Olfaktorisches System: Anatomischer Aufbau

Der Geruchssinn ist ein evolutionär relevantes physiologisches System. Der Mensch hat die Fähigkeit, mindestens 10.000 unterschiedliche Geruchsstoffe zu erkennen und zu unterscheiden. Die olfaktorische Wahrnehmung beginnt in der Nasenhöhle Nasenhöhle Anatomie der Nase, die mit spezialisierter Schleimhaut, die Riechzellen enthält, bedeckt ist. Von dort leitet der N. olfactorius (Riechnerv) die sensorische Geruchswahrnehmung über den Tractus olfactorius (Riechbahn) weiter. Über die Striae olfactoriae wird die Geruchswahrnehmung in den primären Riechkortex und die Amygdala weitergeleitet. Mithilfe des Geruchssinnes können Gefahren erkannt, Pheromone wahrgenommen und Lebensmitteln identifiziert werden, aber auch, durch die Beteiligung der Amygdala, Emotionen verbunden werden.

Aktualisiert: 15.05.2023

Redaktionelle Verantwortung: Stanley Oiseth, Lindsay Jones, Evelin Maza

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Einführung

Aufbau der Nase Nase Anatomie der Nase

  • Trennung der Nasengänge (Meati nasi) durch die Nasenscheidewand Nasenscheidewand Anatomie der Nase in der Mittellinie
  • Jede seitliche Nasenwand wird von 3 Nasenmuscheln gebildet: obere (Concha nasalis superior), mittlere (Concha nasalis media) und untere Nasenmuschel (Concha nasalis inferior)
  • Die Lamina cribrosa bildet das Dach des Nasengangs:
    • Teil des Os ethmoideum (Siebbeinknochen)
    • Perforiert von olfaktorischen Foramina (ca. 20 Foramina)

Lage des olfaktorischen Epithels

  • Entlang der Lamina cribrosa
  • Entlang und medial der oberen Nasenmuscheln
  • Kann bis zur anterolateralen mittleren Concha und zur hinteren Nasenscheidewand Nasenscheidewand Anatomie der Nase reichen
  • Variation der Lage des olfaktorischen Epithels von Person zu Person
  • Verlust von olfaktorischen Neuronen Neuronen Nervensystem: Histologie mit zunehmendem Alter, Exposition gegenüber Umweltgiften und Entzündungen

Geruchserkennung

  • Wir erkennen Gerüche durch schnelles Einatmen von Luft, wodurch ein turbulenter Luftstrom in der Nase Nase Anatomie der Nase entsteht.
  • Diese Inhalation erleichtert die Übertragung der Geruchsstoffe nach oben, wo das olfaktorische Epithel Epithel Epithel: Definition, Arten und Funktion – Histologie liegt.
  • Die Duftstoffe diffundieren dann in den Schleim und werden von Proteinen gebunden, die sie zu den Geruchsrezeptoren transportieren.
  • Eine andere Möglichkeit der Geruchserkennung ist die posteriore Übertragung von Geruchsstoffen aus dem Nasopharynx Nasopharynx Pharynx, die für die Geschmackserkennung beim Essen und Trinken wichtig ist.

Olfaktorisches Epithel und Nerven

Olfaktorisches Epithel Epithel Epithel: Definition, Arten und Funktion – Histologie (Riechepithel)

Das olfaktorische (Riech-) epithel Epithel Epithel: Definition, Arten und Funktion – Histologie ist ein pseudostratifiziertes Zylinderepithel, das über einer Lamina propria liegt und aus folgenden Zelltypen besteht:

  • Basalzellen:
    • Fungieren als Stammzellen
    • Können in Vorläufer des olfaktorischen Epithels differenzieren
  • Sustentakuläre Zellen: Unterstützung der olfaktorischen Neuronenfunktion
  • Olfaktorische Drüsenzellen (Bowman-Drüse): Transport von Sekreten zur apikalen Epitheloberfläche
  • Geruchsrezeptorneuronen:
    • Lage in der Zwischenzone zwischen den basalen und apikalen Schichten
    • Großteil des Epithels: Der Mensch besitzt etwa 10 bis 20 Millionen Riechneuronen.
    • Bipolare Zellen:
      • Projektion eines Dendriten mit einem verdickten Ende (dem Riechknopf), der unbewegliche sensorische Zilien enthält, auf die Epitheloberfläche
      • Projektion eines weiteren Axons, das Signale an das Gehirn überträgt, nachdem es die Lamina cribrosa überquert hat
    • Expression von Riechrezeptoren:
      • Eine der größten Familien von G-Protein-gekoppelten Rezeptoren Rezeptoren Rezeptoren
      • Kontrolle durch bis zu 800 Gene (beim Menschen)
Schematische Darstellung der 1. Strukturen des olfaktorischen Systems

Schematische Darstellung der 1. Strukturen des olfaktorischen Systems:
Geruchsstoffe werden von spezialisierten Flimmerhärchen innerhalb der Nasenschleimhaut wahrgenommen, die ein elektrisches Signal über den Riechnerv durch das Siebbein zum Bulbus olfactorius und dem Tractus olfactorius senden.

