Video: Nervus olfactorius

Hallo, ich bin Steffi von Kenhub und ich begrüße euch zu einem neuen Tutorial.

In diesem Tutorial wird es um den Nervus olfactorius gehen.

Bevor wir beginnen, lasst mich Euch einen kurzen Überblick über die Themen,
die wir heute in diesem Tutorial besprechen werden, geben.

Als Erstes werden wir uns die Struktur und Funktion des Nervus olfactorius ansehen.
Dann machen wir weiter mit den Lagebeziehungen des Nerven.

Sobald Ihr Euch in diesen Gebieten sicher fühlt, werden wir uns systematisch die Anatomie
der Riechbahn erarbeiten, gefolgt von der Histologie der olfaktorischen Schleimhaut.

Außerdem werden wir uns die Nervenbahnen, die an der Geruchswahrnehmung beteiligt sind, ansehen.

Zu guter Letzt werde ich ein paar klinisch relevante Fakten mit euch besprechen und damit das Tutorial beenden.

Lasst uns mit Punkt eins der Liste beginnen: Struktur und Funktion des Nervus olfactorius.

Der Nervus olfactorius ist der erste der zwölf Hirnnerven. Es handelt sich um einen Nerv, der sensorische Informationen zum Gehirn leitet und uns das Riechen ermöglicht.

Auf dieser Illustration, einem Saggitalschnitt durch den Schädel, könnt Ihr die Fasern des Nervus olfactorius, die Fila olfactoria, erkennen, wie sie im Dach der Nasenhöhle entspringen.
Um genau zu sein, entspringen diese Fasern in der Regio olfactoria der Nasenschleimhaut.
Sie konvergieren, um schließlich bis zu 20 Nervenbündel zu bilden.

Diese Nervenbündel bilden in ihrer Gesamtheit den Nervus olfactorius. Sie ziehen durch die Foramina der Lamina cribrosa des Os ethmoidale zur Fossa cranii anterior, zur vorderen Schädelgrube, wo sie in den Bulbus olfactorius münden.

Jetzt ,da Ihr Struktur und Funktion des Riechnerven kennengelernt habt, lasst uns ein paar umgebende knöcherne und membranöse Strukturen und deren Lagebeziehung zum Nervus olfactorius ansehen.

Die Lamina cribrosa, auf Deutsch die Siebplatte, ist wie gerade schon erwähnt,
Teil des Os ethmoidale und trennt die Nasenhöhle vom Gehirn.

Im Saggitalschnitt könnt Ihr sehen, dass es sich um eine horizontale knöcherne Platte handelt,
die eine siebartige Struktur aufweist, durch welche der Eintritt der Fila olfactoria ins Gehirn ermöglicht wird.

Außerdem gibt die Lamina cribrosa dem Bulbus olfactorius Halt, einer Struktur, auf die ich später noch zu sprechen kommen werde.

Ventral der Lamina cribrosa seht Ihr einen Hohlraum innerhalb des Os frontale – das ist der Sinus frontalis, die Stirnhöhle. Hierbei handelt es sich um eine paarige Struktur, die von Nasenschleimhaut ausgekleidet ist.

Der Sinus frontalis ist eine der vier Nasennebenhöhlen. Verletzungen dieser Region können zu Schädigungen und Ausfällen des Nervus olfactorius führen, die mit Verlust des Riechsinns einhergehen können.

Lasst und nun über diese Struktur hier sprechen – die Dura mater. Die Dura mater ist die äußerste der drei Hirnhäute. Die Hirnhäute sind die membranösen Hüllen des Gehirns und des Rückenmarks. Bei der Dura mater, der harten Hirnhaut, handelt sich um eine robuste, dicke Membran, die Ihr hier zwischen der Lamina cribrosa und dem Bulbus olfactorius sehen könnt.

Die mittlere der drei Hirnhäute wird durch die Pia mater, die weiche Hirnhaut, und die innerste Schicht durch die Arachnoidea, die Spinnenhaut, gebildet.

Weiter geht’s mit der Anatomie der Riechbahn. Bevor wir genauer auf die einzelnen Bestandteile der Riechbahn eingehen, lasst uns zunächst diese Illustration der basalen Ansicht des Gehirns anschauen.

