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Der Reflux, oder medizinisch auch die gastroösophageale Refluxkrankheit (Abkürzung GERD) genannt, ist eine Erkrankung, unter der 10-20% der Bevölkerung leiden. Umgangssprachlich wird es als Sodbrennen bezeichnet.
Unsere Speiseröhre (Ösophagus) reicht als Schlauch vom Mund bis zum Magen. Der untere Teil der Speiseröhre wird von einem Muskelring, dem sogenannten Ösophagussphinkter umschlossen. Dieser Sphinkter hat die Funktion, den unteren Teil der Speiseröhre zu verschliessen, damit keine Magensäure und Speisereste aus dem Magen in die Speiseröhre zurückfliessen können. Beim Essen ist dieser Sphinkter normalerweise geöffnet, damit die Nahrung in den Magen gelangen kann. Der Magen schützt sich selbst vor der Magensäure durch eine spezielle Magenschleimhaut. Da die Speiseröhre keine solche schützende Schleimhaut besitzt, wird sie deshalb durch zurückfliessende Magensäure gereizt oder sogar geschädigt. Dies wird als Reflux bezeichnet. Ein solcher Reflux geschieht, wenn der Druck im Magen zu hoch ist und der Ösophagussphinkter deshalb nicht korrekt schliessen kann. Ein Reflux wird zudem begünstigt durch eine Gewichtsszunahme, fetthaltige Speisen, Koffein- und kohlensäurehaltige Getränke, Alkohol, Tabakkonsum und bestimmte Medikamente. Der Reflux tritt auch je nach körperlicher Position vermehrt auf, zum Beispiel im Liegen, weil die Schwerkraft nicht wirken kann.
Das typische Symptom des Refluxes ist das Sodbrennen, das Patienten als brennende Schmerzen hinter dem Brustbein beschreiben. Die Regurgitation, umgangssprachlich saures Aufstossen, kann das Sodbrennen begleiten. Bei der Regurgitation gelangt Mageninhalt wieder zurück in die Speiseröhre, teilweise sogar bis in den Mund, was zu Halsschmerzen, Heiserkeit, Husten oder dem Gefühl, einen Kloss im Hals zu haben, führen kann. Selten kann der Mageninhalt auch in die Lunge gelangen, was wiederum zu Husten oder Atemproblemen führen kann. Bei einem chronischen, also langanhaltenden Reflux können Betroffene teilweise eine Schluckstörung entwickeln. Seltenere Symptome des Refluxes sind ein unangenehmer Geschmack im Mund, Oberbauchschmerzen, chronische Lungenerkrankungen und säurebedingte Zahnschäden. Wenn die Magensäure über längere Zeit in die Speiseröhre zurückfliesst, kann dies zu Geschwüren in der Speiseröhre, Verengung der Speiseröhre, Speiseröhrenentzündung, Veränderung der Zellen der Speiseröhrenschleimhaut oder zu fehlgebildeten Zellen in der Speiseröhre führen. Die fehlgebildeten Zellen können nach einer Zeit zu Speiseröhrenkrebs entarten.
Um die Refluxkrankheit zu diagnostizieren, müssen die oben beschriebenen Symptome mindestens einmal pro Woche auftreten. Der Reflux ist in der westlichen Bevölkerung ein relativ häufiges Problem. Das Auftreten ist unter Männern und Frauen gleichmässig verteilt. Die Diagnose eines Refluxes wird meist mit einer Endoskopie der Speiseröhre und dem Magen sowie mit einer Gewebsprobenentnahme gestellt. Ein weiterer möglicher Test ist die pH-Wert Bestimmung, bei der der Säuregehalt der Speiseröhre gemessen wird. Weiter gibt es noch die Manometrie, bei der der Druck des Ösophagussphinkters gemessen wird.
Es gibt viele Möglichkeiten, um einem Reflux vorzubeugen. Dazu gehören ein reduzierter Alkoholkonsum, ein Rauchstopp, ein gesundes Körpergewicht und der Verzicht auf üppige Mahlzeiten. Eine Erleichterung bringt auch ein erhöhtes Kopfteil des Bettes, damit der Reflux durch die Schwerkraft weiter reduziert wird. Wenn die Lebensstilanpassungen nicht wirken, wird der Reflux medikamentös mittels Protonenpumpenhemmer oder manchmal auch mittels Histamin-2-Blocker behandelt. Der Protonenpumpenhemmer dient zur Verminderung der Magensäureproduktion und stellt die wirksamste Behandlung des Refluxes dar. Damit diese Medikamente ihre Wirkung vollständig entfalten können, müssen sie über eine Dauer von vier bis zwölf Wochen eingenommen werden.
Sollten die Beschwerden bestehen bleiben gibt es als letzte Option noch die Operation, die sogenannte Fundoplikatio. Diese Operation wird Patienten angeboten, die die Medikamente nicht vertragen, keine Dauermedikation einnehmen möchten, oder bei denen sehr grosse Mengen an Magensäure in die Speiseröhre zurückfliessen und so sekundär zu Geschwüren, Blutungen oder Entzündungen führen. Die Operation wird minimalinvasiv mit einem Laporoskop gemacht. Es gibt verschiedene Operationsarten. Das Ziel ist bei allen, dass der Übergang der Speiseröhre zum Magen verengt wird, damit dort keine Magensäure mehr zurückfliessen kann.
Durch die Veränderungen im Magen nach dem Eingriff kann es zu unerwünschten Symptomen kommen, die die Lebensqualität verschlechtern. Das Gasbloat-Syndrom ist eine mögliche Komplikation, die nach der Operation auftreten kann. Dieses Syndrom führt dazu, dass die Person nicht mehr aufstossen kann. Das Auftreten und die Prägnanz dieser sogenannten postgastrektomischen Symptome ist stark abhängig von der Art der durchgeführten Operation. Das beste therapeutische Mittel, um diese Symptome nach der Operation zu mindern, ist die Einhaltung spezieller diätetischer Massnahmen, weshalb die betroffenen Patienten häufig eine Ernährungsberatung brauchen. Im Langzeitverlauf berichten viele Patienten von einer Besserung und im Allgemeinen von einer Lebensqualitätssteigerung nach der Operation.
Quellen
Franzke, T., Jähne, J. (2012). Postoperative Syndrome und Lebensqualität nach Eingriffen am Magen. Allgemein- und Viszeralchirurgie up2date, 6(3), 179–190. https://doi.org/10.1055/s-0031-1298551
Lynch, K. L. (2022). Gastroösophageale Refluxkrankheit (GERD). MSD Manual. https://www.msdmanuals.com/de/heim/verdauungsstörungen/speiseröhrenerkrankungen-und-schluckstörungen/gastroösophageale-refluxkrankheit-gerd
Pohl, D., Gutschow, C. & Rogler G. (2019). Refluxkrankheit. Universitätsspital Zürich. https://www.usz.ch/krankheit/refluxkrankheit/
Thieme via medici (2022, 30. Dezember). Operationsverfahren am Ösophagus und ösophagogastralen Übergang. https://viamedici.thieme.de/lernmodul/8721500/4958194/operationsverfahren+am+ösophagus+und+ösophagogastralen+übergang#_92B8FF82_5926_443B_A57B_FA8D6FE08667
Als Schluckauf bezeichnet man das wiederholte und unbeabsichtigte Zusammenziehen des Zwerchfells. Dieses unwillkürliche Zusammenziehen des Zwerchfells wird auch Spasmus genannt. Auf den Spasmus des Zwerchfells folgt eine schnelle, hörbare Schliessung der Stimmritze. Das Zwerchfell ist ein Muskel im Bauchraum, der unter der Lunge liegt und somit die Lunge von den restlichen Bauchorganen, wie Darm, Magen oder Leber, trennt. Das Zwerchfell hat als Muskel eine wichtige Funktion, nämlich unterstützt es die Atmung. Die Stimmritze ist die Öffnung zwischen den Stimmbändern im Kehlkopf, auch Larynx genannt. Die Stimmritze kann durch die Stimmbänder verschlossen werden und so den Luftstrom in die Lunge verhindern.
