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Phantomschmerzen

Menschen, die durch Krieg oder Unfall bein- und/oder armamputiert wurden, klagen häufig über Schmerzen in dem nicht mehr vorhandenen Körperteil.
Solche Schmerzen werden als Phantomschmerzen bezeichnet. Beim Phantomschmerz liegt ein sogenannter Nervenschmerz vor. Bei dieser Schmerzart ist das Schmerz leitende System selbst gestört oder geschädigt, es handelt sich sozusagen um einen „Nerveneigenschmerz“.
Phantomschmerzen beruhen auf Spontanerregungen von schmerzempfindlichen Nervenzellen, die dem verlorenen Körperteil zugeordnet sind, sie bilden ein „Schmerzgedächtnis“. Die Übererregbarkeit entsteht wahrscheinlich als Folge des mit dem Operationstrauma und der Nervendurchtrennung einhergehenden überdimensionierten Impulseinstroms in das Zentralnervensystem.
Die Ursachen für solche Schmerzempfindungen liegen also offensichtlich darin begründet, dass es kein eng begrenztes Areal des Gehirns für Schmerzempfindung gibt, die motorischen und sensiblen Hirnareale des amputierten Körperteils jedoch noch vorhanden sind und ein gutes Schmerzgedächtnis vorliegt.

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Schmerzen beginnen normalerweise dort, wo äußere Reize das Gewebe schädigen oder wo eine Entzündung vorliegt. Die Rezeptoren der betroffenen Region setzen dann Schmerzimpulse frei, die den Reiz vom Ort der Schädigung über das Rückenmark entlang der Nervenbahnen im Wirbelkanal bis zum Gehirn weiterleiten. Untersuchungen zeigen, dass entgegen der lange verbreiteten Meinung, das Gehirn besitze ein eigenes Schmerzzentrum, es tatsächlich schmerzhafte Reize in verschiedenen Bereichen verarbeitet. So sind beispielsweise bei chronischen Rücken- oder Phantomschmerzen Teile der Großhirnrinde aktiviert.

Bei den verschiedenen Schmerzregionen handelt es sich um Nervenzellen-Verbände aus auseinanderliegenden Hirnarealen, die Schmerzsignale aus unterschiedlichen Nervenbahnen empfangen und auf verschiedenartige Weise parallel oder hintereinandergeschaltet verarbeiten. Dafür, wie intensiv die betroffene Person den Schmerz wahrnimmt, sind bestimmte Nervenzellen-Verbände im sogenannten limbischen System zuständig, das an der Entstehung von Gefühlen und gefühlsbetonten Verhaltensweisen beteiligt ist. Ein weiterer Neuronen-Verband des limbischen Systems entscheidet schließlich, ob der Schmerzreiz als unangenehm empfunden wird.

Im Gegensatz zu Schmerzen, die immer durch Reize an einem noch existierenden Körperteil ausgelöst werden, betreffen Phantomschmerzen einen von den Nerven abgetrennten oder überhaupt verloren gegangenen Körperteil. In den meisten Fällen handelt es sich um den Verlust von Extremitäten (Arme und Beine), jedoch sind auch bei Brust- oder Zahnamputationen oder bei Verlust von Zunge, Enddarm, Blase, Nase, Klitoris, Hoden und Penis diese Symptome beobachtet worden. Beim Phantomschmerz werden die Schmerzen außerhalb des Körpers wahrgenommen, nämlich dort, wo sich der verlorene Körperteil noch befinden würde. Diese Wahrnehmung ist häufig mit der Annahme einer Fehlstellung oder Bewegung des betroffenen Bereichs verbunden.
Phantomschmerz wird unterschiedlich wahrgenommen, am häufigsten als brennend, kribbelnd, nadelstichartig, stechend oder krampfartig, mit oft wellenförmiger Intensitätsschwankung und mit einschießenden Attacken.

Um die Ursachen des Phantomschmerzes und die Möglichkeiten seiner Bewältigung zu erkennen, soll zunächst auf

  • die Schmerzrezeption,
  • die Auslösung der Schmerzempfindung und
  • das Bewusstsein über die Körperlichkeit eingegangen werden.

Schmerzrezeptoren (Nozizeptoren) können durch mechanische, thermische und chemische Reize beeinflusst werden. Die ausgelöste Erregung wird über afferente Schmerzbahnen zum Rückenmark geleitet, wobei eine räumliche Ordnung zu erkennen ist. Die Hautafferenzen jeder Hinterwurzel des Rückenmarks bilden ein eng umschriebenes Hautgebiet ab. Das wird als Dermatom bezeichnet.
Da mehrere Dermatome dicht beieinanderliegen und die Hinterwurzelfasern beim Wachstum in die Peripherie umgebündelt werden, entstehen Überlappungen. Sie haben zur Folge, dass das Innervationsgebiet (Einzugsgebiet) einer Hinterwurzel nur geringen sensorischen Ausfall, aber Verdünnung der Erregung zur Folge hat.

