Fototransduktion in den Stäbchen
Stäbchen sind die Sehzellen, die dich im Dunkeln sehen lassen - sie unterscheiden zwischen Graustufen und Hell-Dunkel-Kontrasten. Im Dunkeln haben sie ein Membranpotenzial von 0mV und sind leicht erregbar, bei Helligkeit sinkt es auf -70mV.
Das Schlüsselmolekül ist Rhodopsin, ein Proteinkomplex in den Diskmembranen. Es besteht aus dem lichtabsorbierenden Retinal und dem Protein Opsin. Wenn Licht darauf trifft, wird das purpurne Rhodopsin gelblich - dieser Vorgang heißt Bleichung.
Der Lichteinfall verändert die Form des 11-cis-Retinals zur gestreckten all-trans-Form. Das aktiviert eine Signalkaskade: Rhodopsin wird aktiv und bindet an das G-Protein Transducin, das daraufhin GDP zu GTP umwandelt.
Eine abgespaltene Untereinheit aktiviert das Enzym Phosphodiesterase (PDE), welches den Second Messenger cGMP zu GMP abbaut. Normalerweise halten 3 cGMP-Moleküle die Na⁺-Kanäle offen - ohne cGMP schließen sie sich, während K⁺ weiter ausströmt.
Merke dir: Bei Licht wird paradoxerweise weniger Neurotransmitter freigesetzt - die Stäbchen werden durch Licht "gehemmt"!
Diese Hyperpolarisation breitet sich ins Innenglied aus und schließt die spannungsgesteuerten Ca²⁺-Kanäle. Weniger Calcium bedeutet weniger Glutamat-Ausschüttung an der Synapse, was schließlich die Bipolarzelle erregt.