10. Juli 2017

Die Sensoren der Fußsohle und ihre Funktionen

Die Mechanosensoren der Hand sind weitaus sensitiver als die des Fußes
Mandrixta/fotolia

Die Funktionen der Sensoren der Fußsohle sind eine wichtige Voraussetzung dafür, dass Einlagen eine Wirkung auf das sensomotorische System entfalten können. In dieser Folge der Serie „Einlagen und Sensomotorik“ erfahren Sie, welche Funktionen die verschiedenen plantaren Sensoren haben und wie sie arbeiten.

Von Wolfgang Laube, Michael Kaune und Gregor Pfaff

Mechanosensoren oder -rezeptoren sind Sinneszellen, die mechanische Reize in elektrische Nervenerregung in Form von Aktionspotenzialen umwandeln und in Richtung Zentrales Nervensystem weiterleiten. In der unbehaarten Haut der Fußsohle und der Hand gibt es vier verschiedene Arten von Sensoren: 

1. die Merkel-Endorgane in der Epidermis,
2. die Ruffini- und
3. die Meissner-Endorgane in der Dermis,
4. die Pacini-Endorgane in der Subcutis.

Worin unterscheiden sich die Sensoren?

Die verschiedenen Mechanosensoren unterscheiden sich in

– ihrer Struktur,
– ihren Entladungsschwellen,
– der Größe ihrer rezeptiven Felder
– den ausgelösten mechanischen Empfindungen und
– in ihrer Anpassung (Adaptation) an den Reiz. Die verschiedenen Sensoren passen sich unterschiedlich schnell und in unterschiedlichem Umfang an die Reize an.

Was versteht man unter Adaptation?

Wenn sich die Sensoren an einen Reiz anpassen, also gewissermaßen „gewöhnen“, verringert sich die Anzahl der Aktionspotenziale, die der Reiz auslöst. Der Reiz wird dann vermindert wahrgenommen.

Unter dem Gesichtspunkt der Adaptation kann man die Sensoren in langsam adaptierende (slow adapting, SA-Sensoren) und schnell adaptierende (rapid- adapting, RA-Sensoren) einteilen.

Langsam adaptierende Sensoren bilden einen konstanten Reiz über die gesamte Einwirkungszeit mit einer kontinuierlichen Sequenz von Aktionspotenzialen ab. Die Beschaffenheit der Sequenz hängt von der Intensität des Reizes ab, die Reizstärke wird proportional abgebildet. Man spricht von einem Proportionalverhalten der Sensoren. 

Schnell adaptierende Sensoren bilden hingegen bevorzugt die Reizdynamik ab. Sie reagieren auf die Geschwindigkeit des Reizes beziehungsweise nur noch auf Beschleunigungen, also Geschwindigkeitsveränderungen. Man spricht von einem Differentialverhalten der Sensoren.

Es gibt auch Sensoren, die das Proportional- und das Differentialverhalten kombinieren. Sie bilden sowohl den Intensitätsanstieg eines Reizes als auch das Reizplateau ab.

Jeder Sensortyp ist somit für besondere Eigenschaften taktiler Reize empfindlich und reagiert mit einem charakteristischem Entladungsverhalten auf die einwirkenden Kräfte, Hautdehnungen, Oberflächenstrukturen und Vibrationen (Aimonetti et al. 2007). So verantworten die verschiedenen Sensoren auch charakteristische Empfindungen (Macefield et al. 1990 zeigten dies für die Hand):

– Merkel-Sensoren erzeugen Druckempfindungen,
– Meissner-Sensoren die Empfindung des Flatterns und
– Pacini-Sensoren das Vibrationsempfinden. (Das Vibrationsempfinden steht für die mögliche Empfindung sehr schneller Einwirkungen auf den Körper. Es ist mit dem Alterungsprozess fortschreitend eingeschränkt und bei einer Neuropathie [Diabetes] gestört oder sogar aufgehoben).

Die langsam adaptierenden Sensoren der Fußsohle

Zu den langsam adaptierenden Sensoren der Fußsohle zählen die Merkel-Endigungen (auch SA-I-Sensoren genannt) mit kleinen rezeptiven Feldern und die Ruffini-Endorgane (SA-II-Sensoren) mit großen rezeptiven Feldern. Diese Sensoren verantworten die Empfindungen Druck und Spannung. 

Die Merkel-Sensoren reagieren empfindlich auf Strukturmerkmale wie Punkte, Kanten und Kurven, sodass sie wesentlich an der Empfindung von Formen und Texturen beteiligt sind.

Die Ruffini-Sensoren reagieren auf Hautdehnungen, weshalb ihre Informationen für die Wahrnehmung von Gelenkstellungen und Bewegungen mitverantwortlich sind.

Beide Sensor-Typen weisen während des Reizanstiegs zugleich Differentialverhalten auf, sie bilden also auch die Veränderung des Reizes ab. Die Adaptation ist bei den Merkel-Endigungen schneller als bei den Ruffini-Endorganen, bei Ersteren fällt die Aktionspotenzial-Sequenz bei konstanter Druckeinwirkung also schneller ab.

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