Vom Rückenmark werden die Erregungen weiter zu verschiedenen Teilen des Gehirns geleitet, verarbeitet und als Schmerzempfindung erkannt.
Nach neueren Untersuchungen gibt es kein spezielles Schmerzzentrum im Gehirn. Vielmehr wird die Schmerzempfindung durch das Zusammenwirken mehrerer Gehirnteile gebildet und damit auch die subjektive Schmerzempfindung erklärt.

Das Bewusstsein einer Körperlichkeit wird durch

  • den Aufbau einer räumlichen Tastwelt,
  • die Empfindung der Stellung des Körpers im Raum sowie
  • die räumliche Ausdehnung des Körpers in der Umwelt

(„Körperschema“) erreicht.

Die Informationen der gesamten Körperoberfläche des Menschen sowie Muskeln und Gelenken werden u. a. im somatosensorischen Cortex verarbeitet und gespeichert. Der Anteil der einzelnen Körperregionen an der Verschaltung im somatosensorischen Cortex richtet sich danach, wie viele Sinneszellen die jeweilige Körperregion enthält. Diese Größe bestimmt gleichzeitig die Größe des Areals. Dieses Körperschema ist offensichtlich sehr gefestigt und bewirkt, dass auch bei Amputation das fehlende Körperteil noch empfunden wird. Die eigentlich entwurzelten Nervenzellen senden trotzdem noch Signale an die Schmerzregion im Gehirn. Durch diese Täuschung entsteht das „Phantomglied“. Häufig werden von dem Phantomglied Empfindungen wie z. B. an eine Türöffnung gestoßen zu sein oder das fehlende Körperteil bewegt zu haben ausgelöst. Man spricht dann von Phantomempfindung.
So können auch Schmerzempfindungen entstehen, die vom äußeren Reiz losgelöst sind. Häufig tritt auch das Gefühl der Verkrampfung und unnatürlichen Haltung des Phantomglieds auf.

Frau PROF. HERTA FLOR, Neurophysiologin am Zentralinstitut für Seelische Gesundheit in Mannheim, überprüfte, welche Veränderungen im Gehirn von Patienten mit Phantomschmerz auftreten und kam zu folgendem Forschungsergebnis: „Die Hirnareale, die Reize aus Hand und Arm verarbeiten, weiten sich nach der Amputation dieses Körperteils aus. Das bedeutet, dass Reize, die dort ankommen, stärker verarbeitet werden. Der Patient erlebt auch unwesentliche Nervenimpulse als schmerzhaft.“
(Apotheken-Umschau 2003)

Chronische Schmerzen führen offensichtlich auch zu Veränderungen der Nervenzellverbindungen im Gehirn, wodurch die Schmerzempfindung noch begünstigt wird. Wahrscheinlich spielen dabei auch Lernprozesse und das Gedächtnis über den Schmerz eine Rolle, sodass schon ein kleiner Reiz den vollen Schmerz auslöst.
Eine Hinterwurzeldurchschneidung (Rhizotomie) kann therapeutisch zur Beseitigung des Phantomschmerzes angewandt werden, da so sensorische Ausfälle gering sind, aber eine Verdünnung der Erregungsleitung zum Gehirn erfolgt.
Umfangreicher sind die therapeutischen Bemühungen, die Erinnerungen an das verlorene Körperteil zu dämpfen und die sensorischen und motorischen Speicherinhalte des Gehirns von anderen, vorhandenen Körperteilen zu erhöhen.

Ein Phantomschmerz setzt nicht nur den (Teil-)Verlust einer Extremität voraus. Er kann auch bei einer Unterbrechung der Nervenverbindungen auftreten, so z. B. nach einem unfallbedingten Ausriss des Armnervengeflechts an der Halswirbelsäule oder einer Querschnittsverletzung, bei sonst unversehrtem Körper. Zur Unterscheidung verwendet man in diesen Fällen den Begriff „Deafferenzierungsschmerz“.

Lernhelfer (Duden Learnattack GmbH): "Phantomschmerzen." In: Lernhelfer (Duden Learnattack GmbH). URL: http://www.lernhelfer.de/schuelerlexikon/biologie-abitur/artikel/phantomschmerzen (Abgerufen: 10. July 2025, 02:36 UTC)

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Iwan Petrowitsch Pawlow

* 14.09.1849 in Rjasan/Russland
† 27.02.1936 in Leningrad/Sowjetunion

Der russische Physiologe IWAN PETROWITSCH PAWLOW wurde am 14. September 1849 in Rjasan als Pfarrerssohn geboren. Nach dem Studium der Theologie, Chemie und Physiologie sowie einem zweijährigen Deutschlandaufenthalt wurde er 1890 Professor für Physiologie an der Kaiserlichen Medizinischen Akademie in St. Petersburg.

