Riechen und Riechzellen

• Sinneszelle

  Zellen, die auf eine bestimmte äußere Reizung mit einer Änderung ihres Membranpotentials antworten (-> AP)

  • zunächst entsteht ein Rezeptorpotential, dessen Amplitude proportional zur Reizstärke ist
• Transduktion

  Die Umwandlung eines Reizes in ein Rezeptorpotential
• Adäquater ReiZ

  Bestimmte Reizart auf die eine Sinneszelle reagiert (Licht, Geruch etc.)
• Sinnesorgan

  Gleichartige Sinneszellen sind mit nicht-neuronalen Geweben zu einem komplexen Gebilde zusammengefasst
• Übersteigt das Rezeptorpotential die Reizschwelle entstehen Aktionspotentiale

  -> die Stärke des Reizes übersetzt wird die Frequenz der APs übersetzt
• unterschiedliche Aktionspotentiale lösen unterschiedliche Sinneseindrücke aus

  Da sie das Gehirn über unterschiedliche Nervenbahnen erreichen und von unterschiedlichen Hirnregionen verarbeitet werden
• Primäre Sinneszellen

  Sinneszellen, die selbst Aktionspotentiale bilden und die Erregung zum Gehirn leiten (z.b. Riechzellen)

  -> Umgewandelte Neurone
• Sekundäre Sinneszellen

  Bei ihnen führt das Rezeptorpotential zur Exocytose von Transmittern an einer Synapse, über die ein nachgeschaltetes Neuron erregt wird. Erst dieses kann schlussendlich APs bilden -> spezialisierte Epithelzellen
• Die Transduktion läuft bei verschiedenen Sinneszellen unterschiedlich ab. Aber immer sind spezielle Ionenkanäle daran beteiligt, die unmittelbar durch den Reiz oder über eine Signalkette gesteuert werden
• Riechepithel: Sinnesorgan

  • dünne Zellschicht, die sich an der Decke der Nasenhöhle befindet

  -> bedeckt durch eine dünne Schleimschicht, die Geruchsstoffe löst
• Nervenzellen am Riechepithel: Riechzellen


  -> bilden am Ende ihres Dendriten dünne Ausstülpungen

  -> Cilien

  -> werden von Schleim umspült
• kommen Geruchsstoffe in Kontakt mit den Cilien wird die Riechzelle gereizt und bildet bei adäquater Reizstärke ein AP
• Stützzellen


  betten Riechzellen ein
• Basalzellen


  bilden stetig neue Riechzellen
• Womit beginnt die Signalkette einer Riechzelle

  Ein Geruchsstoffmolekül bindet an ein spezifisches Geruchsrezeptorprotein in der Membran der Cilien
• Jede Riechzelle Hat nur einen Typ Geruchsrezeptorproteine
• 2. Das Rezeptorprotein aktiviert ein G-Protein
• 3. Das G-Protein aktiviert Adenylatcyclase (Enzym welches an die Zellmembran gebunden ist)

  • Adenylatcyclase katalysiert ( beschleunigt) die Synthese von cyclischem Adenosinmonophosphat (cAMP) aus ATP
• 3. cAMP -> second messenger (sekundärer Botenstoff)


  leiten äußere Signale (z.B. das Vorkommen eines Geruchsstoffs) innerhalb der Zelle weiter
• 4. cAMP bewirkt die Öffnung spezieller Kationenkanäle
• Kationen

  Positiv geladene Teilchen
• 5. Natrium- und vorallem Calcium Ionen strömen in die Cilie

  -> es entsteht ein Rezeptorpotential
• 6. erhöhte Ca2+ Konzentration in der Cilie


  Öffnung von Cl- Kanälen: ausströmendes Chlorid verstärkt das Rezeptorpotential
• 7. Am Axonhügel werden Aktionspotentiale gebildet
• 8. APs werden über das Axon zum Riechkolben im Gehirn geleitet
• 9. Ein einziges Geruchsstoffmolekül sorgt für die Bindung vieler cAMP Moleküle

  -> Öffnung von noch mehr Kationenkanälen

  => durch diese Signalkette wird das Signal verstärkt -> Signalkaskade
• Signalkaskade (Signaltransduktion)

  Ein mehrstufiger Prozess an dem verschiedene Moleküle (Enzyme und/oder Signalmoleküle) beteiligt sind. Dabei wird das Signal ggf. in seinem Übertragungsverlauf verstärkt.
• Adaption

  Die Riechzelle bildet bei anhaltender Reizung durch den gleichen Geruchsstoff nur eine Sekunde lang APs. Im Anschluss kann sie auf neue Reize reagieren
• Adaptieren

  Empfindlichkeit gegenüber eines Geruchsstoffes anpassen