Wie nimmt der Körper Schmerzen und Temperaturen wahr?

3. Dezember 2019
In der Lage zu sein, Schmerzen und Temperaturen fühlen zu können, ist für das Überleben des Menschen äußerst wichtig. Doch wie macht unser Körper das? Und wie gelangen diese Informationen in unser Gehirn?

Hast du dich jemals gefragt, warum wir Schmerzen spüren können? Oder wie wir erkennen, ob es heiß oder kalt ist? Wie erwerben Menschen diese Fähigkeit, die für unser Überleben so wichtig ist? In diesem Artikel sprechen wir über das somatosensorische System, das nicht nur dafür verantwortlich ist, Schmerzen und Temperaturen zu fühlen, sondern auch für die Propriozeption. Dies ist das Bewusstsein des Körpers über Position, Haltung, Bewegung usw.

Das somatosensorische System ist eines der größten Systeme im Körper. Es verarbeitet sensorische Informationen (das heißt Schmerzen und Temperaturen) von einigen Rezeptoren des Körpers und der Haut. Seine Rezeptoren sind im ganzen Körper verteilt. Es gibt zwei Arten von somatosensorischen Systemen:

  • Somatosensorisches System der Haut. Rezeptoren in der Haut bilden dieses System, das peripher ist. Es hat kinästhetische Rezeptoren, die Informationen in Bezug auf die Körperposition und -bewegung aufnehmen. Die Rezeptoren befinden sich in der Nähe der Gelenke und Sehnen.
  • Organisches somatosensorisches System. Dieses System hat Rezeptoren in Knochen, Muskeln und Darm. Es ist ein internes System.
In der Lage zu sein, Schmerzen und Temperaturen fühlen zu können, ist für das Überleben des Menschen äußerst wichtig.

Das somatosensorische System der Haut: Der Schlüssel zum Verständnis der Wahrnehmung von Schmerzen und Temperaturen

Wenn du verstehen möchtest, wie Menschen Schmerzen und Temperaturen wahrnehmen, musst du zunächst verstehen, wie die sensorischen Rezeptoren der Haut funktionieren. Denn die empfindlichsten sensorischen Rezeptoren befinden sich auf der Haut und können Schmerzempfindungen erzeugen.

Die Haut ist das größte Organ im Körper. Folglich ist sie auch der größte sensorische Rezeptor. Es gibt viele Sinnesrezeptoren, die auf unterschiedliche Weise über den ganzen Körper verteilt sind. Sie bestimmen die Empfindlichkeit für Reize und alle vier Empfindungen, die du über die Haut wahrnimmst: Druck, Vibration (Berührung), Schmerzen und Temperaturen.

Schmerzen und Temperaturen: Ist die Körperbehaarung diesbezüglich relevant?

Es besteht ein Unterschied zwischen behaarter Haut und den Hautbereichen, die keine Haare aufweisen. Die meiste Haut unseres Körpers ist mit Haaren bedeckt. Die Bereiche der Haut, die haarlos sind, enthalten tatsächlich jedoch viel mehr Rezeptoren als die behaarte Haut, wodurch sie empfindlicher werden.

Die empfindlichsten Sinnesorgane sind die Lippen, die äußeren Genitalien und die Fingerspitzen. Diese Körperteile haben die höchste Dichte an sensorischen Rezeptoren.

Obwohl keine endgültigen Studien beweisen, dass dies zutrifft, glauben die Wissenschaftler, dass behaarte Haut empfindlicher auf Vibrationen und Berührungen reagiert. Denn beide Empfindungen setzen die Haare in Bewegung.

Welche Sinnesrezeptoren finden sich in der Haut?

Hautrezeptoren werden in zwei Kategorien unterteilt: freie Nervenenden und eingekapselte Nervenenden.

Freie Nervenenden (FNEs) sind Nervenfasern, die an der Haut enden. Sie sind wahrscheinlich die einfachsten sensorischen Rezeptoren. Sie befinden sich überall auf der Haut und reagieren am empfindlichsten auf die Wahrnehmung von Schmerzen. Während sie auch andere Empfindungen wahrnehmen können, ist ihre Spezialität jedoch die Schmerzwahrnehmung.