Berühmt wurde PAWLOW durch seine Untersuchungen zum Verdauungsverhalten von Hunden. PAWLOW beobachtete, dass nach mehrmaliger Kombination von akustischen Reizen (Glockenläuten) mit einer folgenden Fütterung bereits die Tonwahrnehmung ausreichte, um bei dem Hund Speichelfluss auszulösen.

Pheromone der Wirbellosen und der Wirbeltiere

„Ich kann sie/ihn nicht riechen“, wird umgangssprachlich häufig als Ausdruck der Abneigung gebraucht.
Was ist daran von biologischer Bedeutung?
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Genetisch bedingte Alkoholempfindlichkeit

Menschen nehmen sehr häufig Alkohol mit der Nahrung zu sich. Er ist natürlicherweise u.a. in vergorenen Früchten und Getreide (Brot) enthalten, heutzutage enthalten viele Süßspeisen, Getränke oder Fertiggerichte Alkohol. Alkohol (Ethanol) stellt für den Körper ein Gift dar (es zerstört u.a. Nervenzellen irreparabel), das mit Priorität aus dem Körper entfernt wird. Sehr geringe Mengen werden mit der Atemluft abgegeben, über die Haut ausgeschwitzt oder mit dem Urin ausgeschieden. Die restlichen über 90 % des vom Körper aufgenommenen Alkohols werden in der Leber durch Oxidation abgebaut und dann ebenfalls über Lunge bzw. Niere ausgeschieden.
Der Alkoholabbau in der Leber erfolgt in drei Schritten:
Zunächst wird mihilfe des Enzyms Alkoholdehydrogenase (ADH) Ethanol zu Ethanal (Acetaldehyd) abgebaut. Dieses noch stärkere Zellgift, das beim Abbau von Alkohol im Alkoholstoffwechsel als erstes Zwischenprodukt entsteht, wird durch das Enzym Aldehyddehydrogenase weiter zu Acetat (Essigsäure) und dieses anschließend im Citratzyklus in Kohlenstoffdioxid und Wasser umgewandelt.
Manche Menschen haben genetisch bedingt eine hohe Aktivität des Enzyms Alkoholdehydrogenase (ADH), wodurch aus Ethanol sehr schnell eine hohe Menge des giftigen Ethanals entsteht. Andere haben ein genetisch bedingtes Defizit des Enzyms Aldehyddehydrogenase (ALDH), wodurch Ethanal nicht genügend entgiftet werden kann. In beiden Fällen des genetisch veränderten Alkoholstoffwechsels steigt die Alkoholempfindlichkeit, d.h. die Menschen sind bei Alkoholaufnahme stärker gefährdet.
80% der asiatischen Einwohner haben genetisch bedingt die zweitgenannte Form der Alkoholempfindlichkeit. Die Folgen für den Organismus bei Alkoholaufnahme dieser Menschen sind oft gravierend.

Rückenmark

Das Zentralnervensystem (ZNS) der Wirbeltiere besteht aus Gehirn und Rückenmark. Das menschliche Rückenmark ist ein ca. 40-50 cm langer Nervenstrang mit einem Durchmesser von ca. 0,5 cm. Das Rückenmark verläuft im Rückenmarkskanal der Wirbelsäule und vereinigt dort die Rückenmarksnerven (Spinalnerven), welche den Wirbelkanal in der Höhe des zugehörigen Wirbels verlassen. Es ist von innen nach außen von drei Rückenmarkshäuten umgeben.
Der Querschnitt durch das Rückenmark zeigt außen die weiße Substanz und innen um den Zentralkanal eine graue Substanz in Form eines Schmetterlings.
Das Rückenmark stellt einen Leitungs- und Reflexapparat zwischen Gehirn und peripherem Nervensystem dar. Es leitet Informationen in das und aus dem Gehirn. Das Rückenmark erhält afferente Informationen von der Haut und den Muskeln und sendet motorische Befehle an die Muskeln (Effektor).
Beim Menschen gliedert sich das Rückenmark in folgende ineinander übergehende Rückenmarkssegmente: 8 Hals-, 12 Brust-, 5 Lenden-, 5 Kreuzbein- und 1-2 Steißbeinsegmente.

Erregbarkeit und Reaktion bei Algen und Pflanzen

Bei Algen- und Pflanzenzellen sind Membranpotenziale an Zell- und Organellengrenzen zu messen.
Riesenzellen, wie sie bei Algen (z. B. Nitella, Chara, Acetabularia) vorkommen und auffällig reagierende Pflanzen (Mimose) werden bevorzugt für elektrophysiologische Untersuchungen verwendet.

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