9. Physiologie und Pathophysiologie der Seh-, Hör- und Gleichgewichtsorgane Flashcards
Was ist die Sinnesmodalität beim Sehen?
- elektromagnetische Strahlung
Was sind Sinnesqualitäten beim Sehen?
- Wellenlängenbereiche (Farben), die (bedingt durch Absorptionsspektra einzelner Fotosensoren) voneinander unterschieden werden können (Blau-, Grün- und Rot-empfindliche Fotosensoren)
Was ist der Sensitivitätsbereich (Beleuchitungsbereich) beim Auge?
- Auge hängt von Lichempfindlichkeit untersch. Photosensoren (Stäbchen - skotopisches Nachtsehen und Zapfen photopisches Tagessehen) und mit Regulation von Lichteinfall (Pupillenreflex) zusammen
Was sind Pathologien, die etwas mit dem dioptrischen Apparat, Nahakkomodation, Pupillenreflex oder Brechungsfehlern zu tun haben?
- Hyperopie, Myopie, Astigmatismus, Presbyopie, Katarakt, Strabismus
Was sind Pathologien, die etwas mit der Signaltransduktion in der Retina zu tun haben?
- Farbfehlsichtigkeiten, Nyaktalopie, Glaukom, Diabetische Retinopathie, Makuladegeneration
Was sind Pathologien, die etwas mit der Retinotopie, Sehbahn und zentralen Sehen zu tun haben?
- Gesichtsfeldausfälle nach Läsionen in Sehbahn/v1, Agnosien, Akinetopsie, Achromatopsie
Wie entsteht ein Bild auf der Retina?
- dioptrischer Apparat der Auges enthält mehrere Übergänge auf lichtbrechenden Flächen
- Fermatsches-Prinzip: Lichtweg zwischen zwei Punkten verläuft auf dem Weg mit minimaler Laufzeit
- > Brechungswinkel wird durch Einfallswinkel und Verhältnis der Lichtgeschwindigkeit in jeweiligen Medien bestimmt
- angestrahlte Objekte reflektieren Licht, Objektpunkte funktionieren wie Punktquelle
- einzelne Strahlen verlaufen je nach Einfallswinkel unterschiedlich gebrochen durch Sammellinse
- durch Zusammentreffen der Strahlen unterschiedlicher Wellenlänge in Bildebene entsteht reelles Diffraktionsbild
Was ist das Maß für die Stärke des optischen Systems?
- Brechkraft
Wie entsteht ein Bild auf der Retina 2.0?
- Auge ist keine dünne Konvexlinse, die Bildebene befindet sich innerhalb des dioptrischen Apparates
- größte Brechung findet an Luft (Cornea Grenze) statt
- Brechkraft der einzelnen Übergänge ist addierbar
- Auge ist modellierbar mit Kugellinse mit Gesamtbrechkraft von ca. 59 dpt
Wodurch wird die räumliche Auflösung des Auges bestimmt?
- von der Güte des dioptrischen Apparates und von der Rezeptordichte
Was bedeutet “Sehschärfe”?
- Kehrwert von dem kleinsten Winkel unter dem man noch zwei Punkte als getrennt wahrnehmen kann
Was passiert, wenn die Bulbuslänge (Länge des Augapfels) und Brechkraft nicht perfekt aneinander angepasst sind?
- Bulbus zu kurz -> Diffraktionsbild entsteht, aber Beugungsscheibe ist noch nicht ganz klein, Bild ist unscharf
- > Brechkraft muss erhöht werden, damit Gegenstand trotz kürzerer Bulbuslänge scharf abgebildet werden kann
- Bulbus zu lang -> Diffraktionsbild entsteht vor Retina, Beugungsscheibe weitet sich wieder auf, Bild ist unscharf
- > Brechkraft muss verringert werden, damit Gegenstand trotz erhöhter Bulbuslänge scharf abgebildet werden kann
Wodurch kann ein weitsichtiges (hyperopes) Auge (wenn Bulbus zu kurz) korrigiert werden?
- durch Sammellinse
Wodurch kann ein kurzsichtiges (myopes) Auge (wenn Bulbus zu lang) korrigiert werden?
- durch Streuungslinse
Was passiert, wenn Hornhaut nicht perfekt rund-symmetrisch entlang der einzelnen Meridianen ist?