Die Riechbahn ist in grün dargestellt und Ihr seht, dass es sich um eine bilaterale Bahn handelt.
Das bedeutet, dass sich jeweils eine Bahn auf der rechten und eine auf der linken Seite des Gehirns befindet.

Nachdem die Fila olfactoria durch die Lamina cribrosa hindurch in die Schädelgrube eingetreten sind, erreichen sie den Bulbus oflactorius. Dabei handelt es sich um eine längliche, ovale Struktur in der die Nervenfasern des Nervus olfactorius synaptisch auf das 2. Neuron umgeschaltet werden. Der Bulbus olfactorius geht dann in den Tractus olfactorius über.

Der Tractus olfactorius verbindet den Bulbus mit dem Gehirn. Dabei gibt es einen medialen Weg der olfaktorischen Informationsverarbeitung über die Stria olfactoria medialis – die ihr hier sehen könnt – und einen lateralen Weg über die Stria olfactoria lateralis – die ihr jetzt in grün markiert seht. Über beide Strukturen werden wir noch im Detail sprechen.

An der Gabelung bildet der Tractus olfactorius eine dreieckige Verbreiterung, das Trigonum olfactorium. Das Trigonum olfactorium grenzt an die anteriore Seite der Substantia perforata anterior, einem Areal, das aus grauer Substanz besteht.

Das Trigonum olfactorium setzt sich bis in die Substantia perforata anterior fort. Sein hinterster Teil formt eine kleine ovale Erhebung, die Tuberculum olfactorium genannt wird. Das Tuberculum olfactorium könnt Ihr auf diesem Bild hier sehen.

Hier seht Ihr die bereits erwähnte Substantia perforata anterior. Ihre perforierte Morphologie entsteht durch diverse kleine Blutgefäße, die durch diese Schicht grauer Substanz ziehen, um das Gehirn zu versorgen.

Die Substantia perforata anterior wird medial von der Stria olfactoria medialis und lateral von der Stria olfactoria lateralis begrenzt.

Kommen wir noch einmal auf die Stria olfactoria medialis zurück. Wie vorhin bereits erwähnt, ist die mediale Stria eine Art Aufteilung des Tractus olfactorius und bildet die Grenze zur Substantia perforata anterior. Sie steht mit medialen Regionen des Gehirns in Verbindung, zu denen die Area subcallosa und der Gyrus paraterminalis zählen. Außerdem ist sie mit der Comissura anterior verbunden.

Oberhalb der Stria olfactoria medialis seht Ihr die Area subcallosa. Diese ist auch unter dem Namen Area paraolfactoria bekannt. Obwohl ‚olfactoria’ in ihrem Namen vorkommt, ist bis heute nicht ganz geklärt, ob diese Region tatsächlich eine bedeutende Rolle in der Geruchswahrnehmung spielt. Sicher ist jedoch, dass sie für die Sprachproduktion von Bedeutung ist.

Hinter der Area subcallosa seht Ihr den Gyrus paraterminalis. Hierbei handelt es sich nicht um einen echten Gyrus, sondern vielmehr um eine schmale Lamelle auf der medialen Oberfläche der Hemisphäre.

Auf dieser Abbildung seht Ihr die Commissura anterior grün markiert. Bei ihr handelt es sich um ein Nervenfaserbündel, das die beiden Temporallappen des Gehirns miteinander verbindet. Sie ermöglicht die Kommunikation zwischen rechter und linker Riechbahn, da sie kreuzende Fasern der jeweiligen Stria olfactoria medialis führt.

Kommen wir nun zur lateralen olfaktorischen Stria, die zweite Abzweigung des Tractus olfactorius.

Die Stria olfactoria lateralis bildet die laterale Grenze der Substantia perforata anterior. Die Fasern dieser Nervenbündel werden in naheliegenden Strukturen wie dem Gyrus parahippocampalis, dem Gyrus ambiens, dem Uncus und dem Corpus amygdaloideum synaptisch verschaltet.

Diese Strukturen gehören alle zum limbischen System – einer Hirnregion, die Erinnerungen und Emotionen verarbeitet.

