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Das Ohr – ein Gleichgewichtsorgan

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Die Autor*innen
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Sabine Blumenthal
Das Ohr – ein Gleichgewichtsorgan
lernst du in der Oberstufe 5. Klasse - 6. Klasse

Grundlagen zum Thema Das Ohr – ein Gleichgewichtsorgan

Inhalt

Das Ohr als Gleichgewichtsorgan – Biologie

Bestimmt ist dir manchmal schwindelig. Zum Beispiel dann, wenn du im Bus zur Schule fährst oder wenn du dich ganz schnell drehst und abrupt stehen bleibst. Doch warum ist das so? Um das zu verstehen, müssen wir wissen, was der sogenannte Gleichgewichtssinn ist und wie er funktioniert.

Gleichgewichtssinn – Definition

Mithilfe des Gleichgewichtssinns können wir uns im Raum orientieren. Wir nehmen Bewegungen wahr und wissen, ob wir aufrecht stehen oder hocken, ob wir liegen oder sogar kopfüber stehen. Diese Wahrnehmung funktioniert über spezielle Sinnesorgane. Im Allgemeinen sind Sinnesorgane Ansammlungen von Sinneszellen, die auf bestimmte Reize reagieren. Im Falle des Gleichgewichtssinns übernimmt das Gleichgewichtsorgan diese Funktion.

Gleichgewichtsorgan – Aufbau und Funktion

Das Gleichgewichtsorgan befindet sich in unserem Innenohr. Es setzt sich aus mehreren Organen, also Anhäufungen von Sinneszellen, zusammen. Dabei handelt es sich um Drehsinnesorgane und Lagesinnesorgane.

Das Ohr mit Gleichgewichtsorganen

Die Drehsinnesorgane

Mit den Drehsinnesorganen nehmen wir Drehbewegungen wahr. Die Drehsinnesorgane bestehen aus Bogengängen, die sich oberhalb der Gehörschnecke in unserem Innenohr befinden. Für jede mögliche Drehbewegung gibt es je einen Bogengang, also insgesamt drei senkrecht zueinander stehende Bogengänge. Sie sind mit einer durchsichtigen Flüssigkeit gefüllt – der sogenannten Ohrlymphe. Außerdem befinden sich in den Bogengängen die Ampullen, in denen die Sinneszellen liegen. Bei Drehbewegungen dienen die Sinneshaare der Sinneszellen, die im Ruhezustand senkrecht stehen, als Sensoren. Sie sind von einer Gallertkappe bedeckt, einer gelartigen Flüssigkeit.

Wenn wir uns drehen, passiert Folgendes: Der Körper dreht sich um eine Achse, also auch die entsprechenden Bogengänge. Die Ohrlymphe folgt der Bewegung zunächst nicht – aufgrund ihrer Trägheit möchte sie in ihrer ursprünglichen Position verharren. Das ist so, als würdest du in einem Auto sitzen: Wenn es beschleunigt, also an Geschwindigkeit gewinnt, ist dein Körper zunächst träge. Er möchte im Ruhezustand verbleiben, was du daran merkst, dass du in den Sitz gedrückt wirst.
Die Gallertkappe, die sich ja mit den Bogengängen bewegt, wird durch die stillstehende Ohrlymphe in die Richtung gedrückt, die der Drehbewegung entgegengesetzt ist. Die Verbiegung der Sinneshaare löst ein elektrisches Signal in den Drehsinneszellen aus. Dieses Signal wird über Nerven an das Gehirn weitergeleitet und wir wissen, dass wir uns drehen.
Wenn wir uns gleichmäßig weiter drehen, wird irgendwann die Trägheit der Ohrlymphe überwunden: Die Flüssigkeit bewegt sich nun gleichermaßen wie die Bogengänge. Die Sinneshaare werden nicht mehr verbogen und keine weiteren Signale ausgelöst. Und was passiert nun, wenn wir aufhören, uns zu drehen? Dann drehen sich die Bogengänge zwar nicht mehr, dafür aber die Flüssigkeit – so wie zu Beginn unserer Drehung ist sie träge und möchte zunächst ihren Zustand beibehalten, also weiter in Bewegung bleiben. Auch hier können wir wieder an das Beispiel mit dem Auto denken: Wenn wir abrupt bremsen, will unser Körper durch die Trägheit noch weiter in Bewegung bleiben. Dadurch werden wir nach vorne, also gegen den Gurt, gedrückt.
Die Gallertkappe, die nun eigentlich stillsteht, wird also von der Flüssigkeit wieder zur Seite gedrückt – die Sinneszellen senden wieder ein Signal an unser Gehirn, das uns glauben lässt, wir würden uns drehen. Unsere Augen wiederum sehen, dass wir stillstehen. Dadurch, dass widersprüchliche Signale an unser Gehirn geschickt werden, empfinden wir ein Schwindelgefühl.