- meridian-abhängig unterschiedliche Brennweiten - ein Punkt wird nicht als Punkt, sondern als Oval/Strich abgebildet
- > Hornhautverkrümmung (Astigmatismus) (kann durch zylindrische Linse korrigiert werden
Was bedeutet Akkomodation?
- Fähigkeit des Auges, seine Brechkraft auf Entfernung des fixierten Gegenstandes anzupassen
- > Linsenkapsel ist auf Zonulafasern im Bulbus aufgehangen
- > parasympatisch innervierte Ziliarmuskel wölbt sich bei Kontraktion in den Bulbus hinein
- > Linse kugelt sich auf Grund der eigenen Elastizität ab (wölbt sich in Pupille hinein)
- > zusätzlich Brechkraft kann (alterbedingt) bis zu 14 dbt erreichen
Was ist der Auslöser für Nahakkomodation?
- unscharfes Bild
Was gehört noch zur Nahakkomodation?
- Einengung der Pupille (Miosis) - erhöht Schärfentiefe die Konvergenz der Bulbu - ermöglicht räumliches Sehen in untersch. Entfernungen
Was ist Alterweitsichtigkeit?
- Presbyopie
- durch Abnahme der Elastizität
- zusätzliche Brechkraft (Akkomodationsbreite) kann bis zu 14 dpt erreichen
- ältere Menschen ca. 1 dpt .> Hilfe mit Sammellinse
- Proliferation der Zellen erfolgt in Linsenkapsel eingeschlossen, Struktur wird immer rigider (steifer) im Alter
Was ist ein Katarakt?
- Linsentrübung
- grauer Star, Abnahme der Transparenz durch Risse und konsequenter Streuung in der Linse
- > Unterschiedliche Ursachen: Cataracta congenita, senilis, traumatica, complicata
- > Symptome: Streuung von kurzwelligem Licht, Blendungsempfindlichkeit in Dämmerung, trübes Sehen, Visusminderung, Leseschwierigkeiten, Störungen des räumlichen Sehens
- > UV-Belastung, Cortisol können Wahrscheinlichkeit erhöhen
- > gut operabel
Was ist Stereopsis?
- räumliches Sehen
- diejenigen Objekte werden räumlich gesehen, die korrespondiere Netzhautteile projiziert werden
- > diese Objekte befinden sich auf Horopterkreis, der durch Achsenstellung der Augen bestimmt ist
- > Objekte davor werden binasal, dahinter bitemporal abweichend abgebildet, es entstehen Doppelbilder (Diplopie)
- > ergänzt durch monokuläre Mechanismen:
- > Schatten, Perspektive, Überlappung, Bewegungsparallaxen
Was ist Ambylopie?
- Störung des binokularen Sehens
- zentrale Repräsentation eines Auges wird unterdrückt, am häufigsten durch Strabismus (Schielambylopie) aber auch Katarakt (Deprivationsambylopie) oder starken Refraktionsunterschieden
- beim Schielen (Strabismus) entstehen permanent Doppelbilder
- > sensible Phase in Augen-Entwicklung in ersten Lebensjahren
- > Therapie: organischen Grund beseitigen oder Trainieren des amblyopen Auges durch teilweise Abdunklung des Führungsauges
Was ist der Pupillenreflex?
- reguliert Beleuchtungsdichte
- konsensuell durch Kreuzung der Fasern
- findet auf Ebene der Area praetectalis statt
Was ist die Erweiterung (Mydriasis) als Form der Pupillenreflexes?
- Abnahme der Leuchtdichte, Fernakkomodation, gesteigerter Sympathikustonus
Was ist die Verengung (Miosis) als Form der Pupillenreflexes?
- hohe Leuchtdichte, Nahakkomodation, nachlassender Sympathikustonus/gesteigerter Parassympathikustonus
Was passiert bei Transduktionsprozessen auf der Retina?
- während projiziertes Bild eine horizontale Ausdehnung hat, ist Retina transversal in Schichten aufgebaut
- > jede einzelne Schicht spezifische Aufgaben in Transduktion und Bearbeitung von visuellen Information erfüllt
- > einzelne makroskopische Schichten funktionell in kleinere Schichten unterteilt
- > transversaler Informationsfluss von Fotosensoren zu Ganglienzellen (output) wird durch horizontale Verbindungen (horizontal und Amakrinzellen) in komplexere Eigenschaften aufgeteilt
Wie entwickelt sich das Auge?
