Sebastian Riedel
Referat Neurophysiologie:

07.06.00

Thema:

Die Verarbeitung visueller Information durch die

Retina

Das Farbsehen
Farbenblindheit

Retina:

Aufbau: Dicke ca. 200 µm

Besteht aus 3 Schichten:

Äußere Körnerschicht: Pigmentepithelzellen

Photorezeptorzellen

Innere Körnerschicht: Horizontalzellen

Bipolarzellen

Amakrine Zellen

Ganglienzellschicht: Ganglienzellen

Lage: liegt vor dem Pigmentepithel gefüllt mit Melanin, welches Licht

resorbiert, das nicht von der Retina eingefangen wird verhindert

Reflexion würde Schärfe des Abbildes beeinträchtigen

- proximale Neurone sind nicht myelinisiert transparent

Besonderheiten : papilla nervi optici blinder Fleck ( keine Photorezeptoren)

Fovea centralis Ort des schärfsten Sehens

2 Arten von Photorezeptoren: 1. Stäbchen

2. Zapfen

Unterschiede zwischen Stäbchen und Zapfen

Tab. 22.1 Seite 416

Stäbchen und Zapfen haben die gleichen funktionellen Bereiche:

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1) Außensegment: befindet sich an der äußeren Oberfläche der Retina,

enthält lichtabsorbierendes Sehpigment

2) Innensegment: enthält Zellkern, Ablauf der meisten biochemischen

Prozesse

3) synaptische Endigung: stellt Kontakt mit Zielzellen des Photorezeptors

her

Sehpigment: kleines lichtabsorbierendes Molekül+ mit ihm verbundenes Protein,

welches die Membran durchzieht

Bilden die sogenannten Discs

Abb. 22.2 Seite 417

Phototransduktion:

Vorbemerkung: Schlüsselmolekül cGMP second messenger

Kontrolliert den Ionenfluß

Öffnung von Na+- Kanälen ( Einwärtsstrom)

Phototransduktionsprozess: 3 Stufen

1) Licht aktiviert die Sehpigmente in der Diskmembran

2) Senkung der cGMP- Konzentration durch Phosphodiesterase

3)

Schließung der cGMP gesteuerten Kanäle

Hyperpolarisation

des Photorezeptors

Aktivierung der Pigmente durch Licht:

Sehpigment der Stäbchen

Rhodopsin

Besteht aus 2 Teilen: Proteinteil Opsin

Retinal lichtabsorbierender Teil Vitamin-A-

Derivat

- bei Aktivierung des Rhodopsins durch Licht kommt es zu einer

Konformationsänderung des Retinals von der 11-cis-Form

(Rhodopsin) zur all-trans-Form (Metarhodopsin 2)

- einziger lichtabhängiger Schritt des Sehvorgangs

- diese Konformationsänderung verursacht eine Herabsetzung der

Permeabilität für Natrium und Calciumionen Schließen der

Ionenkanäle

Hyperpolarisation

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Dunkelheit: cGMP- Konzentration hoch viele cGMP- Kanäle geöffnet

relative Depolarisation der Zelle (

Dunkelstrom

)

Lichtabsorbtion: Anregung einer Phosphodiesterase Aufspaltung von

cGMP Konzentrationsenkung Hyperpolarisation

Ganglienzellen

- sie bilden mit ihren Axonen den Nervus opticus

- sie teilen ihre Information als Folge von AP′s mit

- inputs zu einer Ganglienzelle stammen von denselben

Photorezeptoren in einem festgelegten Retinabereich dem

rezeptiven Feld

dieser Zelle

rezeptives Feld :

- bei Ganglienzellen kreisrund

- 2 Bereiche : Zentrum und Umfeld

2 Klassen von Ganglienzellen:

1) On-Zentrum-Neurone Erregung durch Licht auf das Zentrum des rezep.

Feldes Hemmung durch Licht auf das Umfeld

- sie reagieren am besten auf schnelle Lichtintensitätszunahme

2) Off-Zentrum-Neurone Hemmung durch Licht auf das Zentrum des rezep.

Feldes Erregung durch Licht auf das Umfeld

- sie reagieren am besten auf Lichtintensitätsabnahme

- jeder Photorezeptor besitzt Synapsen zu beiden

Ganglienzellarten 2 parallele Bahnen zur

Informationsverarbeitung

- Überträgerstoff Glutamat

- Interaktion zwischen Zentrum und Umfeld nennt man

Zentrum-

Umfeld-Antagonismus

, beruht auf

lateraler Hemmung

durch

Horizontalzellen

Horizontalzellen:

- übermitteln Informationen von entfernt liegenden Zapfen zu

den Bipolarzellen

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o sind über Gap junctions miteinander gekoppelt

- Ganglienzellen antworten am besten, wenn Lichtintensitäten zwischen

Zentrum und Umfeld unterschielich sind sie reagieren daher auf

Kontraste

Verbindungen zwischen Rezeptoren und Ganglienzellen

- direkteste Verbindung stellen die

Bipolarzellen

dar

- Zapfen im Zentrum eines rezeptiven Feldes bilden direkte synaptische

Kontakte mit Bipolarzellen, die wiederum mit Ganglienzellen

direkte
oder vertikale Bahn

- Zapfen aus dem Umfeld eines rezep. Feldes bilden indirekte

Verbindungen über Horizontal- und Amakrinzellen

laterale Bahn

Besonderheit:

Stäbchen: - Bipolarzellen werden von Amakrinzellen erregt oder gehemmt

Zusammenfassung:

Das Farbensehen:

- Auge empfindlich für Wellenlängen zwischen 400 und 700 nm

- in diesem Bereich ändert sich die Farbe von Blau über Grün

nach Rot

- Eigenschaft des Farbsehens bezeichnet man als Trichromatizität

Trichromatizität :

- 3 verschiedene Arten von Zapfen

- jede mit anderem Sehfarbstoff (verschiedene Opsinarten)

Abb. 24.4

Pigmentarten:

- Pigment B kurze Wellenlängen für blau bei 419 nm

- Pigment G mittlere Wellenlängen für grün bei 531 nm

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- Pigment R lange Wellenlängen für rot bei 559 nm

Im Sehsystem erfolgt eine additive Farbmischung von Komplementärfarben

Die eigentliche Verarbeitung und Farbwahrnehmung findet erst in den

Sehzentren des Gehirns statt.

Farbenblindheit:

- durch corticale Läsionen

- durch Krankheiten der Retina

Rotblindheit Protanotrope Fehlen vom langwelligen Zapfenpigments

Grünblindheit Deuteranope Fehlen des mittelwelligen Zapfenpigments

Blauviolettblindheit Tritanope Fehlen des kurzwelligen Zapfenpigments

Rot- oder Grünblindheit

- durch Mutation des X-Chromosoms (Rot- oder Grünblindheit)

- Gene für das rote und grüne Pigment sind nebeneinander auf X-

Chromosom lokalisiert

- Durch Rekombination kann es zu Verlust oder Duplikation von

Genen kommen

- Außerdem können Hybridgene entstehen

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