Die Lagesinnesorgane

Die Lagesinnesorgane dienen der Wahrnehmung von translatorischen Bewegungen. Also von Bewegungen nach vorne, nach hinten, nach oben und unten. Sie liegen zwischen der Gehörschnecke und den Bogengängen im sogenannten Vorhof. Es gibt zwei Lagesinnesorgane, die senkrecht zueinander angeordnet sind – so können wir horizontale und auch vertikale Bewegungen wahrnehmen.
Der Aufbau der Lagesinnesorgane ähnelt dem der Drehsinnesorgane: Die Sinneshaare der Sinneszellen liegen in einer Gallertplatte. Diese ist mit Kalkkristallen bedeckt. Durch deren Gewicht wird die Trägheit bei einer Bewegung erhöht: Bewegen wir uns zum Beispiel nach vorne, folgen die Kalkkristalle der Bewegung vorerst nicht: Die Gallertplatte und somit auch die Sinneshaare werden nach hinten gebogen und lösen ein Signal in den Sinneszellen aus, das wieder über Nervenfasern an unser Gehirn geleitet wird.
Warum kann es nun also passieren, dass uns im Bus schlecht wird? Zwar sitzen wir im Bus still auf unserem Platz – durch die Bewegung des Busses werden aber trotzdem Gallertplatten samt Haarsinneszellen unserer Lagesinnesorgane verbogen. Es wird ein Signal ausgelöst, das uns mitteilt, dass wir uns in Bewegung befinden. Mit unseren Augen nehmen wir jedoch das Innere des Busses war – und das bewegt sich nicht. Auch hier nehmen wir mit unterschiedlichen Sinnen unterschiedliche Signale wahr, was wieder zu einem Schwindelgefühl führt. Daher hilft es, bei der Fahrt aus dem Fenster in Fahrtrichtung zu schauen, denn dann stimmen die Signale aus Ohr und Auge wieder überein.
Auch beim Fahrstuhlfahren erfährt der ein oder andere ein Schwindelgefühl. Hier teilt uns das Lagesinnesorgan eine vertikale Bewegung mit. Wenn der Fahrstuhl bremst, sind die Kristalle der Gallertkappe vorerst noch träge: Sie bewegen sich weiter in Richtung der vorherigen Bewegung, Gallertkappe und Sinneshaare werden also verbogen und wir nehmen eine Bewegung wahr, obwohl wir schon zum Stehen gekommen sind – uns wird schwindelig.

Verarbeitung im Gehirn

Eine Bewegung kann unterschiedliche Signale in unseren Gleichgewichtsorganen auslösen: Eine Achterbahnfahrt zum Beispiel reizt durch Loopings und schnelle Beschleunigungen nach vorne sowohl die Dreh- als auch die Lagesinnesorgane. Außerdem können wir von unseren zwei Ohren unterschiedliche Signale erfahren: zum Beispiel dann, wenn wir unseren Kopf zur Seite neigen. Dann erfährt nämlich eins unserer Ohren eine stärkere Dreh- und Lageveränderung als das andere Ohr. In unserem Gehirn werden all diese Informationen gesammelt und ausgewertet. Durch das Zusammenspiel mehrerer Signale wissen wir genau, wie unser Körper orientiert ist. Dabei unterstützen außerdem unsere anderen Sinne: Mithilfe unseres Seh- und Tastsinns können wir die Informationen aus dem Ohr mit dem, was wir sehen und fühlen, abgleichen. Meist erhalten wir dadurch ein stimmiges Gesamtbild. Wie oben beschrieben können sich die Wahrnehmungen aber auch widersprechen und dadurch zu einem Schwindelgefühl führen.

