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 Die Umsetzung von Licht in ein elektrisches Signal (photo-elektrische Transduktion) vollzieht sich in den Photorezeptoren der Netzhaut durch eine Kopplung der Konzentration des Botenstoffs cGMP an die Lichtintensität. Im Dunkeln (links) ist die cGMP-Konzentration im Außensegment relativ hoch. cGMP-gesteuerte Kationenkanäle in der Plasmamembran sind aktiviert und leiten einen depolarisierenden Strom in die Zelle, der zu etwa 80% von Na+ und zu 20% von Ca2+ getragen wird (Dunkelstrom). Ca2+ wird durch ein Austauscherprotein aus der Zelle entfernt. Durch Einstrom und Heraustransport stellt sich im Dunkeln eine Gleichgewichts- Konzentration von ca 400 nM Ca2+ ein. Der Dunkelstrom depolarisiert das Membranpotential auf etwa -30 mV. Dadurch werden in der Synapse Ca2+-Kanäle aktiviert, die durch Ca2+-Einstrom die Freisetzung von Glutamat aus der Synapse aufrechterhalten. Bei Belichtung fällt die cGMP-Konzentration im Außensegment, die cGMP-gesteuerten Kanäle schließen, und die Ca2+-Konzentration fällt auf ca 50 nM, weil der Austauscher weiterhin Calcium aus der Zelle transportiert. Durch das Ausbleiben des Dunkelstroms hyperpolarisiert die Zelle auf bis etwa -70 mV, die synaptischen Ca2+-Kanäle schließen, und die Glutamat-Freisetzung hört auf. Photorezeptoren sind also im Dunkeln aktiv (Transmitter-Freisetzung) und im Licht inaktiv. |