Schluckauf kann unterschiedlich lange anhalten. Es gibt kürzere und längere Episoden, wobei die kurzen sehr häufig auftreten und jeweils einige Minuten andauern. Bei längeren Episoden kann der Schluckauf länger als zwei Tage anhalten, oder sogar länger als einen Monat. Bei solch langen Episoden spricht man von einem persistierenden, also anhaltenden Schluckauf. Die genaue Ursache des Schluckaufs ist nicht bekannt. Vermutet wird eine Reizung der Nerven oder Hirnteile welche an der Kontrolle der Atemmuskulatur, also auch dem Zwerchfell, beteiligt sind.
Obwohl die genaue Ursache des Schluckaufs nicht bekannt ist, gibt es einige auslösende Faktoren, wie ein geblähter Magen, Alkoholkonsum oder das Schlucken von heissem oder reizendem Material. Es kann auch durch eine Kombination von Reden, Essen, Trinken und Lachen ausgelöst werden. Medizinisch nachweisbar tritt Schluckauf vermehrt dann auf, wenn die Kohlendioxidkonzentration im Blut sinkt, was zum Beispiel durch eine Hyperventilation geschehen kann.
Langanhaltende Episoden von Schluckauf können eventuell eine ernste Ursache haben. Ein Beispiel dafür ist eine Reizung des Zwerchfells durch eine Lungenentzündung oder eine Operation im Brust- oder Magenbereich. Dass ein Hirntumor oder ein Schlaganfall auf das Atemzentrum im Hirn wirkt und so zu einem Schluckauf führt, ist allerdings sehr selten. Bei einer ernsten Ursache bleibt der Schluckauf so lange bestehen, bis diese behoben wird.
Normalerweise braucht ein Schluckauf keine ärztliche Konsultation. Sollte der Schluckauf aber in Kombination mit neurologischen Symptomen, wie Kopfschmerzen, Schwäche, Taubheitsgefühl oder einem Gleichgewichtsverlust einhergehen, sollte man eine Ärztin oder einen Arzt zuziehen. Auch ohne solche neurologischen Symptome sollte man bei einem zwei oder drei Tagen anhaltenden Schluckauf ärztliche Hilfe aufsuchen.
Bei der ärztlichen Untersuchung wird der Patient zu seinen Symptomen und der Krankheitsgeschichte gefragt. Danach folgt eine körperliche Untersuchung. Bei der Untersuchung liegt zudem das Augenmerk auf Symptomen eines gastroösophagealen Refluxes (vereinfacht Sodbrennen) und auf Schwierigkeiten beim Schlucken. Weiter wird ermittelt, ob die Patientin bzw. der Patient Fieber, Husten oder Brustschmerzen aufweist, oder ob neurologische Symptome vorhanden sind. Auch Alkoholkonsum und kürzlich erfolgte Operationen sind von Interesse. Bei der körperlichen Untersuchung wird meist eine neurologische Untersuchung durchgeführt. Je nach Art und Ort der zusätzlichen Symptome können gewisse Tests durchgeführt werden, wie die Blutuntersuchung, der Ultraschall, das CT oder das MRI.
Beim kurzen Schluckauf werden häufig Hausmittel wie Luft anhalten oder tief in eine Papiertüre atmen angewendet. Bei diesen beiden Methoden wird versucht, durch die Atmung den Kohlendioxidspiegel im Blut anzuheben. Bei anderen Hausmitteln wie schnelles Trinken von Wasser, Ziehen an der Zunge, stimuliertes Würgen oder Schlucken von trockenem Brot, Kristallzucker oder zerstossenem Eis wird versucht, den Nervus vagus zu stimulieren. Der Nervus vagus ist der 10. Hirnnerv und reguliert die Tätigkeit der meisten inneren Organe. Seine motorischen Fasern versorgen auch die Muskulatur des Kehlkopfes. Es gibt viele Hausmittel, davon ist medizinisch aber keines überlegener oder wirksamer als andere. Von ärztlicher Seite wird davon nicht abgeraten, aber ihre Wirkung ist auch nicht klar belegt.
Beim anhaltenden Schluckauf ist eine Behandlung notwendig, besonders dann, wenn sich die Ursache des Schluckaufs nicht leicht beseitigen lässt. Es werden unterschiedliche Medikamente eingesetzt mit verschiedenem Wirkungserfolg. Sollten alle Medikamente nicht funktionieren, gibt es noch die Option die Nervi phrenici durch eine lokale Betäubung zu blockieren. Die Nervi phrenici kontrollieren die Kontraktion des Zwerchfells. Sollte dies auch keine Besserung bringen, kann man als letzte Option die Nervi phrenici in einer Operation durchtrennen, was aber auch nicht in allen Fällen eine Heilung erbringt.
Quellen
Gotfried, J. (2022). Schluckauf. MSD Manual. https://www.msdmanuals.com/de/heim/verdauungsstörungen/symptome-von-verdauungsstörungen/schluckauf#
Lynch, K. L. (2022). Gastroösophageale Refluxkrankheit (GERD). MSD Manual. https://www.msdmanuals.com/de/heim/verdauungsstörungen/speiseröhrenerkrankungen-und-schluckstörungen/gastroösophageale-refluxkrankheit-gerd
Via Medici (2022). Nervus vagus (Hirnnerv X) (9. Dezember). Thieme via medici. https://viamedici.thieme.de/lernmodul/557937/530073/nervus+vagus+hirnnerv+x
Kommt es durch Hitze zu einer Hautverletzung, spricht man von einer Verbrennung. Woher die Hitze kommt, spielt für das Verletzungsmuster «Verbrennung» keine Rolle, sondern ändert nur den in der Umgangssprache verwendeten Wortlaut. Ob durch heisses Wasser oder Dampf, ein heisses Bügeleisen, eine Herdplatte oder Feuer, ja selbst intensive Reibung oder elektrischen Strom, Verbrennung ist Verbrennung. Sonderfälle bilden Verätzungen mit Säuren oder Laugen, die in diesem Artikel jedoch nicht behandelt werden.
Verbrennungsgrade
Um die Schweregrade der Verbrennung besser nachvollziehen zu können, sehen Sie nachfolgend ein Übersichtsbild der Haut. Je nach Schweregrad ist eine andere Hautschicht betroffen. Damit gestaltet sich auch die Symptomatik, die Heilung und die Wundversorgung anders. Genauere Information zum Aufbau der Haut finden Sie im Artikel «Die menschliche Haut».
Grad 1: Von einer Verbrennung ersten Grades spricht man, wenn nur die oberste Schicht, die Hornschicht, der Epidermis betroffen ist. Hauptsymptome sind Schmerzen, Rötungen und Schwellungen und das typische Beispiel ist der Sonnenbrand. Mehr zum Thema Sonnenbrand und wie Sie sich davor schützen lesen Sie in den Artikeln «Sonnencreme und Schutz der Haut» und «Optimaler Sonnenschutz».