Ich werde Euch die einzelnen Strukturen nun detaillierter beschreiben.
Der Gyrus parahippocampalis, den Ihr hier in grün markiert seht spielt eine Rolle bei der Erinnerung und Wiedererkennung von Orten. Er ist nicht an der primären Sinneswahrnehmung beteiligt, sondern scheint eher das Gesehene zu identifizieren und zuzuordnen.

Bei einigen Säugetieren konnten olfaktorische Assoziationen mit diesem Areal in Verbindung gebracht werden, allerdings ist unklar, ob der Geruchssinn in dieser Region auch beim Menschen eine Rolle spielt.

Die nächste Region, über die ich mit Euch sprechen möchte, ist der Gyrus ambiens. Er bildet den rostralen Teil des Gyrus parahippocampalis, den wir uns gerade angeschaut haben. Die genaue Funktion dieses Gyrus’ ist nicht bekannt – auch nicht, ob ihm tatsächlich in der Wahrnehmung von Gerüchen eine Bedeutung zukommt.

Nichtsdestotrotz weiß man heute, dass der Gyrus ambiens eine Rolle bei einer bestimmten Form von Demenz spielt, die Silberkornkrankheit genannt wird.

Das hakenförmige dorsale Ende des parahippocampalen Gyrus wird Uncus genannt. Das heisst so viel wie ’haken-ähnlich’. Der Uncus spielt eine Rolle bei der Geruchswahrnehmung. Epileptische Anfälle oder Schlaganfälle, die ihren Ursprung in dieser Region haben, gehen häufig mit Halluzinationen von unangenehmen Gerüchen einher.

Zu guter Letzt gibt es noch diese runde Struktur, die Ihr hier auf diesem Bild sehen könnt – das Corpus amygdaloideum. Der Name kommt aus dem Altgriechischen und bedeutet ‚Mandel’, weswegen es manchmal auch Mandelkern oder einfach Amygdala genannt wird.

Die Amygdala ist sowohl Teil des olfaktorischen Systems als auch des limbischen Systems und spielt eine Rolle bei der Geruchswahrnehmung und bei emotionalem Verhalten.

Nun, da wir uns die makroskopische Anatomie der olfaktorischen Bahn genauer angesehen haben, lasst uns einen Blick auf die mikroskopischen Strukturen werfen.

Den Fokus setzten wir dabei auf die histologischen Eigenschaften der Riechschleimhaut. Diese befindet sich im Dach der Nasenhöhle. Anders als die restliche Schleimhaut des menschlichen Körpers, besitzt die olfaktorische Mukosa ein mehrreihiges Epithel, drei verschiedene Zelltypen,
den sogenannten Riechschleim und eine Lamina propria.

Auf dieser Abbildung sehen wir eine Vergrößerung dieses kleinen Rechtecks hier und damit die histologische Struktur des Riechepithels. Das Riechepithel ist ein mehrreihiges Epithel, das hauptsächlich aus 3 Zellarten besteht: den Riechzellen, den Stützzellen und den Basalzellen.

Diese Epithel-Schicht kann durch die Inhalation toxischer Dämpfe, physikalische Verletzungen der inneren Nase oder durch den Gebrauch bestimmter Nasensprays geschädigt werden. Meist ist diese Schädigung nur temporär, da das Riechepithel die Fähigkeit besitzt sich zu regenerieren. In Extremfällen kann eine Verletzung jedoch auch permanent sein und zum Verlust des Riechsinns führen.

Die olfaktorischen Rezeptorzellen oder Riechsinneszellen sind bipolare Neurone, die die gesamte Dicke des Epithels durchspannen. Ihr könnt sie hier zwischen den Stützzellen grün markiert sehen.

Die Körper dieser Neurone haben zwei Fortsätze – einen dendritischen und
einen axonalen Fortsatz.

Die Axon-Fortsätze projizieren vom Zellkörper zum Bulbus olfactorius, schließen sich auf
ihrem Weg dorthin zu Bündeln zusammen und ziehen schließlich durch die Lamina cribrosa. Die dendritischen Fortsätze hingegen projizieren durch die apikale Oberfläche des Riechepithels. Sie ragen über die epitheliale Oberfläche hinaus und bilden knaufartige Erhebungen, die olfaktorische Vesikel oder auch Riechkolben genannt werden. In ihnen nehmen 10 bis 20 Zilien, die zur Aufnahme von Duftmolekülen befähigt sind, ihren Ursprung.

