Termin 2 · NOR · PBL Fall 10

Syn, smak och lukt

Specialsinnen och de kemosensoriska systemen

01 · Fallet

Patientfallet

En patient förlorar plötsligt synen på vänster öga dagen efter en gallstensoperation. Synen kommer och går på ett sätt som först verkar gåtfullt, men som följer synbanans anatomi steg för steg. Hela fallet handlar om att lokalisera skadan: var i banan, från näthinna till syncortex, sitter felet vid varje episod?

Sjukförlopp

Debut
Plötslig synförlust på vänster öga postoperativt
Kärlfynd
Plack i a. carotis interna
Pupill
Pupillreflex utslocknad på vänster öga
Behandling
Acetylsalicylsyra, synen återkommer
Senare
Synbortfall i nedre högra hörnet bilateralt
Utfall
Synen återkommer spontant igen

Central fråga: vad säger symtombilden om var i synbanan skadan sitter, och varför ger en skada framför chiasma ett helt annat synfältsbortfall än en skada bakom den?

02 · Prioritera

Tentafokus

Fallet spänner över tre sinnen, men tentan kretsar kring synbanan och fototransduktionen. Sitter de, klarar du det mesta:

  • Synbanan retina → V1var de nasala fibrerna korsar i chiasma, och vilket bortfall varje nivå ger
  • Fototransduktionenljus ger hyperpolarisering och minskad glutamatfrisättning, tvärtemot intuitionen
  • Stavar vs tapparkänslighet, distribution och vilket pigment respektive cell bär
  • Pupillreflexens banaden afferenta och efferenta vägen, och varför reflexen är konsensuell
  • Ögonmusklernas innervationkranialnerv III, IV och VI och vilken muskel var och en styr
  • Lukt och smakluktbanans direktväg förbi thalamus, smakens fem modaliteter och integrationen till flavour

03 · Anatomi

Ögats anatomi

Synsystemet omvandlar ljus till neurala signaler i flera led. De optiska strukturerna (kornea, iris, lins) bryter ljuset, näthinnan gör om det till nervimpulser, och de centrala banorna för signalen vidare till occipitalloben. Ögats vägg är uppbyggd i lager, och varje lager har sina egna kliniska fallgropar.

StrukturFunktionKlinisk betydelse
ScleraSkyddande vit ytterhinnaInflammation: sklerit
ChoroideaÅderhinna, blodförsörjningNäring till yttre retina
RetinaFotoreceptorer (stavar, tappar)Ablatio, makuladegeneration
FoveaCentral skarp syn (tappar)Högst visuell skärpa
Discus opticusSynnervens utträde, kärlBlinda fläcken
Ögats genomskärning och näthinnans lager · Bfazek, CC BY-SA 4.0 · Wikimedia Commons

04 · Innervation

Ögonmuskler och kranialnerver

Tre kranialnerver delar på de sex yttre ögonmusklerna. Tumregeln LR6SO4: lateralis rectus styrs av VI, obliquus superior av IV, allt annat av III. N. trochlearis och n. abducens har bara en muskel var, n. oculomotorius resten plus ögonlocket och pupillens sfinkter.

NervMusklerNoteras
N. oculomotorius (III)Rectus superior, medialis, inferior; obliquus inferior; levator palpebraeBär även parasympatiska fibrer till pupillens sfinkter
N. trochlearis (IV)Obliquus superiorTunnaste och längsta kranialnerven, korsar och utgår dorsalt
N. abducens (VI)Rectus lateralisAbducerar ögat, för blicken utåt

05 · Optik

Ljusbrytning och refraktionsfel

För att se skarpt på olika avstånd ändrar linsen form, så kallad ackommodation. När m. ciliaris kontraherar slappnar zonulafibrerna, linsen blir rundare och brytkraften ökar för närseende. Är ögats längd eller linsens form fel hamnar fokus framför eller bakom näthinnan.

TillståndProblemKorrektion
Myopi (närsynthet)Fokus framför retina, suddigt på avståndKonkav (minus) lins
Hyperopi (översynthet)Fokus bakom retina, ansträngande närseendeKonvex (plus) lins
Presbyopi (ålderssynthet)Linsen blir stelare, sämre ackommodationLäsglasögon
AstigmatismOregelbunden korneakrökning, flera fokusCylinderlins

06 · Fototransduktion

Fotoreceptorer och transduktion

Näthinnan har två sorters fotoreceptorer med komplementära roller. Stavarna är extremt ljuskänsliga och sköter skymningsseendet, tapparna behöver mycket ljus men ger färg och skärpa. De ligger på olika ställen i retina, vilket märks praktiskt: i mörker ser du bäst snett bredvid det du tittar på, eftersom fovea saknar stavar.

EgenskapStavarTappar
FotopigmentRhodopsinFotopsin (3 typer)
KänslighetHög, svarar på enstaka fotonLåg, kräver 1000+ fotoner
FunktionSkymningsseendeFärgseende och skärpa
DistributionPeriferinTätt i fovea
AntalCa 120 miljonerCa 6 miljoner

Fototransduktionen: steg för steg

Det kontraintuitiva med synen är att ljus stänger av fotoreceptorn. I mörker släpper cellen ut glutamat hela tiden; när ljuset träffar stängs natriumkanalerna och cellen tystnar. Det är alltså bortfallet av glutamat som blir signalen.

