Photorezeptor, Chemo-elektrische Transduktion

Vorlesungsskripte Zoophysiologie

Signalverarbeitung in Photorezeptoren
5. Chemo-elektrische Signaltransduktion in Sehstäbchen

Die Lichtreaktion eines Sehstäbchens	HIGHRES (117 kbyte)
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, es stellt sich eine Ca²⁺-Konzentration von ca 400 nM 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. 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.

Die Lichtreaktion eines Sehstäbchens

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, es stellt sich eine Ca²⁺-Konzentration von ca 400 nM 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. 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.

Photorezeptor, Chemo-elektrische Transduktion

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Signalverarbeitung in Photorezeptoren 5. Chemo-elektrische Signaltransduktion in Sehstäbchen

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