Transkript Das Ohr – ein Gleichgewichtsorgan

Hallo, da bin ich wieder, eure Sabine Blumenthal! Im heutigen Video lernst du dein Ohr als Gleichgewichtsorgan kennen. Am Ende dieses Films kennst du den Bau und die Funktion der Lage- und Drehsinnesorgane im Ohr. Für das Verständnis des Themas wäre es gut, wenn du den Bau des Ohres und die Funktion von Sinneszellen kennst. Schauen wir uns also den Bau unseres Ohres zunächst noch einmal an. Lage und Funktion der für das Hören benötigten Teile des Ohres sind dir ja bereits bekannt. Hier siehst du nun die Teile des Innenohres, die unsere Lagesinnesorgane enthalten, und die Teile des Innenohres, die unsere Drehsinnesorgane enthalten. Lage- und Drehsinn zusammen bilden unseren Gleichgewichtssinn. Wozu wir den brauchen? Bist du schon einmal Achterbahn gefahren? Während einer solchen Fahrt wird dein Körper gedreht und abwechselnd beschleunigt und abgebremst. Du spürst dabei Empfindungen, die schon sehr besonders und auf keinen Fall alltäglich sind. Diese besonderen Empfindungen vermitteln dir die Lagesinnesorgane und die Drehsinnesorgane im Innenohr. Unser Gleichgewichtsorgan befindet sich im Innenohr. Hier siehst du es einmal stark vergrößert. Du erkennst die Bogengänge und den Vorhof der Schnecke. Bogengänge und Vorhof sind, wie auch die anderen Teile des Innenohres, mit der Lymphflüssigkeit gefüllt. Am Vorderende jeder Gehörschnecke liegen 2 bläschenförmige Erweiterungen; das sind die Vorhofsäckchen. Sie enthalten jeweils ein Lagesinnesorgan. Unsere Lagesinnesorgane befinden sich also im Vorhof der Gehörschnecke. Oberhalb der Vorhofsäckchen verlaufen die 3 Bogengänge. Sie stehen jeweils senkrecht zueinander und sind, wie das gesamte Innenohr, mit Ohrlymphe gefüllt. An jeweils einem Ende jedes Ganges befindet sich eine bauchige Ausweitung. Sie heißt Ampulle und jede von ihnen enthält ein Drehsinnesorgan. Unsere Drehsinnesorgane befinden sich also in jeweils einer Ampulle der Bogengänge. Sehen wir uns die Organe unseres Gleichgewichtssinns nun mal etwas genauer an. Beginnen wir mit den Drehsinnesorganen. Wie du nun schon weißt, befindet sich in jeder Ampulle, also dem erweiterten Ende eines Bogenganges, jeweils eines dieser Drehsinnesorgane. An dieser vergrößerten Zeichnung einer Ampulle kannst du erkennen, wie ein Drehsinnesorgan aussieht. Es besteht aus einer Gallertkappe, die auf den Sinneszellen sitzt und in den mit Ohrlymphe gefüllten Bogengang hineinragt. Vergrößern wir dieses Drehsinnesorgan noch einmal. Nun kannst du sehr deutlich die Gallertkappe erkennen. In diese Gallertkappe ragen die Sinneshärchen der Sinneszellen hinein. Von jeder Sinneszelle geht eine Nervenfaser ab. Diese leiten die empfangenen Sinneseindrücke weiter ins Gehirn. Wie funktioniert nun so ein Drehsinnesorgan? Sehen wir uns dazu den Querschnitt einer Ampulle mit dem darin enthaltenen Drehsinnesorgan an. Im Ruhezustand, wenn du dich also nicht oder sehr langsam bewegst, stehen die Sinneshärchen aufrecht in der darüber befindlichen Gallertkappe. Die Ohrlymphe bewegt sich nicht. Drehst du nun deinen Kopf und damit auch das Bogengangsystem