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-Die Retina ist ein 200µm dickes Nervengewebe und bildet die innerste Schicht des Auges.
-Funktion: Umwandlung von Lichtreizen in elektrische und Weiterleitung ins Gehirn
Aufbau der Retina (von der lichtabgewandten Seite anfangend)
Stäbchen und Zapfen, Bipolarzellen, Horizontalzellen, Amakrinzellen, Ganglienzellen
- Horizontalzellen und Amakrinzellen übertragen Signale in lateraler Richtung
- Auf die Photorezeptorschicht folgt das Pigmentepithel, anschlließend die Choriodea (Aderhaut) und die Sklera (Lederhaut).
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Schwarzes Melanin im Pigmentepithel absorbiert Licht, das nicht von der Retina eingefangen worden ist, um Reflexionen zu vermeiden, die zu einem unscharfen Abbild der Umwelt führen würden.
- Die Retina zeichnet sich durch eine inverse Anordnung
aus: Licht muß erst mehrere Schichten durchqueren, bevor es auf die lichtabsorbierenden Photorezeptoren trifft. Damit dabei nicht zuviel Licht absorbiert wird, bevor es die Stäbchen und Zapfen erreicht, sind die proximalen Neuronschichten der Retina nicht myelinisiert (transparent), Grund für inverse Anordnung: entwicklungsbiologisch (Das Auge ist eine Ausstülpung des Gehirns)
spezielle Bereiche in der Retina:
- Fovea centralis: schärfste Abbildung, ~150.000 Zapfen/mm2 ,Zellkörper in der F.c. zur Seite geneigt, bes. in der Foveola
- Augen werden immer so bewegt, dass die interessantesten Bildausschnitte in die Fovea centralis. projiziert werden,
Blinder Fleck (Papille), keine Stäbchen und Zapfen, Austrittsstelle von Nervenfasern. |
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Aufbau und Struktur der Stäbchen und Zapfen (Folie 2)
Beide Zelltypen bestehen aus 3 Segmenten:
-Außensegment:
Disks Münzrollen bei Stäbchen (abgeschnürrte Disks), fingerförmige Ausstülpungen bei Zapfen -
Innensegment: alle Oranellen, Zellkern, Mitochondrien, Ribosomen,... Ort der meisten biologischen
Prozesse
- synaptischer Endigung, Kontaktstelle zu den Zielzellen des Photorezeptors , schüttet Transmitter aus |
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Stäbchen Nachtsehen |
Zapfen Farbensehen |
Lichtempfindlichkeit |
skotopisches Sehen (Nachtsehen), hoch |
Photopisches Sehen (Tagessehen), gering |
Farbensehen |
Achromatisch, da nur ein Sehpigment vorhanden |
Chromatisch, da 3 versch. Sehpigmente +unterschiedl. Absorptionsmax |
Räumliche Auflösung |
Gering, Information vieler Stäbchen gelangen auf eine BIP (hohe Konvergenz), hohe
Verstärkung auf Kosten der räumlichen Auflösung, da die Unterschiede in den Antworten benachbarter Stäbchen gemittelt werden |
Groß, da in der Fovea zahlenmäßig überlegen, Informationen nur weniger Zapfen gelangen auf
eine BIP |
Zeitliche Auflösung |
Gering, bis zu 12 Hz, da die Wirkungen aller Photonen im Intervall von 100ms aufsummiert
werden |
Hoch, bis zu 55 Hz |
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Dunkelstrom
Ruhezustand CGMP-Konzentration hoch: 2 dominierende Ströme, d.h. Na+-Einstrom durch cGMP-gesteuerte spezifische Kationenkanäle (Außensegment)
Konstanthaltung der Ionenkonzentration durch Na+/K+-Pumpen (Innensegment), daneben auch Ca2+ -Einstrom durch cGMP-gesteuerte Kanäle, Auswärtsstrom durch Ca2+ -Austauscher
(konstante Ca2+
-Konzentration).
Der konstante Einwärtsstrom von Na+ depolarisiert den Rezeptor.
--> Membranpotential
~30mV Dadurch werden in der Synapse Ca2+-Kanäle aktiviert, die durch Ca2+-Einstrom die Freisetzung von Glutamat aus der Synapse aufrechterhalten.
bei Licht
=> Hyperpolarisation -70mV, da Na+-Einstrom unterbleibt, keine Glutamatausschüttung
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Rhodopsin ( siehe Stryer)
-7 Transmembranregionen:
-Proteinanteil: Opsin, absorbiert selbst kein Licht, Struktur des Opsins, bestimmt
Absorptionseigenschaften des Retinals
-Lichtabsorbierender Teil: Retinal Chromophor= (Vitamin A-Derivat), nicht aktive Form 11-cis-Isomer im Dunkeln, passt gut in Bindungsstelle Opsins |
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