Bild : “(b) The olfactory receptor neurons are within the olfactory epithelium” von OpenStax College. Lizenz: CC BY 4.0 , bearbeitet von Lecturio.

Nervus olfactorius

Olfaktorische Wahrnehmung und Verarbeitung

Überblick

Gerüche werden zuerst am Bulbus olfactorius wahrgenommen, wo die Informationen empfangen und posterior entlang des Riechtrakts an die Riechrinde weitergeleitet werden.

Bulbus olfactorius

  • Hauptverschaltungsstation des Geruchsweges
  • Lage auf der Lamina cribrosa
  • Besteht aus:
    • Glomeruli: dichtes Gewirr von axonalen und dendritischen Ästen
    • Mitralzellen: Jede Zelle erweitert einen primären Dendriten zu einem einzigen Glomerulus, der sich in ein Büschel von Ästen teilt, an dem die primären olfaktorischen Axone eine Synapse Synapse Synapsen und Neurotransmission bilden.

Tractus olfactorius

  • Besteht aus Nervenfasern Nervenfasern Nervensystem: Histologie, die von den Axonen der Mitralzellen des Bulbus olfactorius gebildet werden
  • Der Tractus olfactorius verläuft unterhalb des medialen Frontallappens innerhalb der Riechrinne.
  • Teilt sich schließlich in 2 Striae:
    • Verbindung der lateralen zum primären olfaktorischen Kortex des Temporallappens
    • Mediale Stria:
      • Passage durch die vordere Kommissur zum kontralateralen Tractus olfactorius
      • Ende in limbischen Strukturen → Funktion in der emotionalen Verarbeitung von Geruch
Schematische Darstellung des olfaktorischen Weges von der Nasenschleimhaut zum primären und sekundären olfaktorischen Kortex

Schematische Darstellung des olfaktorischen Weges von der Nasenschleimhaut zur primären und sekundären Riechrinde:
Darstellung der ipsilateralen und kontralateralen Projektionen der medialen und lateralen Striae olfactoriae

Bild von Lecturio.

Olfaktorischer Kortex

Der olfaktorische Kortex ist einzigartig, da er direkte sensorische Inputs von den Mitralzellen des Bulbus olfactorius empfängt. Dieser Prozess unterscheidet sich vom klassischen Sinnesweg, bei dem sensorische Informationen zuerst im Thalamus Thalamus Thalamus weitergeleitet werden, bevor sie den Neokortex erreichen.

  • Lage an der Basis des Frontallappens und der medialen Seite des Temporallappens
  • Aufgeteilt in mehrere Strukturen entlang der anterior-posterioren Achse:
    • Anteriorer Nucleus olfactorius
    • Tuberculum olfactorium
    • Area piriformis (Piriformer Kortex)
      • Lage unterhalb der lateralen Striae olfactoriae
      • Beinhaltung des vorderen Teils des parahippocampalen Gyrus und Uncus
    • Olfaktorische Amygdala:
      • Lage im Temporallappen vor dem Cornu inferius ventriculi lateralis (Cornu temporale) des Seitenventrikels
      • Umfasst die präpiriformen und periamygdaloiden Bereiche
      • Assoziation mit emotionalen Reaktionen auf Geruch, z.B. Angst
    • Lateraler entorhinaler Kortex
  • Vom olfaktorischen Kortex werden olfaktorische Informationen sekundär über den Nucleus media dorsalis des Thalamus Thalamus Thalamus weitergeleitet an:
    • Cortex insularis (Inselrinde):
      • Lage im Sulcus lateralis
      • Wahrscheinlich der Ort, an dem sich Geruchs- und Geschmacksinformationen verbinden, um den Geschmackssinn zu erzeugen
    • Orbitofrontaler Kortex:
      • Lage an der Basis des Frontallappens
      • Läsionen dieser kortikalen Region können dazu führen, dass unterschiedliche Gerüche nicht unterschieden werden können.
  • Geruchsinformationen werden auch an den orbitofrontalen Kortex und Teile des Hypothalamus Hypothalamus Hypothalamus und des Hirnstamms gesendet, um Appetit, Speichelfluss und Magenkontraktionen auszulösen.
Schematische Darstellung des menschlichen Geruchssystems