Grad 2a: Beim Grad 2a sind die Epidermis sowie bereits die oberen Anteile der Dermis mitbetroffen. Hautanhangsgebilde wie Haarwurzeln, Schweiss und Talgdrüsen sind aber noch intakt. Hauptsymptome dieses Schweregrades sind Schmerzen, Rötungen und Blasenbildung.
Grad 2b: Die betroffenen Hautschichten sind die gleichen wie beim Grad 2a, also Epidermis und Dermis, jedoch sind nun die tiefen Anteile der Dermis mitbetroffen. Somit sind die Hautanhangsgebilde weitestgehend geschädigt, ebenso Nervenfaserenden und Blutkapillaren (kleinste Blutgefässe). Dadurch ist der Schmerz deutlich geringer als bei 2a. Blasen können, müssen aber nicht vorhanden sein, da sie bereits geplatzt sein könnten. Rötungen sind vorhanden, sind aber weniger ausgeprägt. Wenn man auf diese Rötungen drückt, verschwinden sie und erscheinen, anders als bei 2a Verbrennungen, nicht wieder (ähnlich wie ein Rekapillarisierungs-Test: Zeit, die es braucht, um das «blutleere» Gewebe wieder zu durchbluten, nachdem man Druck darauf ausgeübt hat, also wie schnell die Farbe von weiss wieder zu rosa wird; normalerweise an der Fingerkuppe getestet).
Grad 3: Erreicht eine Verbrennung die Tiefe der Subcutis (Unterhaut) und damit das Unterhautfettgewebe, spricht man von einer Verbrennung dritten Grades. Die Nervenenden sind komplett zerstört. Die Sensibilität und damit das Schmerzempfinden geht verloren. In diesem Schweregrad verspürt man keinerlei Schmerzen mehr und die Haut ist lederartig in einem schwarzen, weissen oder grauen Farbton.
Grad 4: Geht die Verbrennung noch tiefer als das subkutane Fettgewebe spricht man von einer Verkohlung. Es können Muskeln, tiefer gelegenes Fettgewebe, Faszien oder sogar Knochen mitbetroffen sein.
Neben dem Schweregrad wird das Ausmass einer Verbrennung zusätzlich mit der Körperoberflächen-Berechnung bestimmt. Diese dient vor allem der Beurteilung, ob die Patientin oder der Patient in einem Verbrennungszentrum oder in einem normalen Spital versorgt werden soll. Je grösser die Verbrennungsfläche, desto eher sollte ein Verbrennungszentrum aufgesucht werden. Dafür gibt es zwei Annäherungen. Zum einen gibt es die Neuner-Regel: Körpersegmente wie die einzelnen Arme, Oberschenkel, Unterschenkel, sowie Kopf, Brustkorb, Bauch, oberer und unterer Rücken tragen jeweils 9% zur Körperoberfläche bei. Dazu ein Beispiel: Hat jemand das gesamte rechte Bein, den unteren Bauch und den Intimbereich verbrannt, wären das insgesamt nach dieser Regel 28%. 9% für den Oberschenkel, 9% für den Unterschenkel, 9% für den unteren Bauch und 1% für den Intimbereich. Genauer als die 9% Regel ist die Handflächenregel. Sie besagt, dass die Handfläche des Patienten ungefähr 1% seiner Körperoberfläche entspricht. In der Praxis angewandt wird also die Grösse der Hand des Patienten betrachtet und geschaut, wie gross die Verbrennungsfläche im Vergleich zur Hand ist. Die Handflächenregel wird vor allem bei Kindern angewandt, da sich beim Kind die Körperproportionen anders als bei Erwachsenen gestalten.
Behandlung von Verbrennungen
Je nach Verbrennungsgrad und Ausmass der Schädigung ist eine andere Behandlung notwendig.
Grundsätzlich gelten zwei Richtlinien:
Verbrennungen der Grade 1 und 2a können in den meisten Fällen im selbst therapiert und versorgt werden, wenn die nötigen Materialien vorhanden sind. (Ausnahmen sind die oben erwähnten.)
Grad 1:
Grad 2a:
Tiefere Verbrennungen sind immer einer Ärztin oder einem Arzt vorzuzeigen. Je nach Verbrennungsausmass kann es notwendig sein, das abgestorbene Gewebe chirurgisch abzutragen. Je tiefer und grossflächiger die Verbrennung ist, desto komplexer sind die Wundversorgungen. Hauttransplantationen, Transplantationen von gesamten Muskel-, Fett-, Hautlappen (Muskulokutane Lappenplastik) oder sogar Amputation(en) können notwendig sein. Eine narbenfreie Heilung ist unter diesen Umständen nicht mehr möglich. Ebenfalls erfordern diese Verbrennungen zahlreiche systemische Therapien wie Flüssigkeitszufuhr, Antibiotikaprophylaxe und ausreichende Schmerzmedikation, wodurch ein Spitalaufenthalt unausweichlich ist.
Die warmen Herbsttage gehen langsam zu Ende und der Winter steht vor der Tür. Während wir uns auf die vorweihnachtliche Stimmung freuen, uns den Winter in den Bergen vorstellen und die Skier für die kommende Saison vorbereiten, gibt es jemanden, dem der Umschwung nicht ganz so einfach fällt: unser Körper. Die Umstellung vom warmen, eher feuchten Sommer und Herbst zum kalten, trockenen Winter hat einen Einfluss auf unsere Haut, unser Immunsystem und unsere Atmung.
Der Grund für die trockene Luft im Winter liegt in der physikalischen Eigenschaft des in der Luft vorkommenden Wasserdampfes. Die absolute Luftfeuchtigkeit ist der wirkliche Wasserdampfgehalt, der sich in der Luft befindet. Die relative Luftfeuchtigkeit ist der prozentuale Anteil des möglichen, maximalen Wasserdampfgehaltes in der Luft. Wie viel Wasserdampf die Luft aufnehmen kann, ist Temperatur abhängig. Je wärmer die Luft, desto höher ist die mögliche absolute, maximale Luftfeuchtigkeit. Je kälter die Luft, desto geringer ist deren Kapazität, Wasserdampf zu speichern.
Für den Körper, die Haut, Schleimhäute und Atemwege ist die relative Luftfeuchtigkeit entscheidend. Auch wenn die vorherrschende relative Luftfeuchtigkeit draussen im Winter ähnlich ist wie im Sommer, unterscheidet sie sich in Innenräumen stark. Befinden wir uns nämlich in einem geschlossenen, kühlen Raum und heizen diesen auf, sinkt die relative Luftfeuchtigkeit schnell ab.
Die Hautfeuchtigkeit ist eng an die Luftfeuchtigkeit gekoppelt. Eine trockene Haut führt dazu, dass die Haut ihre Elastizität verliert, spröder und rissiger wird. Dadurch verliert sie ihren natürlichen Schutzmechanismus. Wie Sie dem Artikel «Die menschliche Haut» entnehmen können, hat die Haut neben der Flüssigkeitsregulation auch die Aufgabe der Temperaturregulation und – für den vorliegenden Artikel entscheidend – eine Schutzfunktion. Durch die spröde, rissige Haut entstehen kleine Mikroläsionen, durch welche Bakterien, Viren und Pilze einfacher durch die Haut eindringen können. Die Infektionsgefahr ist dadurch generell erhöht. Nebenbei können diese Mikroläsionen auch schmerzhaft sein. Vor allem an Orten, wo die Haut sehr dünn ist, kann die Epithelschicht komplett einreissen. Mundwinkel und die Haut am Fingernagel-Haut-Übergang sind dafür besonders anfällig.