Auf dem nächsten Bild hier seht ihr die Fila olfactoria, die Riechfäden. Sie projizieren in die olfaktorische Schleimschicht. Diese Haar-ähnlichen Strukturen reagieren auf Düfte und stimulieren olfaktorische Neurone.

Die olfaktorischen Rezeptorzellen umgebend, seht Ihr hier die Stützzellen. Diese pseudo-geschichteten, säulenförmigen Epithelzellen sorgen sowohl für die mechanische als auch metabolische Unterstützung der olfaktorische Rezeptorzellen. Außerdem synthetisieren und sezernieren sie olfaktorische Bindeproteine, die die olfaktorischen Moleküle zu den Rezeptoren auf den Zilien leiten.

Kommen wir nun zu diesen Zellen hier, die auf der Lamina propria des Riechepithels liegen. Das sind die Basalzellen. Ihre Rolle ist es, entweder zu Stützzellen oder olfaktorischen Nervenzellen zu differenzieren. Sie können daher auch als Stammzellen des Riechepithels betrachtet werden. Sie teilen sich unentwegt und stellen somit sicher, dass das Riechepithel innerhalb von zwei bis vier Wochen vollständig erneuert wird.

Unterhalb des Riechepithels seht Ihr die Lamina propria, bei der es sich um eine Schicht aus lockerem Bindegewebe handelt. Die Lamina propria stützt die Basalzellen und beherbergt außerdem olfaktorische Drüsen.

Nun lasst uns einen Blick auf diese olfaktorischen Drüsen werfen, die, wie Ihr hier sehen könnt, in der Lamina propria entspringen und die gesamte Länge des Riechepithels durchspannen. Sie sind auch bekannt als Bowman’sche Drüsen und sezernieren Schleim auf die Oberfläche der Riechschleimhaut. Dies ermöglicht die Auflösung von Duftstoffen, sowie den Empfang bzw. die Aufnahme dieser, durch olfaktorische Neurone.

Um alte Düfte „wegzuspülen“, ist ein ständiger Fluss seröser Flüssigkeiten aus diesen Drüsen notwendig.

Über dem Riechepithel liegt eine muköse Schicht, die von den olfaktorischen Drüsen sezerniert wird. Wie ich bereits erwähnt habe, besteht die Hauptfunktion dieser Schicht darin, Duftmoleküle aufzulösen und deren Verbindung mit den spezifischen Rezeptoren, die sich auf den Zilien befinden, zu vermitteln.

Lasst uns nun unser Wissen über die Anatomie und über die Histologie des Riechsystems
zusammentragen und über die Nervenbahnen sprechen.

Sobald die Nervenfasern der olfaktorischen Rezeptorzellen in den Bulbus olfactorius eingetreten sind, werden sie synaptisch mit Mitralzellen und Büschelzellen verschaltet.

An der Verschaltungsstelle werden so die Riechknäule, die Glomeruli olfactorii gebildet. Interessant ist, dass jeder Duft ein anderes Muster an Glomeruli aktiviert, sodass man, würde man die verschiedenen Gruppen aktivierter Glomeruli analysieren, theoretisch die Identität eines Duftes aufschlüsseln könnte.

Auf dieser Illustration hier seht Ihr die neuralen Axone der Mitralzellen, die im Prinzip die afferenten Fasern des Bulbus olfactorius darstellen, die Informationen also Richtung Gehirn weiterleiten. Die Verarbeitung olfaktorischer Signale beginnt hier.

Diese Nervenfasern verlaufen dann nach dorsal, wo sie teilweise direkt in Regionen des olfaktorischen Kortex, der Riechrinde, also zum Beispiel im Uncus, verschaltet werden.

Manche von Ihnen werden jedoch zunächst mit Zellen im Nucleus olfactorius anterior synaptisch verschaltet, bevor sie zu den kortikalen olfaktorischen Regionen weiterziehen.
Auf diesem Bild hier wird sichtbar, dass der Nucleus olfactorius anterior im Tractus olfactorius lokalisiert ist.