Schematische Darstellung des menschlichen Geruchssystems:
Der primäre und der sekundäre olfaktorische Cortices sind in Blau bzw. Grün dargestellt.
Amyg: Amygdala
Ento: entorhinaler Kortex
Hipp: Hippocampus
OFC: orbitofrontaler Kortex
PC: piriformer Kortex
Thal: Thalamus

Bild : “Schematic view of the human olfactory system” von Saive, Royet und Plailly (nach Royet et al.). Lizenz: CC BY 3.0

Klinische Relevanz

  • Anosmie: vorübergehender oder dauerhafter Verlust des Geruchssinns. Anosmie kann auf zahlreiche Faktoren zurückzuführen sein, einschließlich einer Entzündung Entzündung Entzündung der Nasenschleimhaut Nasenschleimhaut Anatomie der Nase ( Rhinitis Rhinitis Rhinitis) aufgrund einer Allergie oder einer postviralen Infektion; Verstopfung der Nasengänge; Trauma der Augenhöhle oder Nasenhöhle Nasenhöhle Anatomie der Nase, wie zum Beispiel eine Fraktur Fraktur Überblick über Knochenbrüche der Lamina cribrosa, die zu einer Störung des Riechnervs führen kann; eine pathologische Läsion (z.B. Tumor oder Entzündung Entzündung Entzündung) des Temporallappens; oder degenerative ZNS-Krankheiten, wie Alzheimer Alzheimer Alzheimer, M. Huntington oder M. Parkinson. Die Behandlung hängt von der Reversibilität der Grunderkrankung ab.
  • Dysosmie: qualitative Veränderung oder Verzerrung der Geruchswahrnehmung. Dysosmie kann in Parosmie und Phantosmie eingeteilt werden. Parosmie ist eine unangenehme Geruchswahrnehmung. Phantosmie ist die Wahrnehmung eines Geruchs, wenn kein Geruchsstoff vorhanden ist. Dysosmie kann mit einem früheren Kopftrauma, einer chronischen Nasenverstopfung und einer chronischen Sinusitis Sinusitis Sinusitis (Rhinosinusitis) in Verbindung gebracht werden. Dysosmie ist relativ häufig und wurde bei bis zu 6 % der Erwachsenen berichtet. Es gibt keine etablierte Behandlung, obwohl Medikamente wie Antiepileptika, Migränemedikamente und Benzodiazepine Benzodiazepine Benzodiazepine mit unterschiedlichem Erfolg eingesetzt wurden. Im Extremfall wird eine operative Resektion der Riechschleimhaut angeboten.

Quellen

  1. Lafreniere, D. (2021). Taste and olfactory disorders in adults: evaluation and management. UpToDate. https://www.uptodate.com/contents/taste-and-olfactory-disorders-in-adults-evaluation-and-management (Zugriff am 14. September 2021).
  2. Klinger, E. (2017). Development and organization of the evolutionarily conserved three-layered olfactory cortex. eNeuro 4(1):ENEURO.0193-16.2016. https://doi.org/10.1523/eneuro.0193-16.2016 
  3. Pinto, J.M. (2011). Olfaction. Proc Am Thorac Soc 8:46–52. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3131780/
  4. Purves, D., Augustine, G.J., Fitzpatrick, D., et al. (2001). The olfactory bulb. In: Neuroscience, 2nd ed. Sunderland, MA: Sinauer Associates.
  5. Schneider, M. (1971). Der Geruchssinn. In: Einführung in die Physiologie des Menschen. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-662-06868-7_24

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Simon Veiser

Simon Veiser beschäftigt sich seit 2010 nicht nur theoretisch mit IT Service Management und ITIL, sondern auch als leidenschaftlicher Berater und Trainer. In unterschiedlichsten Projekten definierte, implementierte und optimierte er erfolgreiche IT Service Management Systeme. Dabei unterstützte er das organisatorische Change Management als zentralen Erfolgsfaktor in IT-Projekten. Simon Veiser ist ausgebildeter Trainer (CompTIA CTT+) und absolvierte die Zertifizierungen zum ITIL v3 Expert und ITIL 4 Managing Professional.