Die Schleimhäute sind von trockener Luft noch stärker bedroht, da sie nicht über die hornige Schutzschicht der restlichen Haut verfügen. Die Schleimhäute dünnen sich aufgrund des Flüssigkeitsverlustes aus und werden dadurch, wie auch durch Mikroläsionen, infektionsanfälliger. Zudem fällt es Viren leichter, in trockener Luft zu überleben, und werden in ihr leichter übertragen. Grund dafür sind die fehlenden Wasserdampfpartikel in der Luft. Diese lagern sich nämlich an die Virenpartikel an und führen dazu, dass sie schwerer werden, schneller zu Boden fallen, und somit aus der Luft entfernt werden. Ein weiterer unangenehmer Effekt der zu dünnen, trockenen Schleimhäute ist erhöhtes Nasenbluten im Winter. Die Gefässe der Nasenscheidewand liegen sehr oberflächlich und sind nur von Schleimhaut bedeckt. Bei einer durch Trockenheit ausgedünnten Schleimhaut, sind die Gefässe nun weniger gepolstert. Dadurch laufen sie Gefahr, durch kleine mechanische Reize zu platzen oder aufzureissen. Vor allem ältere Personen, bei welchen die Hautfeuchtigkeit physiologisch bereits verringert ist, sind davon betroffen.
Nicht nur die Hautfeuchtigkeit, sondern der ganze Feuchtigkeitshaushalt ist von zu geringer Luftfeuchtigkeit und der Kälte betroffen. Um einen optimalen Sauerstoffaustausch zu ermöglichen, braucht die Einatemluft eine gewisse Wärme und Luftfeuchtigkeit. Atmen wir kalte Luft ein, wird diese über unsere Atemwege erwärmt. Damit sinkt, wie oben bereits erklärt, die relative Luftfeuchtigkeit. Trockene Luft verfügt aber nicht über die gleiche Sauerstoffaustauschkapazität wie warme Luft, und muss daher ebenfalls vom Körper in den Atemwegen angefeuchtet werden. Dieser Vorgang entzieht dem Körper zusätzliche Flüssigkeit, oft mehr sogar, als wenn man im Sommer bei heissen Temperaturen viel schwitz.
Um dem ganzen Flüssigkeitsverlust und dem Austrocknen der Haut entgegenzuwirken gibt es mehrere Massnahmen. Verwenden Sie im Winter häufiger Feuchtigkeitscrème, vor allem für stark exponierte Stellen wie Hände und Gesicht. Schauen Sie auf eine ausgewogene Trinkmenge und verzichten Sie wenn möglich auf exzessives Heizen. Ebenfalls können Sie zu Hause mit einem Luftbefeuchter für eine optimale Luftfeuchtigkeit sorgen. Diese sollte zwischen 40 – 60% liegen. Stärken Sie Ihr Immunsystem zusätzlich mit genügend Vitaminen, Bewegung und ausreichend Schlaf. Mehr dazu im Artikel «Gesund in den Herbst».
Quellen
Paschotta, R. (2021). Luftfeuchtigkeit: Energie-Lexikon. Abgerufen von: https://www.energie-lexikon.info/luftfeuchtigkeit.html (zuletzt am 10.11.2022).
Eccles, R., & Wilkinson, J. E. (2015). Exposure to cold and acute upper respiratory tract infection. Rhinology, 53(2), 99–106. https://doi.org/10.4193/Rhino14.239
Die Niere ist ein bilateral angelegtes retroperitoneal gelegenes Organ, das tagtäglich sehr wichtige Funktionen ausübt. Retroperitoneal bedeutet, dass es mit der hinteren Bauchwand verwachsen ist. Die Niere hat also anatomische Beziehung zur Wirbelsäule und zur Aorta. Sie ist unter anderem aufgrund ihrer hohen Durchblutungsrate massiv umhüllt. Die Nierenhüllen bestehen aus fünf Schichten. Diese unterscheiden sich stark voneinander. Wichtig ist, dass es bindegewebige (fibröse) und fetthaltige Schichten gibt. Die hohe Durchblutungsrate kommt daher, dass die Niere das Blut reinigt und daraus den Urin generiert (mehr zum Blutkreislauf in den Artikeln Anatomie des Herzens und Physiologie des Herzens) . Um die Durchblutungsrate in einen Kontext zu setzen ein paar Zahlen: Die Niere erhält über 20% des Herzminutenvolumens, das entspricht ungefähr einem Liter pro Minute. Das ist erstaunlich, wenn man bedenkt, dass die Nieren mit je ungefähr 200 Gramm weniger als 1% des Körpergewichts ausmachen! Die Hauptfunktion der Niere besteht darin, das Blut zu filtrieren. Diese Filtrationsprozesse sind beeindruckend, denn die Nieren filtrieren täglich Blut in einer Menge vom Dreifachen des Körpergewichts: ungefähr 180-200 Liter! Somit werden pro Minute ca. 120ml Primärharn aus dem Plasma gebildet.
Die funktionelle Einheit der Niere heisst Nephron. Eine Niere besteht aus rund einer Million Nephronen. Das Nephron besteht grob aus einem Glomerolus und einem Röhrensystem, dem sogenannten Tubulussystem, das dem Herausfiltrieren von möglichst viel Flüssigkeit dient. Die Widerständsgefässe unseres Körpers, sogenannte Arteriolen, können einen hohen Druck generieren. Sie sind in der Regel den Kapillaren vorgeschaltet. Dort in den Kapillaren findet die Filtration statt. Nach den Kapillaren folgt in der Regel eine Venole, die einen tiefen Druck besitzt. Bei der Niere hingegen folgt nach der Kapillare eine zweite Arteriole. Man spricht von der afferenten und der efferenten Arteriole. Dies bewirkt, dass in der Kapillare ein hoher Druck herrscht. Durch diesen sehr hohen Kapillardruck wird die Filtration überhaupt erst ermöglicht. Die herausgefilterte Flüssigkeit wird in einer Kapsel (im Bild violett dargestellt) gesammelt und dann am Harnpol in den Tubulus übergeleitet. Das Bild zeigt die Niere makroskopisch und rechts seine funktionelle Einheit, das Nephron. Mehrere Nephrone münden in das sogenannte Sammelrohr. Beim Glomerolus (violett) sieht man rot gefärbt die afferente und die efferente Arteriole.
Doch was wird überhaupt aus dem Blut herausfiltriert? Anders formuliert bedeutet diese Frage: Woraus besteht der Primärharn? Es werden keine Zellen herausfiltriert und keine grossen Proteine! Filtriert werden Flüssigkeit, Ionen, kleine Proteine, Toxine und Glukose. Wenn man sich noch einmal die 180 Liter Filtration vorstellt, kommt die Frage auf, was damit passiert. Wir urinieren schliesslich nicht 180 Liter pro Tag. Von diesem Primärharn, der im Glomerolus herausfiltriert wurde, werden mehr als 99% wieder reabsorbiert, gelangen also wieder zurück ins Blut. Das Volumen des Endharns – das ist das Volumen, das wir dann auch wirklich als Urin ausscheiden – beträgt somit für einen Tag noch etwa 0.3 – 1.5 Liter. Die Toxine sind es, die der Körper primär ausscheiden will, daher werden sie nicht wieder reabsorbiert. Glukose hingegen hat im Endharn nichts zu suchen. Sie wird daher zu fast 100% wieder reabsorbiert. Da ein Glukosemolekül aber sehr klein ist, kann das Nephron das Herausfiltrieren der Glukose nicht vermeiden.
