - durch Ca2+ Einstrom kann durch öffnung der Chloridkanäle das Sensorpotential verstärkt werden
• Was passiert im bulbus olfactorius? Zahllose APs werden zum bulbus geleitet. Hier sortieren zwischen 1.000 und 2.000 Zellknäuel (Glomeruli) die Aktionspotenziale nach ihrer Herkunft. Konvergenz: Mehrere Tausend Riechzellen projizieren auf 5-25 Mitralzellen eines Glomerulus. Spezifität: Neurone mit gleichen Rezeptorproteinen projizieren in denselben Glomerulus. Geruchstopologie: Neurone mit ähnlichen Rezeptorproteinen projizieren in benachbarte Glomeruli. Das Muster der aktivierten Glomeruli bestimmt die Qualität des Geruchs. Riechstoffprofile der Glomeruli werden durch laterale Inhibition (druch Körnerzellen, die Mitralzellen verbinden) verschärft.
• Beschreibe die Riechbahn. Alle zentralen Fortsätze der Riechzellen ziehen als marklose Fila olfactoria durch die Basalmembran, durch die Lamina propria des olfaktorischen Epithels, durch die Siebbeinplatte zum Bulbus olfactorius. Jede olfaktorische Einzelfaser verzweigt sich innerhalb eines einzelnen Glomerulus extensiv und bildet dort Synapsen mit den Spitzenendriten der Projektionsneurone des Bulbus olfactorius (Mitralzellen). Die Axone der Mitralzellen ziehen zum olfaktorischen Kortex (Temporallappen) derselben Seite sowie zum Mandelkern (affektive Reaktionen). Im olfaktorischen Kortex erfolgt die olfaktorische Diskrimination. Projektionen zum Orbitofrontalen Cortex und der Insula (auch über Thalamus) erlauben eine bewusste Wahrnehmung und Identifikation des Reizes. Durch Projektionen an Hypothalamus können affektive Reaktionen ausgelöst werden, durch die formatio reticularis wird die Aufmerksamkeit gesteuert.
• Was ist das trigeminale chemorezeptive System? Die gegenüber irritierenden Substanzen empfindlichen Schmerzrezeptoren des trigeminalen Systems helfen dabei, den Organismus auf potentiell schädliche chemische Stimuli aufmerksam zu machen, die eingeatmet wurden oder mit dem Gesicht in Kontakt gekommen sind.Die trigeminalen Nervenfasern finden sich innerhalb oder unter Epithelzellschichten, wodurch sie für eventuelle Stimuli weniger gut zugänglich sind, als olfaktorische oder gustatorische Rezeptoren. Nasales System:Gerüche mit stechend-beißendem oder „anregendem“ Charakter (z.B. Chlor, Menthol)Orales System:Geschmackstoffe mit brennend-scharfer Komponente (z.B. Capsaicin)
• Was ist der Bruce Effekt? Der Bruce-Effekt ist eine Form der vorzeitigen Beendigung der Schwangerschaft bei Kontakt des Weibchens mit dem Geruch eines fremden Männchens.Der Bruce-Effekt wird durch einen olfaktorischen Stimulus ausgelöst – also über den Geruchssinn. Bei Mäusen ist die Wahrnehmung des Urins eines fremden Männchens ausreichend. Dabei wird beim Weibchen das Hormon Prolaktin reduziert, der Östrogenspiegel dagegen erhöht, was das Wachstum der Uterusschleimhaut verhindert und die Einnistung der Blastozyste unmöglich macht, schließlich folgt eine Fehlgeburt. Diese „Schwangerschafts-Blockierung“ ist besonders wirksam, wenn ein unbekanntes Männchen zum trächtigen Weibchen gebracht wird. Der Effekt ist nur in den ersten drei Tagen der Schwangerschaft zu beobachten. Danach haben die vom Männchen stammenden Pheromone keine Wirkung mehr.
• Welche Geschmacksqualitäten gibt es? Was für Einflüsse auf die Geschmacksqualität gibt es? - süß (Zucker), sauer (Säuren, saure Lösunge) , salzig(Salze), bitter,  „umami“(Aminosäuren, va Glutaminsäuren) - Konzentration (z.B. NaCl süß bis 10-2 M) - Adaptationszustand Temperatur -Interaktionen
• Wo findet man welche Geschmacksqualitäten? - süß vor allem an Zungenspitze - bitter vor allem an hinterer zunge - salzig außen an Zunge entlang - sauer nur an den Zungenseiten    
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• Was ist eine Geschmackknospe und was ist eine Geschmackspapille. Innerhalb des Epithels gibt es eine Öffnung (Porus), in die gelöste Geschmackstoffe kommen können, um drunter liegende Sinneszellen (Schmeckzellen), eingebettet in Stütz und Basalzellen, zu erregen. Die Geschmacksknospe besteht asu ca 50 Zellen. Die Sinenszelle ist eine sekundärer Rezeptor, bildet also selbst kein AP sondern gibt durch Synapsen ein Signal an afferente Fasern. Verbände von Geschmacksknospen bilden Geschmackspapillen. Davon gibt es 3 Typen: Papillae fungiformes (Pilzpapillen: Zungenrand und Spitze) Papillae vallatae (Wallpapillen: Zungengrun) Papillae foliatae (Blattpapillen: Zungenrand hinten) Die Informationen aus verschiedenen Schmeckzellen mehrerer Geschmacksknospen konvergieren auf Geschmacksafferenzen.
• Wie funnktioniert die Reiztransduktion an der Geschmackszelle? süß: Zusammengesetzter G-Protein-gekoppelter Rezeptor T1R2/ T1R3 umami: T1R1- T1R3- Rezeptor bitter: Vielzahl verantwortlich, va Familie der T2R Rezeptoren salzig: evtl epitheliale Natriumkanal Sauer: ASIC: acid sensitive ion channel - Bindung der Geschmacksstoffe an die G-Protein-gekoppelten-Rezeptoren führt  zur Aktivierung der Phospholipase C. PIP2 in IP3 und DAG gespalten. Öffnung von IP3-gesteuerten Calciumkanälen des endoplasmatischen Reticulums -> Erhöhung der intrazellulären Ca2+-Konzentration -> Öffnung von Kanälen -> Depolarisation
• Beschreibe die Riechbahn. Der Nervus facialis, der Nervus glossopharyngeus und der Nervus vagus: erstes Neuron in den dazu gehörenden Ganglien. Das zweite Neuron der Geschmacksbahn befindet sich im Nucleus solitarius im Hirnstamm.Vom Nucleus solitarius aus ziehen Fasern zur formatio reticularis. Das vierte Neuron der Geschmacksbahn liegt im Nucleus ventralis posterior des Thalamus. Vom Thalamus aus gelangen die Fasern zum primären gustatorischen Cortex, der sich in der Insula sowie zum frontalen Operculum (unten in FC)  befindet. Vom primären gustatorischen Cortex zieht die Information zu sekundären Bereichen, die sich vor allem im OFC befinden, was erklärt, warum Geruchsinn und Geschmacksinn so eng verbunden sind.

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