- Ausstülpung aus Neuralrohr
- > optisches Bläschen
- > beim Linsenplakod eingedellt
- > optischer Kelch
- > äußere Schicht differenziert zum Pigmentepithel/innere Schichten zur Netzhaut
Was ist ein invertiertes Auge?
- Fotorezeptoren sind dem Pigmentepithel (RPE) zugewandt, Projektionsneurone am innersten
- Licht muss alle anderen Schichten überqueren
- um Bildqualität dadurch nicht allzu sehr zu verschlechtert wurden kleine Tricks inventiert, wie z.B. in Fovea zentralis sind bipolar/Ganglienzellen zur Seite gedrückt, Müller Gliazellen fungieren als Lichtleiter bzw. die Abwesenheit von Kapillaren in Fovea zentralis
Was sind Eigenschaften des Pigmentepithels?
- Verringerung des Streulichts
- Schutz vor Fotooxidation
- Phagodytose und 11-cis-retinal Regeneration
- metabolische Versorgung der Photorezeptoren
- Freisetzung von Wachstumsfaktoren
Was sind Stäbchen?
- für skotopisches Sehen
- 1 Stäbchentyp (Graustufen/Hell-Dunkel-Sehen)
Was sind Zapfen?
- für photopisches Sehen
- 3 Zapfentypen (Blau, Grün und Rotempfindlichkeit -> Farbensehen)
- Absorption von Licht und Umwandlung in Sensorpotentiale
Was machen die Fotorezeptoren?
- depolarisieren im Dunkeln und setzen Glutamat frei
- bei Lichteinfall hyperpolarisiert und beendete Glutamatfreisetzung
Was ist der blinde Fleck?
- Austritt des Sehnervs
Was ist der gelbe Fleck?
- Fovea centralis (keine Stäbchen)
Was gibt es bei den Zapfen?
- drei unterschiedliche Zapfen-Sehpigmente (Opsine) sind Grundlage für trichromate Farbwahrnehmung
- Rot-Grün-Zapfen für Form, Kontrast und Farbe | Blauzapfen selektiv genutzt für Farbensehen (meiste Säugetiere sind Bichromat)
- Komplementärfarben entstehen auf Ebene der Verschaltung farb-selektive Ganglienzellen
- farbnormal/gleichmäßige Zapfenverteilung
- auch farbnormale Menschen können unterschiedliche Verteilung der einzelnen Zapfentypen haben
- Farbfehlsichtigkeiten entstehen durch Mutation der Zapfen-Opsine
Was machen Bipolarzellen?
- Weiterleitung und Modulation von Lichtantwort ON und OFF-Wege
Was machen Horizontal- und Amakrinzellen?
- Anpassung an Beleuchtungsverhältnisse und Kontrastverstärkung durch Umfeldhemmung
Was machen Ganglienzellen?
- Leiten spezifische Informationen über Sehbahn (ON und OFF-Zentrum, Form und Farb-selektive bzw. Bewegungssensitive Ganglienzellen)
Was ist die Perimetrie?
- untersucht Gesichtsfeld nach möglichen Ausfällen (Skotomen) (-> Zeichen untersch. Erkrankungen)
- Form, Position, Lichtempfindlichkeit (Schwelle) der Skotome ist krankheitsspezifisch
Was sind weitere Möglichkeiten für die Untersuchung vom Augenhintergrund?
- Ophtalmoskopie
- Fluoreszenzangiographie
- optical coherence Tomographie
Was ist ein Glaukom (grüner Star)?
- Gesichtsfeldausfälle entprechen Axonverlauf
- mechanische und ischämische Komponente
- akute und chronische Formen (z.B. Offenwinkel und Winkelblock-Glaukome, angeborenes Glaukom, Buphthalamus (Fehlbildung des Kammerwinkels))
Was ist das Winkelblockglaukom?