Die Reabsorption findet entlang des Röhrensystems statt. Insbesondere im ersten Abschnitt nach dem Glomerolus, dem sogenannten proximalen Tubulus, werden schon zwei Drittel des Volumens reabsorbiert. Dort erfolgt auch eine Reabsorption von Salzen und diese Reabsorption zieht im Rahmen der Osmose Flüssigkeit nach. Osmose beschreibt den Konzentrationsausgleich durch die Diffusion von Wasser. Wenn also die Salzkonzentration im Blut durch die Reabsorption höher ist als diejenige im Primärharn, fliesst Wasser nach, um die Salzkonzentration auszugleichen. Dieses einfache Prinzip beschreibt unsere Blutdruckregulation! Das heisst, dass der Blutdruck primär über das Volumen reguliert wird. Findet eine verstärkte Salzreabsorption statt, resultiert aufgrund der Osmose von Wasser auch mehr Blutvolumen. Ein erhöhtes Blutvolumen bedeutet einen erhöhten Blutdruck.
Daher setzen enorm viele blutdrucksenkende Medikamente an diesen Reabsorptionsprozessen von Salzen an. Sie blockieren die Reabsorption von Salzen an einem spezifischen Ort im Tubulussystem. Als grobe Tendenz nimmt die Salzreabsorption im Verlauf des Tubulussystems ab. Dabei gibt es verschiedene Reabsorptionsmechanismen. Das erlaubt das Einsetzen von verschiedenen Medikamenten. Bei einem Blutdruck, der nur leicht erhöht ist, wird also eher auf ein Medikament gesetzt, das im Tubulussystem erst spät die Salzreabsorption inhibiert und dadurch keinen massiven Effekt hat. Noch besser ist es jedoch (wenn der Blutdruck nicht massiv erhöht ist), den Blutdruck genau zu beobachten und mit kleineren Lebensstilanpassungen zu senken. Denn das ist nachhaltiger, kostengünstiger und verfolgt einen präventiven Ansatz. Gerade weil der Bluthochdruck so häufig vorkommt in unseren Breitenkreisen, gibt es für gewisse Patient*innen auch einen psychischen Vorteil, wenn sie für ihre Blutdrucksenkung nicht auf Medikamente angewiesen sind. Wenn der Blutdruck jedoch über längere Zeit massiv erhöht ist, liegt es auf der Hand, dass Medikamente benötigt werden. Dann sollte man über eine Kombinationstherapie mit Medikamenten und Lebensstilanpassungen nachdenken.
Die postnatale Entwicklung des Gehirns ist aus vielerlei Gründen faszinierend. Das Gehirn ist das Organ, das postnatal, d.h. nach der Geburt, die stärksten Veränderungen durchmacht. Dieser Artikel soll die kindliche Entwicklung des Gehirns beschreiben, Aufschluss über verschiedene Entwicklungsschritte liefern und auch ergründen, was mit dem Gehirn während der Pubertät passiert.
Kinderärzt*Innen wenden etwa einen Viertel ihrer verfügbaren Zeit für Vorsorgeuntersuchungen auf, bei denen die neurologische Entwicklung den Schwerpunkt bildet. Dabei werden zu verschiedenen Zeitpunkten (die Intervalle werden mit zunehmendem Kindsalter grösser) verschiedene Untersuchungen zum aktuellen neurologischen Status des Kindes gemacht. Die erste Vorsorgeuntersuchung erfolgt in der Regel vier Wochen nach der Geburt und umfasst vor allem Bildgebungsverfahren und die Beweglichkeit. Diese Untersuchung hat also nur am Rand mit dem neurologischen Status zu tun. Mit zwei Jahren erfolgt in der Regel eine sehr spielerische Untersuchung, welche den neurologischen Status miteinbezieht. Dort geht es vor allem um die Aufmerksamkeitsfähigkeit und die Wahrnehmung. Klassische Intelligenztests können erst später angewendet werden, daher dient die Untersuchung des Spielverhaltens der Erfassung der geistigen Entwicklung.
Es gibt faszinierende Fakten zur neurologischen Entwicklung von Kindern, die man noch nicht erklären kann. Kinder können beispielsweise erst mit vier Jahren Erinnerungen bilden (traumatische Erlebnisse können schon früher prägend sein). Generell ist das Alter um den Kindergartenbeginn, wenn das Kind also ungefähr vier Jahre alt ist, ein sehr spannendes Alter in Bezug auf die kindliche Entwicklung des Gehirns. Mit vier Jahren beginnen Kinder zum Beispiel, ein Zeitverständnis zu entwickeln. Das Verständnis für Zeitabstände kommt erst später; dieses entwickeln Kinder in der Regel erst mit der Einschulung. Nun stellt sich die Frage, wie sich Kinder, die noch nicht vier Jahre alt sind, zeitlich orientieren. Diese Frage lässt sich durch den sogenannt basalen Zeitbegriff beantworten. Dieser basale Zeitbegriff beschreibt, dass Kleinkinder (<4 Jahre alt) gewisse Zeitabfolgen anhand von Sinneserlebnissen ausmachen. Wenn sie beispielsweise immer vor dem Essen das Geschirr hören und sehen entwickeln sie ein Verständnis dafür, dass es bald Essen gibt. Das ist jedoch eine sehr primitive Auffassung von Zeitabfolgen und die Entwicklung vom basalen Zeitbegriff zur Erfassung effektiver Zeitabstände dauert Jahre.
Zudem bilden sich etwa im Alter von vier Jahren erste Züge von Empathie aus. Ein zwei- oder dreijähriges Kind kann sich bei seinen Handlungen nicht fragen, was das Gegenüber empfindet. Dieses Einfühlungsvermögen kommt erst mit ungefähr vier Jahren. Fachsprachlich beschrieben wird dieser Prozess als ein Übergang von Autonomieentwicklung zur Perspektivenübernahme. Die Perspektivenübernahme meint, dass ein Kind erkennen kann, dass andere Menschen eigene Meinungen, Wünsche oder Interessen haben. Bei der molekularen Entwicklung des Gehirns ist wichtig, dass sich das Gehirn von hinten nach vorne entwickelt und dass sich die Anzahl Neuronen ab der Geburt nicht mehr verändert! Die Anzahl Neuronen bleibt zwar konstant, die Synapsen, also die Verbindungen zwischen Nervenzellen, steigt jedoch massiv an.
Für die Pubertät ist wichtig, dass Synapsendichte und Energieverbrauch direkt proportional zusammenhängen. Was in der Pubertät mit dem Gehirn geschieht, ist das sogenannte „Pruning“. Das Pruning ist ein Prozess, der die Optimierung der synaptischen Verbindungen beschreibt. Im Kleinkindalter muss man sich die Synapsenbildung wucherartig und ineffizient vorstellen. In der Pubertät werden nun überflüssige Synapsen abgebaut und die Effizienz wird gesteigert. Das heisst, dass es ganz viele neue Verknüpfungen im Gehirn gibt; die Anzahl der Verknüpfungen verkleinert sich jedoch insgesamt. Das ist auch wichtig für den Energieverbrauch, der direkt mit der Synapsenzahl zusammenhängt. Man will also gewissermassen einen übertriebenen Energieverbrauch durch unnötige Synapsen vermeiden. Diese Effizienzsteigerung sorgt auch dafür, dass wichtige Synapsen stärker ausgebildet werden können, was nebst der Reduktion der Anzahl einer zweiten Optimierung gleichkommt.