Der Transduktionsmechanismus von FNEs tritt auf, wenn sich ein bestimmter Teil der FNEs ausdehnt, wodurch sich die Natriumkanäle öffnen können. Dies wiederum führt zu einer Depolarisation der Membran, wodurch ein Aktionspotential entsteht. Eine Kontraktion kann bei kalten Temperaturen eine Transduktion und bei heißen Temperaturen eine Dilatation auslösen.

Verkapselte Rezeptoren

Verkapselte Rezeptoren sind eine Art sensorischer Hautrezeptoren. Ihr Name ist selbsterklärend; sie werden gekapselte Rezeptoren genannt, weil sie von einer Kapsel bedeckt sind. Einige Wissenschaftler unterteilen sie in vier Typen, andere in fünf. Sie klassifizieren die Rezeptoren folgendermaßen:

Pacinianische Körperchen: Druck- und berührungsempfindlich

Diese Rezeptoren sind meist in haarloser Haut zu finden, obwohl sie auch in Haut mit Haaren vorkommen. Sie sind dicht in den Lippen, den Brustdrüsen und den äußeren Genitalien angeordnet. Pacinianische Körperchen reagieren besonders empfindlich auf Druck, Vibration und weniger empfindlich auf Schmerzen und Temperaturen.

Ruffini-Körperchen

Dies sind kleine gekapselte Rezeptoren. Ihre Nervenenden ähneln den FNEs, mit der Ausnahme, dass sie von Bindegewebe umgeben sind. Sie finden sich in behaarter Haut und reagieren auf niederfrequente Vibrationen.

Meissner-Körperchen

Diese Rezeptoren sollen eine sanfte Berührung wahrnehmen. Sie kommen in haarloser Haut vor, die sich speziell in den dermalen Papillen befindet.

Krause-Endkolben

Krause-Endkolben kommen ausschließlich im Schnittpunkt von Schleimhaut und trockener Haut vor. Ihre Fasern sind nicht myelinisiert und äußerst druckempfindlich. Sie haben die niedrigste Druckschwelle im gesamten Körper.

Merkel-Scheiben

Merkel-Scheiben befinden sich ebenfalls in den dermalen Papillen. Sie sind Rezeptoren, die sich langsam anpassen. Außerdem reagieren sie nur auf eine fortgesetzte Änderung des Reizes, wie z. B. eine Temperaturänderung.

Wie nimmt der Körper Schmerzen und Temperaturen wahr? – Die Schmerzempfindung

Der Körper verfügt über ein adaptives Alarmsystem, das die Wahrnehmung von Schmerzen und Temperaturen ermöglicht. Dies hilft uns, Dinge zu vermeiden, die uns Schaden zufügen könnten, obwohl emotionale, psychologische und soziale Faktoren die Schmerzempfindungen ebenfalls beeinflussen. Darüber hinaus können Dinge wie Medikamente, Placebos und Hypnose die Schmerzwahrnehmung ebenfalls beeinflussen.

Folglich ist Schmerz eine sehr subjektive Emotion. Dies legt nahe, dass es neuronale Mechanismen geben muss, die die Schmerzübertragung modifizieren oder stören, und dass sie nicht nur von den sensorischen Rezeptoren der Haut abhängen.

Es gibt zwei Arten von Schmerzen:

  • Vermeidbare Schmerzen. Die beste Antwort ist, sich von der Quelle des Schmerzes zurückzuziehen.
  • Unvermeidbare Schmerzen bestehen auf peripherer und zentraler Ebene. Wie der Name schon sagt, ist es die Art von Schmerz, der nicht beseitigt werden kann.

Bei unvermeidbaren Schmerzen stellen Wissenschaftler fest, dass molekulare Informationen zum Schmerz vorliegen. Wenn du Schmerzen verspürst, setzen die geschädigten Zellen Histamin und Prostaglandin frei. Durch Histamin sinkt die Schmerzgrenze der Zelle. Prostaglandin macht die geschädigten Zellen empfindlicher für Histamin, was die Schmerzschwelle nur noch mehr beeinflusst.