in deinem Innenohr, dann bewegt sich die Lymphflüssigkeit in den Bogengängen wegen der Trägheit zunächst nicht mit. Aber das Drehsinnesorgan wird mit dem Kopf mitgedreht. Die träge, ruhende Lymphflüssigkeit wird also durch die Drehbewegung gegen die Gallertkappe gedrückt. Die Gallertkappe wird dabei durchgebogen. Was meinst du, passiert nun wohl mit den Sinneshärchen, die in die Gallertkappe hineinragen? Richtig, die werden natürlich auch verbogen. Dieser mechanische Reiz "Verbiegen der Sinneshärchen" löst nun eine elektrische Erregung der darunterliegenden Sinneszellen aus. Die von den Sinneszellen ausgehenden Nervenfasern leiten die elektrischen Reize dann weiter zum Gehirn, wo sie verarbeitet werden. Erinnere dich noch einmal an die Achterbahnfahrt. Die Drehung hält hier längere Zeit an, sodass die Ohrlymphe nach kurzer Zeit auch in Bewegung gesetzt wird. Bei plötzlicher Richtungsänderung oder Abstoppen des Kopfes strömt die Lymphe dann aber weiter. Sie biegt nun die Gallertkappe nach der anderen Seite um. So kann ein Schwindelgefühl entstehen und du hast den Eindruck, dich entgegen der vorherigen Drehrichtung zu bewegen. Ob du dich aufrecht oder kopfüber befindest, teilen dir die Lagesinnesorgane in den Vorhofsäckchen mit. Hier siehst du ein solches Lagesinnesorgan einmal vergrößert und du kannst erkennen, dass es ebenfalls aus Sinneszellen mit Sinneshärchen besteht. Allerdings ragen hier die Sinneshärchen in eine Gallertplatte hinein. In diese Gallertplatte sind oben Kalkkristalle eingelagert, die das Gewicht der Platte erhöhen sollen. Bei normaler, also aufrechter Kopfhaltung liegt eines der beiden Lagesinnesorgane in jedem Innenohr waagerecht und das andere senkrecht dazu. Wie nimmst du nun eine Lageänderung wahr? Wenn du deinen Kopf neigst, dann verschiebt sich die Gallertplatte. Diese Bewegung der Gallertplatte verbiegt die Sinneshärchen, die in die Gallertplatte hineinreichen. Der mechanische Reiz der Verbiegung löst in den Sinneszellen eine elektrische Erregung aus. Dieser elektrische Reiz wird über die Nervenfasern ins Gehirn geleitet und dort verarbeitet. Jede Lageänderung deines Kopfes führt zu anderen Erregungen deiner Sinneszellen im Innenohr. Dabei sendet jedes deiner Ohren andere Informationen ans Gehirn. Dein Gehirn bestimmt dann aus dem speziellen Erregungsmuster der Lagesinnesorgane beider Ohren die Stellung deines Kopfes. So bist du in der Lage, das Gleichgewicht deines Körpers jederzeit wiederherzustellen. Zum Schluss wie immer eine kurze Zusammenfassung. Unser Ohr ist ein Gleichgewichtsorgan. Im Innenohr enthält es die Lagesinnesorgane und die Drehsinnesorgane. Eine Lageveränderung des Kopfes löst eine Verbiegung der Sinneshärchen aus. Dieser mechanische Reiz führt zu einer elektrischen Erregung der Lage- und Drehsinneszellen. Über Nervenfasern wird die elektrische Erregung ans Gehirn weitergeleitet und dort verarbeitet. Mithilfe des Gleichgewichtssinnes können wir jederzeit unsere räumliche Lage bestimmen. So, das war's dann mal wieder. Ich hoffe, dir ist nicht schwindelig geworden. Alles ok? Na dann, tschüss! Bis zum nächsten Mal.