Weiter oben wurde erwähnt, dass sich das Gehirn von hinten nach vorne entwickelt. Dies ist der Grund, weshalb die Sinnesverarbeitung verhältnismässig früh funktioniert, da die Hirnareale für Sehen und Hören weit hinten lokalisiert sind. Die Areale für Motorik jedoch liegen beispielsweise ziemlich in der Mitte. Das ist die Erklärung dafür, dass Kinder erst nach einigen Monaten (ungefähr sechs) eine bewusst gesteuerte und kontrollierbare Motorik besitzen. Zuvor bezeichnet man die Bewegungen als „general movements“, die spontan und nicht bewusst auftreten. Die Hirnrinde ist der Ort des Bewusstwerdens. Das heisst, dass aufgrund der Entwicklungsrichtung die motorische Hirnrinde vor sechs Monaten noch keine Rolle spielt, da sie schlichtweg noch nicht ausgebildet ist.
Geruch und Geschmack – Olfaktorik und Gustatorik – wurden in der Fachschaft sehr lange getrennt betrachtet. Der vor ungefähr 15 Jahren aufgekommene integrative Forschungsansatz führte jedoch dazu, dass Untersuchungen zu Zusammenhängen zwischen Geruch und Geschmack intensiviert wurden.
Die Riechzone ist im Bereich der oberen Nasenmuschel lokalisiert. Feine Riechnerven gehen durch kleinste Öffnungen der inneren Schädelbasis zur oberen Nasenmuschel. An dessen Ende sind die Sinneszellen mit ihren Rezeptoren lokalisiert. Die Riechstoffe sind im Schleim gelöst und können nur so wahrgenommen werden. Um mehr über den Geschmack zu erfahren, lesen Sie unseren Artikel zur Geschmackswahrnehmung. In diesem wird erklärt, dass der Geschmack eine stark emotionale Komponente besitzt. Dies ist beim Geruch nicht anders. Die emotionale Komponente kommt daher, dass das Olfaktorische Sinnessystem gerade bei heftigen, prägenden Gerüchen ein ausgeprägtes Langzeitgedächtnis besitzt. Riecheindrücke adaptieren jedoch auf Rezeptorebene sehr schnell. Es gibt also eine schnelle De-Sensitivierung der Rezeptormoleküle. Das merken Sie, wenn Sie für längere Zeit einem penetranten Geruch ausgesetzt sind. Zu Beginn ist der Geruch fast betäubend, doch schon nach wenigen Minuten nimmt die Intensität des Geruchs deutlich ab. Die schnelle Adaptation ist auch auf Spüldrüsen zurückzuführen. Diese sorgen dafür, dass gelöste Geruchsstoffe schnell weitergespült werden.
Um den Geruch zu verstehen, braucht es einige Grundlagen zu den Rezeptoren und zur neuralen Verarbeitung. Der Mensch besitzt ungefähr 1000 Geruchsrezeptoren. Diese Rezeptoren gehören zu den spezifischsten überhaupt. Jede Sinneszelle exprimiert nur einen Rezeptortypen. Es gibt mehr Gerüche als Geruchsrezeptoren. Das lässt darauf schliessen, dass ein Geruch keine Einzelerkennung ist. Es ist anatomisch gar nicht möglich, einen einzigen Geruchsstoff zu erfassen und zu bestimmen. Die Geruchswahrnehmung ist immer eine komplexe Zusammensetzung aus mehreren Geruchsmolekülen. Die neurale Verarbeitung des Geruchs erfolgt an zwei Orten. Ein Anteil geht zum sogenannten Uncus; das ist die klassische Verarbeitung des Geruchs. Hervorzuheben ist jedoch auch die Weiterleitung zum Limbischen System. Das ermöglicht eine emotionale Bewertung des Geruches.
Nun sind die Grundlagen zur Olfaktorik erklärt und die Zusammenhänge zwischen Olfaktorik und Gustatorik können vertieft werden. Der erste bereits erwähnte Zusammenhang liegt darin, dass beide Systeme eine ausgeprägte emotionale Komponente haben. Hinzu kommt, dass beide Sinnessysteme evolutionär ein ähnliches Ziel verfolgen, denn beide dienen der Nahrungsauswahl und sind somit gewissermassen “Absicherungssinne“. Wenn eines der beiden Sinnessysteme die Nahrungszufuhr verweigert, wird in der Regel davon abgelassen, da diese Nahrung in der Regel eine Gefahr birgt. Der Geruch dient noch einer weiteren Absicherung: Er ist wichtig bei menschlichen Interaktionen und vollzieht eine meist unbewusste Bewertung des Gegenübers.
Das Zusammenspiel von Geruch und Geschmack kommt durch die anatomische Nähe zustande. Wenn Sie etwas essen, nehmen Sie das Essen vor der Einnahme als Geruch wahr und nur kurze Zeit später als Geschmack. Das Gehirn verarbeitet diese Sinneseindrücke zwar separat, kann sie uns jedoch nicht als separate Informationen vermitteln. Das Gehirn verknüpft also die zuvor getrennt verarbeiteten Sinneseindrücke. Anhand einer leichten Störung lässt sich das enge Zusammenspiel zwischen Geruch und Geschmack nachweisen. Bei einer Erkältung, die eine verstopfte Nase verursacht, schmeckt das Essen sehr fade. Das betrifft aber genau genommen nicht den Geschmack, sondern die Geruchskomponente des Hybrids aus Geschmack und Geruch. Wenn der Geruchsanteil fehlt, verfälscht das die Wahrnehmung des Essens.
Für das Verständnis ist wichtig, dass Geruchsstoffe auch über den Mund zur Riechschleimhaut gelangen können. Das wird ermöglicht durch die hintere Nasenöffnung, die eine Verbindung zum Pharynx bildet. Diese hintere Nasenöffnung heisst Choane. Dies ist der Grund, weshalb man schlechte Gerüche nicht ganz umgehen kann, indem man durch den Mund atmet. Es ist also nicht so, dass Gerüche bei der Nahrungszufuhr nur in der Zeit vor der Einnahme vermittelt werden, sondern auch wenn die Nahrung gekaut wird – durch ebendiese Überleitung von Geruchsstoffen vom Mund in Richtung der Nasenschleimhaut.
Der Geschmack ist einer unserer Sinne und gilt als einer der vermeintlich weniger wichtigen. Heutzutage ist der Geschmack vor allem mit Emotionen verbunden. Er bringt ein Stück Lebensqualität. Eine rein funktionelle Ernährung ohne Geschmack ist schwer vorstellbar, daher geht ein Verlust des Geschmackes über längere Zeit oft auch mit psychischen Beschwerden einher. Evolutionstechnisch gesehen war jedoch eine andere Funktion ebenfalls zentral: Die Nahrungsauswahl wurde über den Geschmack getroffen. Viele Gifte enthalten Bitterstoffe, welche unangenehm schmecken, daher war der Geschmackssinn in seinem Ursprung auch eine Art “Absicherungssinn“.
Doch auch heutzutage reichen die Funktionen des Geschmackssinns weit über ein angenehmes Empfinden hinaus! Der Geschmacksinn ist nach der Geburt der erste vollkommen funktionstüchtige Sinn. Zwei wichtige Funktionen des Geschmackssinns sind beispielsweise das Auslösen von Verdauungsreflexen und das Auslösen von sogenannten Feed-Forward-Kontrollsystemen. Bei den Verdauungsreflexen wird zwischen Nahen und Entfernten unterschieden. Das hat mit der anatomischen Distanz vom Ursprungsort und dem Ort des Effektes zu tun. Nahe Verdauungsreflexe sind beispielsweise die Speichelproduktion oder ein Würgereiz bei schlechtem Geschmack. Ein entfernter Verdauungsreflex ist einer, der seinen Effekt nicht direkt im Mundraum hat, sondern weiter entfernt, beispielsweise in der Bauchspeicheldrüse. Wenn Sie also etwas Süsses essen und damit Ihre Süss-Rezeptoren auf der Zunge anregen, wird Insulin aus der Bauchspeicheldrüse ausgeschüttet. Insulin senkt den Blutzuckerspiegel.
