Physiologie (Subject) / Ohr (Lesson)
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Aufragten fürs Mündliche
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- Was ist die Frequenz, der Schalldruck, der Schalldruckpegel und die Schallleitung? Frequenz: Maß für die Anzahl von Sinusschwingungen pro Zeit. Einheit Hz. Tiefe und mittlere Frequenzen werden besser geleitet als hohe. Das jugendliche Ohr registriert Frequenzen zwischen 18Hz und 20.000 Hz Schalldruck: Maß für Druckamplitude der Sinusschwingungenm die auf das Trommelfell treffen. Einheit: Pascal (Pa) = 1N/m2. Eine Zunahme des Schalldruckes um den Faktor 10 geht mit einer Verhundertfachung der Schalleistung einher. Schalldruckpegel: Verhältnis des auftretenden Schalldruckes (Px) zum Bezugsschalldruck (P0): L= log10 x px / p0 x 20 Der Schalldruckpegel wird in Dezibel (dB) gemessen. Er wird logarithmisch aufgetragen, da die subjektive Lautheitswahrnehmung linear mit dem Logharithmus des Schalldruckes ansteigt (Weber- Fechner- Gesetzt) Eine Pegelzunahme (L) um 20dB bedeutet somit eine Verzehnfachung des zugehörigen Schalldruckes, eine Zunahme um 40dB den 100fachen Druck
- Was befindet sich im außen-mittel und Innenohr? Was ist das ovale Fenster? an das Außenohr grenzt das Trommelfell. Es ist durch den Porus arcusticus externus zu erreichen. Im Mittelohr befinden sich Malleus, Incus und Stapes. Der Hammer ist fest mit dem Trommelfell verbunden und überträgt die Schallenergie zunächst auf den Amboss, dann auf den Steigbügel. Die Gehörknöchelchen befinden sich im Mittelohr und sind gelenkig miteinander verbunden. Sie sind essentiell für die Impedanzanpassung (Schallwellenwiderstand) von Luft auf die Innenohrflüssigkeit und verringern Reflexionsverluste. Im Mittelohr befinden sich die Mittelohrmuskeln: Der M. tensor tympani und der M stapedius setzten am Malleus und Stapes an. --> Bei hohen Schalldruckpegeln kontrahieren sie sich, reduzieren die Spitzen der Schwingungsamplituden und wirken so schalldämpfend. Im Innenohr befinden sich die Cochlea mit der Scala tympani und der Scala vestibuli Ovales Fenster: Der Stapes ist fest in das ovale Fenster integriert, welches das luftführende Mittelohr vom flüssigkeitsgefüllten Innenohr abtrennt --> Schleusefunktion Das Flächenverhältnis von Trommelfell zu ovalem Fenster erlaubt in mittleren Frequenzen (2kHz) eine Druckverstärkung um das 20fache (P=F/A) Druck= Kraft/Fläche
- Wie ist die Cochlea aufgebaut? Die Cochlea (Schnecke) gliedert sich in drei flüssigkeitsgefüllte Abschnitte: Scala tympani und Scala vestibuli, gefüllt mit Perilymphe (Viel Na+) Scala media, gefüllt mit Endolymphe (viel K+). Ihren Boden bildet die Basiliarmembran, darauf liegt das Corti-Organ Zahlreiche Ionenpumpen im Bereich der Stria vascularis (bildet die Edolymphe) erhalten das endokochleäre Potential von +80mV aufrecht.
- Was machen die Haarzellen im Ohr? Eine ankommende Schallwelle sorgt für eine mechanische Auslenkung der Basilarmembran im Bereich der Haarzellen. Die Haarzellen wandeln dann die Schallwelle in ein Generatorpotenial um (= Reiztransduktion) Es gibt ca 12.000 äußere Haarzellen, die der Verstärkung der Wanderwelle dienen und so zusätzliche Schallenergie erzeugen und es gibt ca 3.500 innere Haarzellen, die als eigentliche Sinneszellen fungieren (sekundäre Sinneszellen)
- Was ist die Wanderwellentheorie? Volumenverschiebungen im Perilymphraum wirken deformierend auf die mit Endolymphe gefüllte Scala media --> Die Baslarmembran gerät in Schwingung und erzeugt eine Wanderwelle. Die Laufrichtung der Welle entlang der Basiliarmembran geht vom Stapes zum Helicotrema Jede Wanderwelle besitzt ein frequenzbhängiges Ampitudenmaximum. Dabei haben niedrige Frequenzen eine größere Wanderstrecke, also ihr Maximum nahe des Helicotrema und hochfrequente Schwingungen haben ihr Amplitudenmaximun nahe des ovalen Fensters Die Elastizität der Basiliarmembran nimmt in Richtung Helicotrema kontinuierich zu (Abnahme der Membransteife im Verhätnis 100:1 Richtung apikal) Je höher die Ausgangsfrequenz, desto näher am ovalen Fenster hat die Wanderwelle ihr Amplitudenmaximum (Frequenz-Orts-Transformation)
- Wie sind die Vorgänge der Signaltransduktion in der Cochlea? Die äußeren Haarzellen werden durch die Schwingung der Basiliarmembran erregt. Dadurch kommt es zu einer Abscherung der Zilien, was zu einer Öffnung von Kalium-Kanälen führt. Durch die offenen Kaliumkanäle strömt nun Kalium aus der Kaliumreichen Endolymphe in die Haarzelle, wodurch die äußere Haarzelle depolarisiert. Durch die oszillierende Verkürzung der äußeren Haarzelle in vertikaler Richtung wird die Tektorialmembran über die angewachsenen Zilien bewegt und das verstärkt dann die Wanderwelle an diesem Ort (Lokal) Im Bereich des Amplitudenmaximums werden die inneren Haarzellen maximal erregt. Dadurch kommt es zu einer Abscherung der Zilien was auch hier zur Öffnung von Kalium-Kanälen führt. Auch in die inneren Haarzellen strömt nun Kalium aus der Endolymphe. Auch die innere Haarzelle wird depolarisiert. Diese Depolarisation führt daraufhin zu einer Freisetzung von Glutamat und das löst dann im Hörnerv Aktionspotentiale aus.