- akute Erhöhung des Augeninnendrucks durch Verlegung des Schlemmschen Kanals: Glaukomanfall mit Schmerzen, Sehverschlechterungen, Halos, Übelkeit/Erbrechen, Rötung, Schwellung, “steinharter Bulbus”, entrundete Pupille, trübe Hornhaut
- auch bei normalem Augeninnendruck können bei Hypotonie Durchblutungsstörungen zu axonalen Schaden führen
Was ist die diabetische Retinopathie?
- häufigste Erblindungsursache zwischen 20-60 Jahren
- startet als Gefäßschädigung durch unkontrollierten Diabetes
- Schädigung der Blut-Retina-Schranke führt zu Ablagerungen, Mikroaneurysmen und Ödemen
- in proliferativen Phase werden neue Gefäße gebildet, bis ins coprus vitreum, gefolgt mit Blutungen und evtl. Netzhautablösung
Was ist die altersbedingte Makuladegeneration?
- betrifft fast 12% der über 80-Jährigen
- unklare Pathogenese, familiäre und Umwelt-Risikofaktoren (Rauchen)
- progressive Ablagerungen von Debris/Lipofuscin mit Läsionen in Pigmentepithel (dry AMD)
- Neovaskularisation mit Gefäßschädigungen
Wo findet der monokuläre Verlust statt?
- vor dem Chiasma
Wo findet der die bitemporale Heminaposie statt?
- am Chiasma
Wo findet der Verlust von einem Gesichtsfeld beiderseits statt?
- Hinter dem Chiasma
Wo findet die zentrale Verarbeitung visueller Informationen statt?
- große bewegungssensitive und farbblinde Ganglienzellen der Retina
- Kollaterale zu Colliculi superiores und Area prätectalis
- Bewegungssensor, visueller Greifreflex, parallel zum Kortex
- frontales Augenfeld - willkürliche Augenmotorik
Was ist die Folge von apperceptive visueller Agnosie?
- kann Formen nicht erkennen aus einer Auswahl
Was ist die Folge von associative visueller Agnosie?
- kann Formen nachzeichnen, aber nicht benennen
Was ist die Folge von Prosopagnosie?
- Erkennen von Gesichtern erschwert/unmöglich
Was ist die Folge von Achromatopsie?
- zentrale Farbblind (wie schwarz-weiß-Kopie von Farbbild)
Was ist Akinetopsie?
- kann Bewegungen nicht erkennen (Standbilder wie im Stroboskoplicht)
Was ist die Sinnesmodalität vom Hören?
- Schall (Materialwelle)
- mechanosensorische Stereovilli der Haarzellen im Innenohr (Cochlea, Corti-Organ) werden von Schall ausgelenkt, was zu Depolarisation und Transmitter-Freisetzung führt
Was sind die Sinnesqualitäten beim Hören?
- Schwallwellen mit unterschiedlichen Frequenzen (von 16 Hz bis 20 Hz)
- bedingt durch Position entlang der Cochlea jede Haarzelle wird von Schall mit einem bestimmten Frequenz erregt
Was umfasst der Sensitivitätsbereich beim Hören?
- 7 Größenordnungen von Schalldruck - hohe Sensitivität
- Schallintensität proportional zum Quadrat von Schalldruck
- Schalldruckpegel ist bezogen auf minimal wahrnehmbaren Schalldruck
Was passiert im äußeren Ohr und im Gehörgang?
- Bündelung und Verstärkung (im mittleren Frequenzbereich) von Schallwellen
- Richtungshören durch Beugung und Reflektion an der Pinna
- mechanischer und antibakterieller Schutz (Ohrenschmalz)
Was passiert im Mittelohr?
- Schall wird vom Trommelfell über Bewegung der Gehörknöchelchen auf das ovale Fenster weitergeleitet
- Verstärkung: Verringerung der Schallreflektion bei dem Übergang von schallweichem (Luft) in einem schallharten (Flüssigkeit) Medium
- Schallschutz durch Aktivität zweier Muskeln
Wodurch passiert die Schallverstärkung?
- Flächenunterschiede zwischen Trommelfell und Stapesfuß
- Hebelarm-Faktor
- insgesamt 22-fache Verstärkung im mittleren Frequenzbereich
- bei Verlust: z.B. Otosklerose, Otitis media
Wodurch passiert der Schallschutz?