Dieses sogenannte Feed-Forward-Kontrollsystem hat Vor- und Nachteile. Die Vorteile kommen daher, dass die Bauchspeicheldrüse von der Nahrungszusammensetzung erfährt, lange bevor die Nahrung in den Darm gelangt, und sich so optimal darauf vorbereiten kann. Der grosse Nachteil besteht jedoch darin, dass dieses System getäuscht werden kann. Diese Täuschungsmöglichkeit der Süss-Rezeptoren wird zum Beispiel von Getränkeherstellern, die eine „Zero-Version“ ihres klassischen Getränks verkaufen, ausgenutzt. Diese Versionen enthalten zwar keinen Zucker, jedoch viele andere künstliche Süssungsmittel, welche ebenfalls die Süss-Rezeptoren der Zunge aktivieren und somit eine Insulin-Ausschüttung verursachen. Der Effekt ist in diesem Fall noch stärker, da das Insulin wirkt, es jedoch gar keinen Zucker zu verdauen gibt. Das Resultat ist eine Unterzuckerung (zu tiefer Blutzucker), die Hunger verursacht und schlussendlich den vermeintlichen Vorteil eines „Zero-Getränks“ zunichtemacht.
Es gibt fünf Geschmacksqualitäten: süss, sauer, salzig, bitter und umami. Umami ist eine sehr neue Geschmacksqualität. Das Wort „umami“ kommt aus dem Japanischen und bedeutet Wohlgeschmack. Umami kann am ehesten mit „proteinartig“ beschrieben werden. Ein gutes Steak kommt der Geschmacksqualität vermutlich am nächsten. Allen Geschmacksqualitäten ist gemeinsam, dass sie über Rezeptoren wahrgenommen werden. „Scharf“ ist keine Geschmacksqualität, da Schärfe durch das Triggern von freien Nervenendigungen in der Schleimhaut der Zunge vermittelt wird und nicht über spezifische Rezeptoren. Spannend sind auch die Empfindlichkeitsunterschiede, welche ebenfalls einen evolutionären Hintergrund haben. Die Schwelle für sauer und bitter liegt deutlich tiefer als diejenige für salzig und süss, was damit zu tun hat, dass Gifte vor allem sauer und bitter sind. Für die Geschmacksqualität umami konnte man bis anhin keine Schwelle definieren. Die Rezeptoren sind sehr komplex, lassen sich jedoch generell in zwei Klassen unterteilen. Es gibt Rezeptoren, die Ionenkanäle für die Verarbeitung verwenden, und solche, die komplexe Kaskaden auslösen. Nur „salzig“ und „sauer“ werden durch Ionenkanäle vermittelt.
Bis vor ungefähr zehn Jahren galt die Annahme, dass es für die verschiedenen Geschmacksqualitäten spezifische Geschmackszonen auf der Zunge gibt. Diese Annahme hat sich jedoch als falsch herausgestellt: Die Rezeptoren sind alle diffus verteilt auf der Zunge, was es jedoch gibt, sind Bereiche mit höherer Rezeptordichte (wie beispielsweise an der Zungenspitze und am Zungengrund) und Bereiche mit tiefer Rezeptordichte (wie an der Seite der Zunge). Die Zusammensetzung der Rezeptoren an einem Ort mit hoher Rezeptordichte ist jedoch absolut diffus. Es gibt an der Zungenspitze also Rezeptoren für alle Geschmacksqualitäten.
Der Thalamus ist eine Struktur im Gehirn, die oberhalb des Hirnstamms lokalisiert ist und das Zwischenhirn bildet. Er besteht aus sehr vielen Subregionen, die es ihm ermöglichen, mehrere spezifische Funktionen zu übernehmen. Generell dient der Thalamus als massive Umschalt- und Filterstation für Afferenzen (Eingänge ins Gehirn), die aus dem Körper über das Rückenmark und den Hirnstamm zum Gehirn laufen. Jegliche Information, die zum Kortex, also zur Hirnrinde und somit zum Bewusstsein gelangt, wird über den Thalamus verschaltet. Daher wird der Thalamus häufig als «Tor zum Bewusstsein» bezeichnet. Er erlaubt das Eintreten von Informationen in den Kortex. Wenn Informationen ohne den Kortex (fachsprachlich «subkortikal») verarbeitet werden, sind diese Informationen unserem Bewusstsein vorenthalten. Ein Beispiel für subkortikale Verarbeitung sind Reflexe. Der vermutlich bekannteste Reflex, der Kniesehnenreflex, wird nur im Rückenmark verschaltet und ist somit jeglichem Bewusstsein entzogen. Sie können bei diesem Reflex also keinen Einfluss auf die Reaktion ihres Unterschenkels nehmen. Ein anderes spannendes Beispiel ist die Haltungsmotorik. Wenn Sie beispielsweise sitzen, ist Ihnen nicht permanent bewusst, welcher Muskel in welchem Spannungszustand verharrt, um Ihnen ein aufrechtes Sitzen zu ermöglichen.
Der Thalamus ist wie bereits erwähnt Schaltstation für alle Eingänge (Afferenzen) ins Gehirn. Die einzige sensorische Verarbeitung, die sich dem Thalamus entzieht, ist die Olfaktorik, also die Geruchsverarbeitung. Der Thalamus ist unter anderem in die Motorik involviert, da die Motorik ein Zusammespiel aus Kleinhirn und Kortex ist. Der Thalamus dient als Informationsübermittler zwischen Kortex und Kleinhirn. Eine weitere sehr wichtige Funktion ist die Selektivität der Weiterleitung von Informationen. Der Thalamus entscheidet, welche Informationen zum Kortex und somit zum Bewusstsein gelangen. Er bildet also die Grundlage für die gerichtete Aufmerksamkeit. Wenn man beispielsweise in der Schule sitzt und sie konzentrieren muss, gilt die gerichtete Aufmerksamkeit dem Lehrer. Wenn man dann jedoch entscheidet, dass man lieber aus dem Fenster schaut, dient die selektive Aufmerksamkeit diesen Eindrücken und der Thalamus unterdrückt die immer noch vorhandenen sensorischen Eingänge des Lehrers selektiv.
Kurz gefasst kann man den Thalamus als zentrales Integrations- und Steuerungsorgan für alle sensiblen und sensorischen Informationen auffassen. Der Aufbau dieses zentralen Bestandteils des menschlichen Gehirns ist trotz seiner vielfältigen Funktionen relativ einfach. Der Thalamus hat eine paarige Ei-Struktur. Er ist oberhalb des Hirnstamms lokalisiert, da er als Bindeglied zwischen Rückenmark und Kortex fungiert. Bis heute ist man sich in der Forschung uneinig, ob die beiden Thalamus-Hälften miteinander kommunizieren.
Das Bild zeigt die wichtigsten Projektionsareale des Thalamus. Es zeigt auf, dass der Thalamus wie eine Verteilerstation für Informationen funktioniert. Er steuert ganz unterschiedliche Kortexareale, wie beispielsweise das limbische System (gelb dargestellt), das der Emotionsverarbeitung dient. Das Bild zeigt auch, dass der Thalamus nicht einfach eine wilde Umschaltstation ist. Er besteht aus vielen verschiedenen kleineren Kernen. Das führt zu einem hohen Organisationsniveau innerhalb des Thalamus.