- Wie sind die Maculaorgane aufgebaut? Der Sacculus ist vertikal ausgerichtet und der Utriculus ist horizontal ausgerichtet. Sie bilden mit ihren Sinnesepithelien den Statolitenapperat. Den Stereozilien liegt eine gallertartige, durch kalkeinlagerungen verdichtete Otolithenmembran auf. Die otolithenmembran ist physikalisch dichter als die Endolmphe, das führt zur Auslenkung der Haarzellen bei Beschleunigungsbewegungen. Der adäquate Reiz für die Maculaorgane sind Translationsbewegungen, also Linearbeschleunigungen wie z.B die Erdanziehung.
- Wie sind die Sinnesepithelzellen der Maculaorgane aufgebaut? Wie ist deren Funktion? Die Sinnesepithelzellen haben Haarzellen (bei Macula-und Bogengangorganen ähnlich), welches ein langes Kinozilium darstellt. Das ca 50mikrometer lange Kinozilium wird von zahlreichen Stereozilien umgeben. Es ist immer eine gewisse Ruheaktivität zu beobachten. Die Stereozilien sind untereinander mit Tip-links verbunden. Diese Tip-Links ermöglichen bei einer adäquaten Reizung eine koordinierte Scherung der Stereozilien zum Kinozilium hin. Das hat eine Öffnung von Kalium-Kanälen zur Folge, wodurch die Sinneszelle depolarisiert. Es kommt zum Ca2+ Einstrom (Exocytosesignal) und dieser Einstrom vermittelt die Freisetzung von Glutamat in den synaptischen Spalt. Das führt zu einem EPSP und die Aktionspotentialfrequenz im Nervus vestibularis nimmt zu. Eine Auslenkung der Stereozilien vom Kinozilium weg hat einen gegenteiligen Effekt. Dadurch Hyperpolarisiert die Haarzelle und die Aktionspotentialfrequenz im N. vestibularis sinkt.
- Wie ist der Ductus semicirculares aufgebaut? Die drei Bogengänge stehen nahezu senkrecht aufeinander, jeder Bogengang repräsentiert also eine Bewegungsachse im dreidimensionalen System. Das Sinnesepithel des Ductus semicircularis sind Haarzellen, die von einer gallertartigen, kristallfreien Cupula bedeckt sind. Die Dichte der Cupula und der Endolymphe sind ungefähr gleich. Die Cupulaorgane sind für Translationsbewegungen unempfindlich. Dagegen führen Winkelbeschleunigungen (Drehbeschlenigungen) durch die Trägkeitsströmung der Endolympfe zur Auslenkung der Cupula
- Wie funktioniert ein rotatomischer Nystagmus und wie ein Kalorischer? Rotatorischer Nystagmus: Eine Drehbewegung löst durch die Trägheit der Endolymphe im Bogengangsystem eine langsame Augenbewegung entgegen der Drehbewegung aus. Die Nystagmusrichtung wird nach der Richtung der schnellen Rückstellsakkade benannt, sie is also identisch mit der anfänglichen Drehrichtung. Längeres konstantes drehen reduziert die Endolymphbewegung und der Nystagmus verschwindet. Beim Abstoppen (negative Beschleunigung) der Drehbewegung beobachtet man einen postrotatorischen Nystagmus entgegengesetzt zur Drehrichtung. Kalorischer Nystagmus: Spülung der Gehörgänge mit unterschiedlich warmen Flüssigkeiten führt zu einer temperaturabhängigen Endolymphströmung und damit zum Nystagmus. Warmes Wasser (44°C) führt zu einem Nystagmus zur gereizten Seite hin, kaltes Wasser zu Gegenseite.