Dr. Frank Stummer

Dr. Frank Stummer ist Gründer und CEO der Digital Forensics GmbH und seit vielen Jahren insbesondere im Bereich der forensischen Netzwerkverkehrsanalyse tätig. Er ist Mitgründer mehrerer Unternehmen im Hochtechnologiebereich, u.a. der ipoque GmbH und der Adyton Systems AG, die beide von einem Konzern akquiriert wurden, sowie der Rhebo GmbH, einem Unternehmen für IT-Sicherheit und Netzwerküberwachung im Bereich Industrie 4.0 und IoT. Zuvor arbeitete er als Unternehmensberater für internationale Großkonzerne. Frank Stummer studierte Betriebswirtschaft an der TU Bergakademie Freiberg und promovierte am Fraunhofer Institut für System- und Innovationsforschung in Karlsruhe.

Sobair Barak

Sobair Barak hat einen Masterabschluss in Wirtschaftsingenieurwesen absolviert und hat sich anschließend an der Harvard Business School weitergebildet. Heute ist er in einer Management-Position tätig und hat bereits diverse berufliche Auszeichnungen erhalten. Es ist seine persönliche Mission, in seinen Kursen besonders praxisrelevantes Wissen zu vermitteln, welches im täglichen Arbeits- und Geschäftsalltag von Nutzen ist.

Wolfgang A. Erharter

Wolfgang A. Erharter ist Managementtrainer, Organisationsberater, Musiker und Buchautor. Er begleitet seit über 15 Jahren Unternehmen, Führungskräfte und Start-ups. Daneben hält er Vorträge auf Kongressen und Vorlesungen in MBA-Programmen. 2012 ist sein Buch „Kreativität gibt es nicht“ erschienen, in dem er mit gängigen Mythen aufräumt und seine „Logik des Schaffens“ darlegt. Seine Vorträge gestaltet er musikalisch mit seiner Geige.

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Holger Wöltje ist Diplom-Ingenieur (BA) für Informationstechnik und mehrfacher Bestseller-Autor. Seit 1996 hat er über 15.800 Anwendern in Seminaren und Work-shops geholfen, die moderne Technik produktiver einzusetzen. Seit 2001 ist Holger Wöltje selbstständiger Berater und Vortragsredner. Er unterstützt die Mitarbeiter von mittelständischen Firmen und Fortune-Global-500- sowie DAX-30-Unternehmen dabei, ihren Arbeitsstil zu optimieren und zeigt Outlook-, OneNote- und SharePoint-Nutzern, wie sie ihre Termine, Aufgaben und E-Mails in den Griff bekommen, alle wichtigen Infos immer elektronisch parat haben, im Team effektiv zusammenarbeiten, mit moderner Technik produktiver arbeiten und mehr Zeit für das Wesentliche gewinnen.

Frank Eilers

Frank Eilers ist Keynote Speaker zu den Zukunftsthemen Digitale Transformation, Künstliche Intelligenz und die Zukunft der Arbeit. Er betreibt seit mehreren Jahren den Podcast „Arbeitsphilosophen“ und übersetzt komplexe Zukunftsthemen für ein breites Publikum. Als ehemaliger Stand-up Comedian bringt Eilers eine ordentliche Portion Humor und Lockerheit mit. 2017 wurde er für seine Arbeit mit dem Coaching Award ausgezeichnet.

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Yasmin Kardi ist zertifizierter Scrum Master, Product Owner und Agile Coach und berät neben ihrer Rolle als Product Owner Teams und das höhere Management zu den Themen agile Methoden, Design Thinking, OKR, Scrum, hybrides Projektmanagement und Change Management.. Zu ihrer Kernkompetenz gehört es u.a. internationale Projekte auszusteuern, die sich vor allem auf Produkt-, Business Model Innovation und dem Aufbau von Sales-Strategien fokussieren.

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Als akkreditierter Trainer für PRINCE2® und weitere international anerkannte Methoden im Projekt- und Portfoliomanagement gibt Andreas Ellenberger seit Jahren sein Methodenwissen mit viel Bezug zur praktischen Umsetzung weiter. In seinen Präsenztrainings geht er konkret auf die Situation der Teilnehmer ein und erarbeitet gemeinsam Lösungsansätze für die eigene Praxis auf Basis der Theorie, um Nachhaltigkeit zu erreichen. Da ihm dies am Herzen liegt, steht er für Telefoncoachings und Prüfungen einzelner Unterlagen bzgl. der Anwendung gern zur Verfügung.

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Alexander Plath ist seit über 30 Jahren im Verkauf und Vertrieb aktiv und hat in dieser Zeit alle Stationen vom Verkäufer bis zum Direktor Vertrieb Ausland und Mediensprecher eines multinationalen Unternehmens durchlaufen. Seit mehr als 20 Jahren coacht er Führungskräfte und Verkäufer*innen und ist ein gefragter Trainer und Referent im In- und Ausland, der vor allem mit hoher Praxisnähe, Humor und Begeisterung überzeugt.

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