- reflektorische Kontraktion von M. tensor tympani und M. stapedius bei hohem Schalldruckpegel (Stapediusreflex)
- durch langsame Ansprechzeit kein Schutz bei Knalltraum
- Hyperakusis bei Facialisparese - Verlust von Stapediusreflex - Schallintensität erreicht Schmerzgrenze früher
Was passiert im Innenohr?
- Schalleintritt durch ovales Fenster (Kompressionsausgleich über rundes Fenster)
- Schwallwellen bringen zuerst die Flüssigkeiten dann die Membrane (Reissner und Basilaris) der scala media in Bewegung
- Mechanosensitive Haarzellen sind im Corti Organ auf dem Membrana Basilaris
- Membrana Basilaris ist am ovalen Fenster schmal und steif, oben ist es breit und elastisch
- es entsteht eine Wanderwelle mit der größten Amplitude an einer bestimmten Stelle für jede Frequenz
- hohe Töne am ovalen Fenster, tiefe Töne an der Spitze der Cochlea
- Grundlage für tonotope Organisation
Was ist im Corti Organ?
- dort sitzen 4 Reihen von Haarzellen - 3 äußere und eine Reihe innere Haarzellen
- Wanderwelle am Membrana Basilaris drückt Haarzellen gegen steife Tektorialmembran
- Stereovilli der äußere Haarzellen wird abgeknickt, was zur Erregung der Zelle führt
- Stereovilli der Haarzellen tauchen in Endolymphe, eine positiv geladene, kaliumhaltige Flüssigkeit
- Abscherung der Stereovilli öffnet und schließt einen mechanosensitiven Kanal, die Haarzellen De- und Hyperpolarisieren mit Frequenz der Schallwelle
- äußere Haarzellen verstärken die Bewegung durch Kontraktion, innere Haarzellen setzen Transmitter frei
- Störungen in Zusammensetzung von Endolymphe verursachen Taubheit
- > Schleifendiuretika blockieren NKCC2
- > Mutation in Kv7.1 verursacht LQT-Syndrom und kongeintale Taubheit (Jervell und Lange-Nielsen-Syndrom)
Was passiert noch alles im Innenohr?
- äußere Haarzellen sind motorisch innerviert - Verstärkung nur bei geringerem Schalldruck
- Kontraktion dieser Zellen kann man für Hörtests bei Neugeborenen ausnutzen (otoakustische Emission)
- Verlust von öußeren Haarzellen verursacht ~50 db-Abnahme der Sensitivität und Störung der Frequenzunterscheidung
- altersbedingter Verlust v.a. der Haarzellen der an der Basis der Cochlea verursachen Altersschwerhörigkeit (Presbyakusis) vorwiegend für hohe Töne
- > solange die Haarzellen vorhanden sind, kompensierbar mit Hörgerät
- innere Haarzellen sind sensorisch innerviert bis zu 30 Synapsen
- Gesamtaktivität dieser Fasern korreliert mit Schallintensität
- Somata der Fasern in Ganglion - Cochleaimplantate helfen auch nach Haarzellenverlust
Was passiert alles in der primären Hörbahn?
- ipsi- und kontralateral aufsteigend
- Richtungshören - Analyse des Schallraums, Sprache, Musik
Was passiert alles in der sekundären Hörbahn?
- ipsilateral aufsteigend
- Aufmerksamkeit, Weckfunktion
Wie funktioniert das Tonschwellenaudiogram?
- Schallempfindlichkeit ist frequenzabhängig - geringste Hörschwelle zwischen 2-5 kHz
- mit Tonschwellenaudiogram misst man Abweichung von Schwellenkurve einer normal hörenden Person
- Werte sind in db Hörverlust für einzelne Frequenzen angegeben
- Schwelle wird sowohl für normale Luftleitung, als auch für Knochenleitung bestimmt
- gehen beide Kurven auseinander, weist es auf Schallleitungsstörung hin
- sind beide gleichermaßen herabgesetzt, weist es auf Innenohrschaden hin
Was sind Ursachen für eine Schallleitungsschwerhörigkeit?
- Flüssigkeitsansammlung (Unterdruck) in der Paukenhöhle
- Verlust von Trommelfell
- Verknöcherungen (Otosklerose) Verlust von Gehörknöchelchen
Was sind Ursachen für eine Schallempfindungsschwerhörigkeit?