1 Kommentar

1 Kommentar
  1. Gutes Video

    Von Simon W., vor mehr als 6 Jahren

Das Ohr – ein Gleichgewichtsorgan Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Das Ohr – ein Gleichgewichtsorgan kannst du es wiederholen und üben.
  • Gib an, in welchem Teil des Ohres das Gleichgewichtsorgan liegt.

    Tipps

    Das Gleichgewichtsorgan setzt sich aus den Lagesinnesorganen und den Drehsinnesorganen zusammen.

    Das Gleichgewichtsorgan befindet sich im Innenohr, nämlich im Vorhof der Hörschnecke und den Bogengängen.

    Lösung

    Das Gleichgewichtsorgan setzt sich aus den Lagesinnesorganen und den Drehsinnesorganen zusammen. Sie liegen im Vorhof der Hörschnecke, bzw. in den Bogengängen. Diese Strukturen siehst du im vergrößerten Ausschnitt rechts.

  • Bestimme, wo sich die Dreh- und die Lagesinnesorgane im Innenohr befinden.

    Tipps

    Die bauchige Ausweitung am Ende eines jeden Bogenganges wird als Ampulle bezeichnet.

    Die Begriffe lauten in alphabetischer Reihenfolge:
    Ampulle, Bogengänge, Drehsinnesorgane, Lagesinnesorgane, Schnecke, Vorhofsäckchen.

    Die Vorhofsäckchen liegen am Anfang der Hörschnecke. Der Vorhof ist mit dem Vorhofgang der Schnecke verbunden.

    Lösung

    Die Drehsinnesorgane liegen am Ende der drei Bogengänge. Diese bauchige Ausweitung wird jeweils als Ampulle bezeichnet.

    Die Lagesinnesorgane befinden sich im Vorhof der Schnecke, genauer in den Vorhofsäckchen.

  • Begründe das entstehende Schwindelgefühl, wenn man sich mehrfach dreht und dann stehen bleibt.

    Tipps

    Das Gleichgewichtsorgan siehst du hier abgebildet. Die drei Bogengänge liegen im Innenohr über der Hörschnecke. Das Gleichgewichtsorgan enthält die Dreh- und die Lagesinnesorgane.

    Lösung

    Wenn wir nach einer starken Drehung wieder geradeaus gucken oder gar gehen möchten, gelingt das kaum. Schuld daran ist die Trägheit der Masse: Die Ohrlymphflüssigkeit in den Bogengängen bewegt sich wegen dieses Prinzips weiter und knickt die Sinneshärchen ab. Diese senden weiter die „Drehinformation“ an das Gehirn, obwohl man sich gar nicht mehr dreht. Das Schwindelgefühl kommt dadurch zustande, dass die Augen dagegen dem Gehirn mitteilen, dass wir stehen. Da das Gehirn nicht „weiß“, welche Information richtig ist und sowieso verwirrt ist, dass zwei widersprüchliche Informationen ankommen, wird uns schwindelig. Erst wenn die Ohrlymphe nicht mehr in Bewegung ist, lässt das Schwindelgefühl nach.

    Hast du mal beobachtet, dass sich die Augen sehr schnell bewegen, wenn wir einen „Drehwurm“ haben? Da die Augen mit dem Ohr verbunden sind, versuchen die Augen, die Drehbewegung auszugleichen und geradeaus zu gucken. Es fällt dann auch schwer, geradeaus zu laufen, da sich die Augen so schnell bewegen. Ganz schön verzwickt, oder?

  • Untersuche den Aufbau des Gleichgewichtsorgans.

    Tipps

    Zur Erinnerung findest du hier eine beschriftete Abbildung vom Aufbau des Ohrs.

    Das Gleichgewichtsorgan ist immer aktiv, da die Schwerkraft auch im Bett wirkt. Deshalb sind mindestens die Lagesinnesorgane aktiv. Wenn wir uns im Bett bewegen, werden auch die Sinneshärchen der Drehsinnesorgane erregt.