Diese Art von Schmerz betrifft geschädigtes Gewebe. Es gibt Medikamente, die Histamin (Antihistaminika) und Prostaglandin (Acetylsalicylsäure, auch bekannt als Aspirin) blockieren.

Können wir Schmerzen abwehren?

Studien weisen auf den Thalamus hin, wenn es um zentralisierte Schmerzen geht. Obwohl der Schmerz anpassungsfähig ist, kann er das Verhalten beeinflussen, wenn er sehr intensiv ist. Dies kann kontraproduktiv sein und manche Menschen fragen sich, ob es möglich ist, Schmerzen vollständig zu vermeiden. Können wir also den Thalamus irgendwie blockieren?

Wir nennen die Schmerzunterdrückung in der Regel Analgesie. Emotionale und physiologische Faktoren beeinflussen diesen Prozess. Einige Schlaganfallpatienten bemerken jedoch, dass ihre Verletzung oder die Blockade des ventralen hinteren Kerns des Thalamus tendenziell mit dem Verlust des Hautgefühls einhergeht. Mit anderen Worten, sie verlieren oberflächliche Empfindungen, wie Berührung und Schmerz.

In ähnlicher Weise blockieren Verletzungen der intralaminaren Kerne tiefe Schmerzen. Andererseits beeinträchtigen sie jedoch nicht das Hautgefühl. Dorsomediale Kerne stehen in Beziehung zum limbischen System und stören tendenziell die emotionalen Komponenten des Schmerzes.

Studien weisen auf den Thalamus hin, wenn es um zentralisierte Schmerzen geht.

Wie nimmt der Körper Schmerzen und Temperaturen wahr? – Die Temperaturwahrnehmung

Die Temperaturwahrnehmung ist relativ, da Menschen keine sensorischen Rezeptoren haben, die absolute Informationen über die Temperatur liefern. Wir können daher nur plötzliche Temperaturänderungen wahrnehmen. Zum Beispiel, wenn wir unsere Hände von sehr kaltem Wasser zu sehr heißem Wasser führen.

Es gibt auch hier zwei Arten von Rezeptoren, einen für Kälte und einen für Wärme. Sie sind heterogen über die gesamte Haut verteilt. Kälterezeptoren befinden sich näher an der Epidermis, während sich Wärmerezeptoren in einer tieferen Zone befinden. Es handelt sich dabei um die gleiche Art von Rezeptoren. Der Unterschied ist lediglich ihre Lokalisation.

Die Verformung der Membran oder des Rezeptorkegels, aufgrund von Dehnung oder Kontraktion der Haut, ist die Ursache für die Transduktion. Diese Verformung öffnet die Membran und die Natriumkanäle. Wenn die Rezeptoren zu nahe beieinander liegen, spüren wir die Hitze intensiver. Die Kerne im Thalamus, die es schwierig machen, Kälte oder Wärme wahrzunehmen, sind die intralaminären Kerne und die ventrikulären Kerne.

Es ist daher interessant festzustellen, dass die Schmerzempfindung und die Temperaturwahrnehmung auf kleine Rezeptoren in der Haut und die Beteiligung des Thalamus zurückzuführen sind.

Zusammenfassend scheinen sich alle diese Funktionen entwickelt zu haben, um das Überleben des Menschen zu sichern.

  • Dickenson AH. Pharmacology of pain transmission and control. En: Gebhart GF, Hammond DL, Jensen T (eds). Proceedings of the 8th World Congress on Pain, Progress in Pain Research and Management, IASP Press, Seattle, 1996: 113-121.
  • Villanueva L, Nathan PW. Multiple pain pathways. En: Devor M, Rowbotham MC, Wiesenfeld-Hallin Z (eds). Progress in Pain Research and Management Vol 16, 2000; IASP Press, Seattle, 371-386.