  1. 1Ljus träffar rhodopsin → 11-cis-retinal isomeriseras till all-trans-retinal
  2. 2Transducin aktiveras, en G-proteinkaskad startar
  3. 3PDE aktiveras → cGMP bryts ner till GMP
  4. 4cGMP-styrda Na⁺-kanaler stängs → cellen hyperpolariserar
  5. 5Glutamatfrisättningen minskar → signal till bipolära celler

07 · Färg

Färgseende

Färgseendet bygger på den trikromatiska teorin: tre tapptyper med toppkänslighet vid olika våglängder. Hjärnan jämför hur mycket var och en aktiveras och räknar fram färgen däremellan.

TapptypToppFärg
S-tappar (korta)420 nmBlå
M-tappar (mellan)530 nmGrön
L-tappar (långa)560 nmRöd

08 · Synbanan

Synbanorna: retina till cortex

Signalen vandrar från näthinnan till primära syncortex i en bestämd kedja. Nyckeln till hela fallet är chiasma: där korsar de nasala fibrerna över, medan de temporala fortsätter på samma sida. Var en skada sitter i förhållande till chiasma avgör därför exakt vilket synfält som faller bort.

  1. 1Retina, fotoreceptorer → bipolära celler → ganglieceller
  2. 2N. opticus, ca 1,2 miljoner axon från gangliecellerna
  3. 3Chiasma opticum, partiell överkorsning, bara de nasala fibrerna
  4. 4Tractus opticus, till nucleus geniculatus lateralis (LGN)
  5. 5Radiatio optica, genom temporal- och parietalloben
  6. 6Area striata (V1), primära syncortex i occipitalloben
Synbanan från retina till syncortex med överkorsningen i chiasma · Miquel Perello Nieto, CC BY-SA 4.0 · Wikimedia Commons

09 · Lokalisation

Synfältsdefekter

Skillnaden mellan en skada framför och bakom chiasma är hela poängen. Prechiasmatiska skador drabbar ett öga; postchiasmatiska ger bortfall i samma del av synfältet på båda ögonen (homonymt), eftersom fibrerna då redan är blandade efter avsändarens läge i synfältet snarare än efter öga.

SkadelokalisationSynfältsdefektTypiskt exempel
N. opticusMonokulär blindhetOptikusneurit, ischemi
Chiasma opticumBitemporal hemianopsiHypofysadenom
Tractus opticusHomonym hemianopsiStroke, tumör
Meyers loop"Pie in the sky" (övre kvadrant)Temporal lobektomi

10 · Reflexbana

Pupillreflexen

Ljusreflexen testar hela den afferenta och efferenta banan i ett enda enkelt grepp. Lyser man i ett öga drar sig båda pupillerna ihop, eftersom signalen kopplas bilateralt. Det är därför reflexen är så användbar vid lokalisering av skador.

  1. 1Ljus → retina → n. opticus
  2. 2Partiell överkorsning i chiasma opticum
  3. 3Förbi LGN till nucleus pretectalis
  4. 4Bilateral koppling till Edinger-Westphals kärnor
  5. 5N. oculomotorius → m. sphincter pupillae → pupillen drar ihop sig

11 · Kemosensorik

Luktsinnet

Luktsinnet är det enda sinne som når cortex utan att först kopplas om i thalamus. Banan går direkt in i det limbiska systemet, vilket förklarar varför dofter så starkt väcker minnen och känslor. Ungefär tio miljoner luktreceptorer i olfaktoriska epitelet känner av doftmolekylerna.

  1. 1Odorantreceptorer i olfaktoriska epitelet binder doftmolekyler
  2. 2Bulbus olfactorius, glomeruli bearbetar doftinformationen
  3. 3Primära olfaktoriska cortex, uncus, amygdala
  4. 4Sekundär bearbetning i orbitofrontala cortex
Luktepitelet och vägen till bulbus olfactorius · Chabacano, CC BY-SA 2.5 · Wikimedia Commons

12 · Kemosensorik

Smaksinnet

Smaklökar på tunga, gom och svalg känner av fem grundsmaker. Tre kranialnerver förmedlar informationen från olika delar av munhålan, och alla möts först i nucleus solitarius i hjärnstammen.

ModalitetStimulus
SöttSocker, honung
SaltNa⁺-joner
SurtH⁺-joner
BesktOfta toxiska ämnen, varningssmak
UmamiGlutamat (MSG)
Smaklökens uppbyggnad med smakceller och nervfibrer · Jonas Töle, CC0 · Wikimedia Commons

Smakbanan

  1. 1Smaklökar, på tunga, gom och svalg
  2. 2Kranialnerver, N. VII (främre 2/3), N. IX (bakre 1/3), N. X (epiglottis)
  3. 3Nucleus solitarius, första centrala omkopplingen
  4. 4Thalamus, nucleus ventralis posteromedialis (VPM)
  5. 5Primära smakcortex, anteriora insula och frontala operculum

13 · Fallåterkoppling

Tillbaka till fallet

Med synbanan på plats faller patientens förlopp på plats. De två episoderna drabbar olika delar av banan och ger därför helt olika synfältsbortfall:

EpisodFyndLokalisation
FörstaMonokulär synförlust, utslocknad pupillreflexVänster n. opticus / retina, emboli från karotisplack via a. ophthalmica
AndraBilateralt bortfall i nedre högra hörnetÖvre radiatio optica / occipital cortex, posterior cerebral artär

14 · Resurser

Videor & länkar

Synsystemets översikt
Ackommodation och refraktion
Fototransduktion
Färgseende och perception
Synbanornas anatomi
Pupillreflex och neurologi
Luktbanans anatomi och funktion
Luktreceptorernas organisation
Smakens fysiologi
Synsjukdomar
Glaukom och tryckökning
Retinala sjukdomar
Synsystemets utveckling