Thalamusläsionen treten am häufigsten aufgrund von Durchblutungsstörungen auf. Ein Hirninfarkt in dieser Region kann also zu einem Funktionsverlust des Thalamus führen. Die Symptomatik dabei ist sehr vielfältig und daher ist es oft schwierig, auf diese Ursache zu schliessen. Die am häufigsten auftretenden Symptome sind Doppelbilder, Gesichtsfeldausfälle und Sprachstörungen. Weitere Symptome sind Gefühlsstörungen und Lähmungen der Muskulatur. Häufig treten auch Aufmerksamkeitsprobleme auf, was damit zusammenhängt, dass die Selektivität der Informationsweiterleitung nicht mehr gewährleistet ist. Sonstige (beispielsweise angeborene) Erkrankungen des Thalamus sind kaum bekannt, was vermutlich darauf zurückzuführen ist, dass eine zu starke Funktionseinschränkung des Thalamus nicht mit dem Leben vereinbar ist.
Der Vestibularapparat, Fachbegriff für das Gleichgewichtsorgan, ist im Innenohr lokalisiert. Die Annahme, dass dieser alleine für unser Gleichgewicht zuständig ist, ist jedoch falsch. Um eine gute Gleichgewichtslage zu finden und in allen Alltagssituationen zu erhalten, ist die Integration von drei Komponenten essentiell. Der Vestibularapparat bildet die Hauptkomponente, aber auch die Augen und die Propriozeption sind wichtig für das Gleichgewicht. Die visuelle Verarbeitung liegt auf der Hand, da sie uns Informationen über die Umgebung liefert. Die Propriozeption beschreibt die Wahrnehmung des eigenen Körpers und dessen Lage im Raum. Vor allem die Stellung vom Kopf zum Rumpf und die Stellung vom Rumpf im Raum sowie die Position der Gliedmassen sind entscheidende Beiträge der Propriozeption für das Gleichgewicht. Als einfaches Beispiel für propriozeptive Verarbeitung dient das Verschränken der Hände hinter dem Rücken. Sie können das nicht sehen, wissen jedoch zu jeder Zeit, wo die Hand wie positioniert ist, und könnten dies beispielsweise beschreiben oder zeichnen.
Die Gravitation (= Schwerkraft) ist die evolutionstechnisch konstanteste Bezugsgrösse für einen Körper, daher orientiert sich auch der Vestibularapparat danach. Der Vestibularapparat besteht aus drei Bogengängen, welche alle orthogonal (senkrecht) zueinander sind. Diese erfassen Winkelbeschleunigungen. Hinzu kommen zwei Statolithenorgane, die sogenannten Maculae, welche Linearbeschleunigungen erfassen. Die beiden Maculae heissen Utriculus und Sacculus. Der Utriculus ist für horizontale (z.B. Liegen) und der Sacculus für vertikale Beschleunigungswahrnehmungen zuständig.
Das Bild veranschaulicht die genannten Strukturen und zeigt die enge strukturelle Beziehung zur Hörschnecke (Cochlea). Die Hörschnecke und der Vestibularapparat funktionieren im Inneren zwar nach ähnlichen Prinzipien, haben funktionell jedoch nichts miteinander zu tun!
Diese komplizierten Macula-Organe funktionieren über ein faszinierendes, hier etwas vereinfacht dargestelltes Prinzip. Im Inneren der Macula-Organe ist eine Flüssigkeit, die Endolymphe, lokalisiert. Das Organ ist ausgekleidet von einer Schicht von Stütz- und Sinneszellen. Die Sinneszellen sind Haarzellen, sie haben also haarähnliche Fortsätze, die zur Endolymphe hin ausgerichtet sind. Auf dieser Zellschicht ist eine sogenannte Statolithenmembran lokalisiert. Diese Membran besteht aus Zuckern und Calciumkarbonatkristallen. Wichtig für das Verständnis ist, dass diese Bestandteile eine sehr hohe Dichte verursachen. Die Dichte der Statolithenmembran ist mit 3g/cm3 etwa drei-mal höher als die Dichte von Wasser (und somit auch von der Endolymphe). Dieses Bild zeigt einen Querschnitt der Macula-Organe. Die Gallerte (braun) und die Otolithen bilden zusammen die Statolithenmembran.
Wenn nun eine Linearbeschleunigung erfolgt, verschiebt sich die Statolithenmembran aufgrund ihres im Vergleich zur Endolymphe höheren spezifischen Gewichts gegenüber den Haarzellen. Das verursacht eine Abscherung der Sinneshaare. Dieses mechanische Signal wird in den Haarzellen, welche Sinneszellen sind, in ein elektrisches Signal umgewandelt. Dieses wiederum kann über einen Nerv im Gehirn verarbeitet werden. Vereinfacht gesagt übermittelt also das Bewegen einer Flüssigkeit durch Beschleunigung eine Information zum Gleichgewicht. Dabei gibt es bei den Haaren noch ein wichtiges Detail: Jede Haarzelle hat ein randständiges längeres Haar. Wenn die Haare durch die Statolithenmembran in Richtung dieses längsten Haares gebogen werden, ist das die Stimulationsrichtung und es gibt eine höhere Feurrate von Aktionspotentialen. Das bedeutet, dass pro Zeiteinheit mehr Aktionspotentiale ausgelöst werden. Dadurch wird der Veränderung der Gleichgewichtsposition im Gehirn verstärkt Aufmerksamkeit gewidmet. Das Abscheren in Gegenrichtung von diesem längsten Haar hingegen bewirkt eine Inhibition.
Die Gleichgewichtswahrnehmungen der Bogengänge funktionieren im Prinzip gleich. Auch dort gibt es Sinneszellen mit Haaren. Das erste Bild zeigt, dass jeder Bogengang am Ende zu einer Ampulle erweitert ist. Die Sinneszellen der Bogengänge sind nur dort lokalisiert. Auch hier gibt es ein Analogon zur Statolithenmembran, die bei den Ampullen Cupula genannt wird. Die Cupula umgibt also die Sinneshaare und ist verantwortlich für deren Biegung und somit für die Umwandlung eines mechanischen in ein elektrisches Signal. Es gibt jedoch einen ganz entscheidenden Unterschied zwischen Cupula und Statolithenmembran: Bei den Ampullen möchten Drehbeschleunigungen erfasst werden, daher soll die Schwerkraft keine Wirkung haben. Aus diesem Grund hat die Cupula im Gegensatz zur Statolithenmembran das gleiche spezifische Gewicht (Dichte) wie die Endolymphe.
Es gibt Erkrankungen des Vestibularapparats, diese sind jedoch sehr selten. Was in der Bevölkerung deutlich häufiger vorkommt und einen Einfluss auf den Vestibularapparat hat, ist übermässiger Alkoholkonsum. Der Grund, weshalb man nach übermässigem Alkoholkonsum Gleichgewichtsstörungen hat und beispielsweise nicht mehr geradeaus laufen kann, liegt darin, dass Alkohol eine sehr tiefe Dichte hat (0.8g/cm3). Die Region um die Cupula ist sehr gut durchblutet, daher gelangt der Alkohol schnell in diese Umgebung. Dadurch reduziert sich die Dichte der Cupula gegenüber der Endolymphe und die Bogengänge reagieren nun auf die Schwerkraft, was sie unter normalen Bedingungen nicht machen, da Cupula und Endolymphe ja eigentlich dieselbe Dichte haben sollten. Wenn Cupula und Endolymphe die gleiche Dichte haben, wird nicht auf die Schwerkraft reagiert, die Verfälschung durch den Alkohol sorgt jedoch genau dafür.