Mechanorezeptoren sind sensorische Neuronen, die mechanische Reize (Kraft, Druck, Vibration, Dehnung) in elektrische Signale (Aktionspotenziale) umwandeln. Haarzellen sind die kanonischen Mechanorezeptoren des Innenohrs und des Seitenlinienorgans.
Struktur und Funktion der Haarzelle
- Stereozilien: Gestufte Reihen von aktinbasierten Vorsprüngen auf der apikalen Oberfläche. Ablenkung → Tip-Links öffnen Mechanotransduktionskanäle (TMC1/TMC2).
- Kinocilium: Echtes Zilium (9+2 Mikrotubuli) an der höchsten Stereozilienreihe – bestimmt die Richtungssensitivität.
- Transduktion: Ablenkung zum Kinocilium hin → Kanalöffnung → K⁺-Instrom (Endolymphe ist kaliumreich) → Depolarisation → Ca²⁺-Eintritt → Glutamatfreisetzung → afferentes Feuern. Ablenkung weg → Hyperpolarisation.
- Adaptation: Myosin-Motoren passen die Tip-Link-Spannung an (schnell/langsam) – erhält die Sensitivität über Reize hinweg.
Standorte und Rollen
| System | Haarzellentyp | Funktion |
|---|
| Hörsinn (Cochlea) | Innere Haarzellen (IHCs) – 3.500 | Primäre afferente → Spiralganglion → CN VIII → Hörkortex. Frequenzmapping (Tonotopie). |
| Äußere Haarzellen (OHCs) – 12.000 | Cochleärverstärker: Elektromotilität (Prestin) → scharfe Abstimmung, Sensitivität. Efferente Modulation. |
| Vestibularsystem | Typ I (kolbenförmig), Typ II (zylindrisch) | Bogengänge (anguläre Beschleunigung), Otolithe (Utriculus/Sacculus – lineare Beschleunigung/Gravitation). |
| Seitenlinie (Fische/Amphibien) | Neuromasten | Wasserstromerkennung, Schwarmverhalten, Beute/Fressfeind-Vermeidung. |
Cutane Mechanorezeptoren (nicht-Haarzelle)
- Merkel-Zellen (SA I) – anhaltender Druck, Kanten.
- Meissner-Körperchen (RA I) – leichte Berührung, Textur, Gleiten.
- Ruffini-Endungen (SA II) – Hautdehnung, Gelenkposition.
- Pacinian-Körperchen (RA II) – hochfrequente Vibration.
- Freie Nervenendigungen – Schmerz, Temperatur, leichte Berührung.
Klinische Relevanz
- Schallbedingter Hörverlust: OHC-Schädigung → Schwellenverschiebung, Rekrutierung.
- Aminoglykosid-Ototoxizität: OHC > IHC; vestibuläre Haarzellen.
- Gutartiger paroxysmaler Positionsschwindel (BPPV): Otoconien gelöst → Cupulolithiasis/Canalithiasis.
- Ménière-Krankheit: Endolymphatischer Hydrops → Haarzellendysfunktion.
- Genetisch: Usher-Syndrom, Connexin 26 (GJB2) – Haarzellentwicklung/-überleben.
Haarzellen sind hochsensible Mechanotransduktoren; ihr Verlust ist bei Säugetieren dauerhaft (Regeneration erfolgt bei Vögeln/Fischen). Schutz und frühe Intervention sind kritisch.
