Cookies erleichtern die Bereitstellung unserer Dienste. Mit der Nutzung unserer Dienste erklären Sie sich damit einverstanden, dass wir Cookies verwenden.
Weitere Informationen

Suche von Artikeln & Themen

Namen:
Annalena & Marius, 2016.11

 

Das Auge

Das Auge, ein Sinnesorgan, ermöglicht Lebewesen das Wahrnehmen von Lichtreizen und somit das Sehen. Mithilfe von Fotorezeptoren, den lichtempfindlichen Nervenzellen, werden spezifische Reize in Form von Licht mit unterschiedlichen Wellenlängen aufgenommen. Diese Nervenimpulse werden über die Sehnervenbahnen zum Sehzentrum des Gehirns weitergeleitet, wo sie schließlich zu einer optischen Wahrnehmung verarbeitet werden.

Quelle Bild: GNU-Lizenz für freie Dokumentation, Version 1.2 &  Creative-Commons-Lizenz „Namensnennung – Weitergabe unter gleichen Bedingungen 3.0 nicht portiert by Wikicommonsuser Jakov und Talov, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Eye_scheme.svg

Bevor das einfallende Licht die Netzhaut mit den empfindlichen Sinneszellen erreicht, muss es zunächst die Hornhaut, das Kammerwasser der vorderen und hinteren Augenkammer, die Linse und den Glaskörper passieren. Diese bezeichnet man zusammen mit der Linse als optischen Apparat des Auges. Für die kugelförmige Augenform sorgen die Lederhaut, der Glaskörper und der Flüssigkeitsinnendruck, welcher durch das Kammerwasser erzeugt wird. Die Lederhaut mit ihrem festen Bindegewebe und die gefäßführende Aderhaut bilden hierbei die Wand des Auges.

tief blaue Augen

 

Aufbau der Rezeptorzellen

Skizze der Rezeptorzelle:

Quelle Bild: Creative-Commons-Lizenz „Namensnennung – Weitergabe unter gleichen Bedingungen 2.0 Deutschland“ by wikicommonsusr Jan R; https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Schema_Retina.jpg

 

Die Stäbchen in der Netzhaut des Wirbeltierauges stellen die Rezeptorzellen für das eintreffende Licht dar. Zusätzlich besitzen farbsehende Tiere auch Zapfen, die für die Farbwahrnehmung verantwortlich sind. Der Zellkörper eines Fotorezeptors besteht aus einem Außensegment, einem Innensegment und einer Synapse.

Im Außensegment findet die eigentliche Fototransduktion statt. Hier befinden sich membranöse Scheiben, die sogenannten Disks, welch Rhodopsin, das Fotopigment der Stäbchen, enthalten.
Das Innensegment dagegen enthält Mitochondrien und das endoplasmatische Retikulum (ER). Hier erfolgt unter anderem die Proteinbiosynthese.

Die an das Innensegment angrenzende äußere Körnerschicht beinhaltet den Zellkern. Von dieser Schicht geht ein Axon aus, welches mit der Synapse endet. Man bezeichnet diese auch als "Ribbon-Synapse" aufgrund ihrer band- oder plattenartigen Struktur.


Fototransduktion

Fototransduktion bei Stänchen

Aufbau und Fototranduktion bei Stäbchen

 Fototransduktion bei Stänchen

Erklärung der Fototransduktion im Detail

Trifft das einfallende Licht auf die Netzhaut, welche Stäbchen und Zapfen enthält, beginnt die Fototransduktion. Unter Transduktion versteht man generell den Vorgang der Umwandlung von Reizen in Erregungsmuster von Sinneszellen.

Bei dem Lichteinfall findet eine Konfiuration des 11-cis-Retinals zu der stabileren gestreckten Form des all-trans-Retinals statt. Hierdurch wird das Rhodopsin angeregt und wandelt sich in die aktive Form R* um, welches das G-Protein Transducin im Außensegment binden kann. Das Transducin wird hierbei angeregt, wodurch Guanosindiphosphat (GDP) zu Guanosintriphosphat (GTP) umgewandelt wird und sich eine Untereinheit abspaltet. Diese aktiviert Phosphodiesterase, ein Effektor-Enzym, welches cGMP in GMP umwandelt. Das cGMP ist hierbei ein second messenger. Binden sich 3 cGMP an die ligandengesteuerten Na+-Kanäle, öffnen sich diese. Wird cGMP umgewandelt, bindet es nicht mehr an den Na+-Kanal und dieser schließt sich. Das Membranpotential nimmt aufgrund der ungestörten Diffusion von K+ in den extrazellulären Raum ab.

Die Potentialverringerung läuft vom Außensegment über das Innensegment zur "Ribbon-Synapse" und hat das Schließen von spannungsgesteuerten Ca2+-Kanälen zur Folge. Dies führt zu einer verminderten Ausschüttung von Glutminsäure, einem Neurotransmitter. Dies führt zur Reizung der postsynaptischen Bipolarzellen.

Um den Ursprungszustand wieder herzustellen wird R* enzymatisch inaktiviert und zerfällt in seine Bestandteile. Unter ATP-Verbrauch wird all-trans-Retinal zu 11-cis-Retinal umgewandelt und an Opsin gebunden. Transducin spaltet GTP zu GDP. Die Untereinheiten spalten sich ab, woraufhin cGMP nicht mehr zu GMP umgewandelt werden kann. die cGMP-Konzentration steigt, die Na+-Kanäle öffnen sich und Membranpotential steigt von -70mV (bei starken Lichtreizen) auf -40mV.

Im Unterschied zu anderen Neuronen sinkt das Membranpotential bei einer Reizung. Den konstanten Ionenstrom bei Dunkelheit nennt man Dunkelstrom.

Skizze zur Fototransduktion:

Quelle Bild: GNU Free Documentation License, Version 1.2 &  Creative Commons Attribution 3.0 Unported by wikicommons authors Jason J. Corneveaux & Caddymob; https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Phototransduction.png

 

Vereinfachte Grafik mit Erklärung:

vereinfachte Fototransduktion

Ablauf der Fototransduktion

 

 blaue Augen

blaue Augen mit Pigmentflecken in der Iris

Unsere Partnerseite: Freie Online-Schulbücher

Hier findet ihr die von mir erstellten freien Schulbücher in Biologie und Chemie:

Freie Schulbücher auf hoffmeister.it

Amazon Prime für Schüler und Studenten

Beachtet, dass es nach 12 Monaten teurer wird, also rechtzeitig kündigen!

Amazon Music

Bitte Adblock deaktivieren

Bitte liebe Leute, deaktiviert Euren Adblocker, wenn Euch meine Seite gefällt!
Diese Seite finanziert sich nur durch Werbung und verursacht durch Euren Traffik auch Kosten.

Einfach auf das Symbol Eures Adblockers klicken und "Deaktiviert für abitur-wissen" wählen. Danke!

Amazon Bestellung

Bitte Amazon hier bestellen: Wäre es schön, wenn ihr Mal eine Amazon Bestellung über dieses Suchfenster beginnt.
Das kostet Euch nichts extra und Ihr könnt so dazu beitragen, dass die monatlichen Kosten für den Unterhalt dieser Homepage reinkommen. Vielen Dank.