    Lösung

    Ich hoffe, du hast keinen DREHWURM bekommen? Dieses Schwindelgefühl kommt zustande, wenn Innenohr und Augen widersprüchliche Informationen an das Gehirn senden.

    Das Gleichgewichtsorgan ist aus den Lagesinnesorganen und den Drehsinnesorganen aufgebaut. Die Drehsinnesorgane befinden sich in den Ampullen der Bogengänge, die Lagesinnesorgane in den beiden Vorhofsäckchen der Schnecke. Daran schließt sich der Vorhofgang an. Er bildet mit dem Schnecken- und dem Paukengang die Hörschnecke. Im Schneckengang befinden sich die Haarsinneszellen. Je nach Frequenz des Geräusches (gibt die Tonhöhe an) werden diese Sinneshärchen an unterschiedlicher Stelle erregt.

    Das Außen- und das Mittelohr sind mit Luft gefüllt. Das Innenohr ist mit Ohrlymphe gefüllt. Das Prinzip der Trägheit der Masse wirkt auch im Gleichgewichtsorgan (deshalb auch der Drehwurm).

    Das Gleichgewichtsorgan ist auch im Schlaf aktiv. Während der Einschlafphase hat man manchmal das Gefühl, man würde fallen und zuckt unwillkürlich zusammen. Das liegt an Fehlinformationen der Sinneshärchen, die auf die Schwerkraft reagieren.

  • Gib an, welche Sinnesorgane sich im Ohr befinden.

    Tipps

    Auch wenn das Ohr maßgeblich am Druckausgleich beteiligt ist, gibt es dennoch keinen Drucksinn.

    Lösung

    Nachdem wir uns so intensiv mit dem Ohr als Gleichgewichtsorgan beschäftigt haben, dürfen wir seine Funktion als Hörorgan natürlich nicht vergessen.

    Das Hörsinnesorgan befindet sich in der Schnecke.
    Die Lagesinnesorgane liegen in den Vorhofsäckchen der Schnecke.
    Und die Drehsinnesorgane findest du in den Ampullen der drei Bogengänge.

  • Analysiere Gefahren, die beim Ausfall eines Sinnes resultieren können.

    Tipps

    Beachte die Aufgabenstellung: Denke daran, dass mögliche Gefahren aus dem Verlust eines Sinns entstehen.

    Den Duft von Rosen nicht mehr zu riechen ist zwar ärgerlich, aber nicht gefährlich.

    Der Geschmackssinn der Zunge hilft uns dabei, verdorbene oder giftige Nahrungsmittel zu identifizieren, die oft einen bitteren Geschmack aufweisen.

    Lösung

    Wenn man darüber nachdenkt, möchte man auf keinen seiner Sinne verzichten. Auch wenn es bei manchen Sinnen offensichtlicher ist als bei anderen – wichtig sind sie alle.

    • Sehsinn (Augen): warnt uns vor Hindernissen, spitzen Gegenständen, gefährlichen Stellen (z. B. Abgründe), Feuer ...
    • Hörsinn (Ohren): warnt uns vor Autos im Straßenverkehr (neben den Augen), Explosionen, Warnrufe anderer Personen ...
    • Geschmackssinn (Zunge): warnt uns vor giftigen oder verdorbenen Nahrungsmitteln, ...
    • Tastsinn (Haut): warnt uns vor einer heißen Herdplatte, vor Eis, vor zu viel Druck, ...
    • Gerruchssinn (Nase): warnt uns vor giftigen Gasen und anderen Substanzen, Feuer ...
    Neben diesen fünf Sinnen gibt es noch weitere Sinne, wie den Gleichgewichtssinn, den du jetzt bestens kennst, Schmerzempfinden oder den Temperatursinn.

    Andere Tiere besitzen noch weitere Sinne, z. B. den Magnetsinn bei Vögeln oder den Schwingungssinn bei Spinnen.

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