der geruchsinn und die analyse der düfte klemm, zach 2009
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Der Geruchsinn und die Analyse der „Düfte“
Klemm, Zach 2009
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Das Riechepithel beim Menschen
Quelle: Spektrum der Wissenschaft, Dezember 1995Klemm, Zach 2009
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Von der Nase zum Gehirn
Quelle: Spektrum der Wissenschaft, Dezember 1995 Quelle: Atlas der Anatomie, Weltbild VerlagKlemm, Zach 2009
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Konvergenz
Quelle: Spektrum der Wissenschaft, Dezember 1995
10 - 100 Millionen Riechzellen
4000 Glomeruli
Klemm, Zach 2009
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Olfaktorische Hüllzellen leiten die Axone zum Riechkolben
Klemm, Zach 2009
Riechzellen
Stützzellen
Basalzellen
Was ist ein Duftstoff ?
Alles was riecht
…und ein Duft ?
Eine komplexe Mischung
von Duftstoffen
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Wie viele Duftstoffe gibt es?
"mehrere tausend"
"zehntausend"
"zigtausend"
1018
Das Riechsystem ist für eine unendlich große Zahl von Liganden (Duftstoffen) konzipiert.
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Riechzellen exprimieren (bauen bzw. haben) nur eine Sorte von Duftstoffrezeptoren:
Klemm, Zach 2009
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Ordnung: der Rezeptortyp bestimmt
Quelle: Biologie in unserer Zeit 35:302-310 (2005)Klemm, Zach 2009
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Dr. Thomas Bozza, Northwestern University
Vom Riechepithel zum Bulbus olfactorius (Riechkolben)
Bulbus olfactorius
Riechepithel
Nasenhöhle Gehirn
Gefärbte Nervenzellen
Klemm, Zach 2009
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Jeder Glomerulus ist für einen Rezeptortyp zuständig
Bulbus olfactorius
Riechepithel
Nasenhöhle
Riech-zellen
Mitral-zellen
Sieb-bein
Gehirn
Klemm, Zach 2009
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Aktivitätsmuster im Riechkolben
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Aktivitätsmuster im Riechkolben
Klemm, Zach 2009
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Aktivitätsmuster im Riechkolben
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Aktivitätsmuster im Riechkolben
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Musteranalyse des sensorischen Signals
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Kombinatorische Codierung der Geruchsinformation
Hexanon Benzaldehyd
Quelle: Friedrich, RW (2002) Trends in Neurosciences 25:487
Klemm, Zach 2009
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Die vielfältigen Aufgaben des Riechsystems
Aroma
Analyse
Erinnerung
Entscheidung
SozialverhaltenKlemm, Zach 2009
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• Riechzellen zeigen nur geringe Empfindlichkeit und Selektivität.
Zusammenfassung
• Das Riechepithel von Säugern enthält 10 – 100 Millionen Riechzellen.
• Riechzellen sind primäre Neuronen mit chemosensorischen Zilien.
• Riechzellen haben eine Lebensdauer von wenigen Wochen. Danach werden sie durch neue Zellen ersetzt.
• Etwa 1000 unterschiedliche Duftstoffrezeptoren binden Duftstoffe in den Zilien. Jede Riechzelle exprimiert nur ein Rezeptorgen.
• Die Aktivität der Riechzelle wird nach wenigen Sekunden beendet.
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Zusammenfassung
• Durch den piriformen Cortex gelangt das Riechsignal zum Thalamus und von dort zum orbifrontalen Cortex.
• Durch Verschaltungen mit dem limbischen System greift das Riechsignal in endokrine Prozesse ein und beeinflusst zudem Emotionen und Erinnerungen.
• Die Geruchsinformation wird in räumlichen und zeitlichen Aktivitätsmustern der Glomeruli kodiert.
• Die Axone von Riechzellen gleicher Selektivität konvergieren auf die gleichen Glomeruli im Riechkolben.
• In den Glomeruli wird das olfaktorische Signal auf Mitralzellen (Infoüberbringer zum Gehirn) übergeben.
Klemm, Zach 2009