- Verlust der Stereovillie
- Verlust der Haarzellen
- Störung in Zusammensetzung Endolymphe
- Hörsturz (unklarer Ursprung, Durchblutungsstörung/ Entzündung/ Autoimmun
Was sind Ursachen für eine zentrale Störung?
- zentrale Taubheit
- Wernicke Aphasie -> überschießender Redefluss, eingeschränktes Verständnis, Neologismen
- Amusie -> gestörte frontotemporale Verbindungen (rechts)- keine Musikalität, Musik vom Geräusch nicht unterscheiden können
- Tinnitus -> erhöhte Spontanaktivität, typischerweise Neuronen der zentralen Hörbahn als Folge anderer Krankheiten (Hörsturz, Otosklerose, Mittelohrentzündung etc.)
Was ist die Sinnesmodalität beim Gleichgewicht?
- Beschleunigung
- mechanosensorische Stereovilli der Haarzellen im Vestibularorgan werden von Bewegung von endolymphatischen Flüssigkeit oder der Gallerte aus gelenkt
Was ist die Sinnesqualität beim Gleichgewicht?
- lineare- und Drehbeschleunigungen ausgerichtet nach den drei räumlichen Richtungen
- lineare Beschleunigungen repräsentieren Erdbeschleunigung
Wo befinden sich die sensorischen Haarzellen?
- im gleichen endolymphatischen Flüssigkeitsraum, sind aber auf Schall unempfindlich, da Kinozilien in Gallerte verankert sind
Was sind Haarzellen?
- spontanaktiv
- > Auslenkung durch Bewegung der Gallerte in Richtung Kinozilium bewirkt Aktivierung, gegen die Kinozilium eine Hemmung
- zwei Vestibularorgane gespiegelt im Kopf - eine Bewegung wird gegensätzlich Aktivität auslösen
- Verlust von einem Vestibularorgan kann kompensiert werden
- Gleichgewicht ist keine alleinige Leistung von Vestibularorganen - visuelle Information, Feedback von Muskulatur
Was sind und machen die Makulaorgane?
- Utrikulus und Sakkulus
- Funktion: Messung der linearen (Translations-) Beschleunigung (Massenträgheit der Otolithen)
- statische Information: Kopflage (Erdbeschleunigung)
- dynamische Information: z.B. abbremsen im Zug o. Aufzug (lineare Beschleunigung des Kopfes)
- für jede räumliche Richtung eine Reihe adäquat ausgerichtete Haarzellen
- Makulaorgane sind wichtig für Körperhaltung
Was machen vestibulospinale Reflexe?
- Vestibulariskerne aktivieren (ipsilateral) absteigende motorische Bahnen für die axialen/ antigravitations/ extensor Muskulator
Was ist ein Vestibularisausfall?
- Fallneigung auf betroffene Seite
Was machen die Bogengangsorgane?
- Messung der Drehbeschleunigung (Auslenkung der Cupula)
- Information: Kopfdrehung (dynamisch)
- Drehbeschleunigung ist wichtig für Bildstabilisierung der Retina
- Zugrichtung der Augenmuskel liegt in gleichen Ebene wie einzelne Bogengänge
Was ist der vestibulokuläre Reflex?
- Kopfbewegung löst kompensatorische Gegenbewegung der Augen aus
- bei Bewegung über 20 Grad wird Auge mit einer schnellen Sakkade wieder mittig gestellt -> Nystagmus
Was sind Leitsymptome von Störungen im Vestibularorgan?
- Drehschwindel, Nystagmus, Übelkeit
Was passiert beim Benigner Paroxismalen Lagerungsschwindel?
- degenerativ oder nach Schleudertrauma
- abgelöste Otolithen flottieren in (meist) posterior Bogengang
- Epley or Hallpike`s Manöver
Was passiert bei der Neuropathia vestibularis?
- akuter Ausfall mit Drehschwindel, Übelkeit, Nystagmus, Fallneigung
- kein Hörverlust
- mögliche Ursachen: virale Infektion (HSV), Prednisolon/Physiotherapie
Was passiert bei Morbus Meniere?
- wiederkehrende Schwindelanfälle mit Hörminderung und Ohrdruck
- vermutlich ein endolymphatischer Hydrops
- > progredient bis zur Taubheit