Als letzten Punkt möchte ich mit Euch noch über die efferenten Fasern des Bulbus olfactorius sprechen. Die efferenten Nervenfasern stammen aus dem Nucleus olfactorius anterior,
der im Tractus olfactorius liegt. Sie verlaufen durch die Commissura anterior und werden im kontralateralen Bulbus olfactorius synaptisch auf Mitralzellen und Büschelzellen umgeschaltet.

Diese Zellen werden von Mitralzellen erregt und von Büschelzellen inhibiert. Die Axone der Mitralzellen und der Büschelzellen werden wiederum mit olfaktorischen Nervenzellen
im Glomerulus olfactorius verschaltet. Die olfaktorischen Nervenfasern konvergieren dann zu Bündeln und ziehen durch die Lamina cribrosa des Os ethmoidale. Sie enden in der Riechschleimhaut als olfaktorische Zellen im Dach der Nasenhöhle.

Als zweiter Ursprung efferenter Fasern gilt das Trigonum olfactorium. Von hier stammende efferente Fasern legen den gleichen Weg wie die oben beschrieben Fasern aus dem Nukleus olfactorius anterior zurück.

Bevor wir das Tutorial beenden, hier noch ein paar klinisch relevante Informationen, die mit der Riechbahn zu tun haben.

Den Verlust des Geruchssinns bezeichnet man als Anosmie. Anosmie kann zum Beispiel durch eine Verletzung oder durch eine herkömmliche Erkältung verursacht werden, kann aber auch mit neurodegenerativen oder genetischen Erkrankungen assoziiert sein. Anosmie kann außerdem kongenital, also angeboren sein. Bei Patienten mit kongenitaler Anosmie ist der Bulbus olfactorius nur schlecht ausgebildet, was wiederum das Funktionieren der Riechbahn beeinträchtigt.

Es gibt 3 Arten von Anosmie, die in der klinischen Praxis vorkommen. Die erste ist die
spezifische Anosmie. Das bedeutet, dass ein Patient einige spezielle Gerüche nicht wahrnehmen kann, die generelle Riechverarbeitung aber möglich ist – er also andere Gerüche schon wahrnehmen kann. Die Ursache hierfür kann z.B. das Fehlen spezifischer Duftrezeptoren auf den olfaktorischen Sinneszellen sein.

Als Nächstes gibt es die Hyposmie, die einen verminderten Geruchssinn beschreibt. Die häufigste Ursache hierfür ist eine Infektion der oberen Atemwege, meist besteht eine Hyposmie nur vorrübergehend.

Und zuletzt gibt es die generelle Anosmie, die einen kompletten Verlust des Geruchssinns bezeichnet. Bei der Untersuchung des Nervus olfactorius solltet Ihr darauf achten, dass jedes Nasenloch einzeln getestet wird, da eine Anosmie auch unilateral vorkommen kann.

Dysosmie bezeichnet eine Schädigung des Geruchssinns und hier unterscheidet man zwei Unterarten: Troposmie und Phantosmie.

Troposmie ist die Verzerrung einer olfaktorischen Wahrnehmung. Ursächlich hierfür ist eine verminderte Anzahl an funktionierenden Riechsinneszellen, wodurch ein Geruch nur unvollständig charakterisiert werden kann.

Phantosmie hingegen beschreibt die Wahrnehmung eines Geruchs, der eigentlich gar nicht da ist. Dazu kann es zum Beispiel als Folge von Kopfverletzungen, Atemwegsinfektionen, Schlaganfällen im Bereich des Temporallappens, entzündeten Nasennebenhöhlen oder Hirntumoren kommen.

Damit sind wir am Ende dieses zwar komplizierten, aber hoffentlich auch interessanten Tutorials zum Nervus olfactorius angelangt. Neuroanatomie kann manchmal sehr schwierig sein, aber die Hauptsache ist, dass ihr aus dem heutigen Tutorial mitnehmt, dass die Riechbahn aus der Riechschleimhaut, Nerven, Riechkolben, Tracti und den assoziierten cerebralen Cortices besteht.

Es hilft auch im Hinterkopf zu behalten, wie die einzelnen Bestandteile miteinander verbunden sind und welchen Teil sie zur Geruchswahrnehmung beitragen.

Ich hoffe, Euch hat das Tutorial gefallen. Danke für’s Zuhören und bis zum nächsten Mal!