Rezeptor (Physiologie)

Als Rezeptor (von lateinisch recipere 'aufnehmen, empfangen') oder auch Sensor wird in der Physiologie eine spezialisierte Zelle bezeichnet, die bestimmte chemische oder physikalische Reize aus der Umgebung eines Körpers oder seinem Inneren in eine neuronal vergleichbare Form überführt (transduziert).

Merkmale

Rezeptoren in diesem Sinne sind Sinneszellen. Sie erfüllen bei einem Lebewesen nicht nur eine dem Sensor in der Technik ähnliche Funktion und überführen Reize – wie beispielsweise Licht, das auf die Netzhaut im Auge fällt, – in elektrische Signale, die zum Gehirn weiter geleitet werden. Sondern diese Signale und ihre Veränderungen werden in einem Lebewesen je mit besonderer Qualität erlebt. Oft hängt die Empfänglichkeit für bestimmte Reizqualitäten in Sinneszellen von spezifischen molekularen Strukturen ab, die in der Biochemie ebenfalls als Rezeptor bezeichnet werden.

Eine Sinneszelle ist das erste Glied unserer Sinne. Häufig ist sie auf spezielle Reize ausgelegt – nach Form und Stärke ihr entsprechende adäquate Reize – und wandelt einen Reiz oberhalb einer gewissen Reizschwelle proportional zur Reizstärke in ein Rezeptorpotential (Generatorpotential) um. In einem (zugeordneten 1.) afferenten Neuron werden diese Generatorpotentiale abgebildet und lösen, wenn sie das jeweilige Schwellenpotential überschreiten, Aktionspotentiale aus, die an das Zentralnervensystem (ZNS) weitergeleitet werden.

So werden beispielsweise in der Netzhaut des Auges Lichtreize in Signale umgewandelt, an afferente Neuronen weitergegeben und über den Sehnerven an Regionen des Gehirns weitergeleitet, die diese Reize als Helligkeitsunterschiede vergleichen. An Kerne des Hypothalamus weitergeleitet werden deren Signale für die Synchronisation des Tag-Nacht-Rhythmus gebraucht; zu Arealen des visuellen Cortex projiziert, werden sie für die Aufarbeitung eines Seheindrucks interpretiert.

Hinsichtlich des Auftretens von Aktionspotentialen unterscheidet man physiologisch zwei Arten von Sinneszellen:

1. primäre Sinneszellen: Diese sind zugleich Neuronen, die Aktionspotentiale ausbilden. Dazu gehören z. B. Nozizeptoren als freie Nervenendigungen, die u. a. Hitzereize, starke mechanische Reize oder „Schärfe“ über den allgemeinen chemischen Sinn vermitteln. Auch manche Mechanorezeptoren sind primäre Sinneszellen, beispielsweise spezialisierte Rezeptoren von Nervenfasern, die durch mechanische Reize wie Dehnung oder Druck erregt werden. Dazu gehören Berührungsrezeptoren der Haut (vgl. Tastsinn), aber auch Propriozeptoren von Muskeln, Bändern und Sehnen. Auch die Riechzellen in der Nasenschleimhaut sind primäre Sinneszellen. Primäre Sinneszellen stammen vom Neuroepithel ab.
2. sekundäre Sinneszellen: Sie generieren nicht selbst Aktionspotentiale, sondern haben mit dem ersten afferenten Neuron, das die Aktionspotentiale weiterleitet, eine Synapse. Zu den sekundären Sinneszellen gehören die Geschmacksrezeptoren, die in sogenannten Geschmacksknospen zusammenliegen. Auch die Haarzellen im Innenohr, die Typ-I-Glomuszellen der Glomusorgane, Fotorezeptoren in der Retina und Sinneszellen im Gleichgewichtsorgan zählen elektrophysiologisch zu den sekundären Sinneszellen, da sie keine Aktionspotentiale bilden.

Des Weiteren können Sinneszellen unterschieden werden nach dem zeitlichen Verlauf ihrer Antwort auf einen konstanten Reiz:

1. phasische Sinneszellen: Bei gleichbleibender Reizintensität fällt die Impulsfrequenz schließlich auf Null ab.
2. tonische Sinneszellen: Bei gleichbleibender Reizintensität besitzen sie eine konstante Impulsfrequenz.
3. phasisch-tonische Sinneszellen: Die Impulsfrequenz ist zu Beginn eines Reizes hoch, fällt dann aber in wenigen Sekunden bei gleichbleibender Reizintensität auf einen niedrigeren, konstanten Wert ab (der häufigste Typ)

Mit Ausnahme der Fotorezeptoren werden die meisten Sinneszellen von Vertebraten bei Erregung depolarisiert.

Physiologen und Anatomen gebrauchen unterschiedliche Definitionen für primäre Sinneszellen: Beispielsweise sind die Fotorezeptoren der Retina physiologisch sekundäre Sinneszellen, da sie selbst kein Aktionspotential generieren. Anatomisch gesehen sind sie jedoch primäre Sinneszellen, da sie zugleich Nervenzellen sind und somit das 1. afferente Neuron darstellen.

Weitere Beispiele für Rezeptoren sind Barorezeptoren, Osmorezeptoren und Thermorezeptoren.

Literatur

• Christopher D. Moyes, Patricia M. Schulte: Tierphysiologie, Pearson Studium, 2010. ISBN 978-3868941241.
• Roger Eckert, Raimund Apfelbach: Tierphysiologie, 4. Auflage, Thieme, Stuttgart 2002, ISBN 978-3136640043.

Weblinks

• Reizaufnahme durch Rezeptorzelle = "Rezeptor" = Sinneszelle