Biologie

Sensorische Systeme des Menschen

Sehvermögen

Biologie1.183 aufrufe·Aktualisiert 2. Sept. 2026·5 Seiten

Das Auge und die Netzhaut – Aufbau, Funktion & Sehvorgang (Biologie LK)

Leona 06@leona06_iawv

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Unsere Augen sind echte Meisterwerke der Natur, die Lichtstrahlen in...

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Das Auge & Leistungen der Netzhaut - Biologie LK – Seite 1

Aufbau der Netzhaut

Zellschichten der Retina

Das Licht muss erst mehrere Nervenzellschichten durchqueren, bevor es auf die Fotorezeptoren trifft.

Stäbchen: Extrem lichtempfindlich; zuständig für das Schwarz-Weiß-Sehen bei Nacht.
Zapfen: Geringe Lichtempfindlichkeit; ermöglichen das Farbsehen (Rot, Grün, Blau) am Tag.
Verschaltungszellen: Horizontal- und Amakrinzellen verbinden die Zellen quer zur Kontrastverstärkung.

Signalweiterleitung

Die Sehzellen geben ihre Erregung über Synapsen an die vorgeschalteten Nervenzellen weiter.

Bipolarzellen: Sammeln Signale der Rezeptoren und leiten sie an Ganglienzellen weiter.
Ganglienzellen: Deren Axone bilden den Sehnerv, der die Signale zum Gehirn leitet.

💡 Achtung: Am blinden Fleck verlassen die Ganglienzellen als Sehnerv das Auge – dort gibt es keine Fotorezeptoren.

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Stäbchen und Zapfen im Vergleich

Feinbau der Sehzellen

Beide Zelltypen bestehen aus einem Innenglied mit Mitochondrien und einem Außenglied mit Membranfalten.

Disks: Membranscheiben im Außenglied der Stäbchen, die hochkonzentrierte Fotopigmente enthalten.
Fotopigmente: Absorbieren Licht und lösen eine Änderung des Membranpotenzials aus.

Die Unterschiede auf einen Blick

Stäbchen und Zapfen sind für völlig unterschiedliche Lichtverhältnisse optimiert.

Sehfarbstoff: Stäbchen nutzen Rhodopsin, Zapfen nutzen drei verschiedene Photopsine.
Empfindlichkeit: Stäbchen sind 100-mal empfindlicher und reagieren auf minimale Lichtmengen.
Regenerationszeit: Zapfen regenerieren sich nach Belichtung deutlich schneller als Stäbchen.

💡 Tipp: Merk dir: Zapfen sind für das Sehen am Zeiger der Uhr (am Tag/Farbe) da, Stäbchen für Schwarz-Weiß im Schatten.

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Die Biochemie des Sehvorgangs

Fototransduktion im Dunkeln

Im Dunkeln herrscht im Stäbchen ein ständiger Einstrom von Natrium-Ionen.

Dunkelstrom: $Na^+$ -Kanäle sind durch cGMP geöffnet; es fließt ein Strom bei ca. $-40\text{ mV}$ .
Transmitter: Durch die Depolarisation wird dauerhaft der Hemmstoff Glutamat ausgeschüttet.

Die Kaskade bei Lichteinfall

Trifft Licht auf das Auge, wird eine biochemische Verstärkungskette gestartet.

Bleichung: Licht spaltet Rhodopsin in Opsin und all-trans-Retinal.
Hyperpolarisation: Über Transducin und PDE wird cGMP abgebaut; $Na^+$ -Kanäle schließen sich ( $-70\text{ mV}$ ).
Signal: Die Glutamatausschüttung stoppt, wodurch das nachfolgende Neuron erregt wird.

💡 Tipp: Bei der Hyperpolarisation wird die Sehzelle negativer – das ist die eigentliche Erregung.

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Rezeptive Felder

Verschaltung im rezeptiven Feld

Ein rezeptives Feld besteht aus einem Zentrum und einem umgebenden Umfeld an Fotorezeptoren.

Zentrum: Direkte Verbindung über Bipolarzellen zur Ganglienzelle.
Umfeld: Indirekte Verbindung über Horizontalzellen, die eine Gegenwirkung erzeugen.

ON- und OFF-Bipolarzellen

Je nach Zelltyp reagieren die Bipolarzellen unterschiedlich auf den Transmitter Glutamat.

ON-Bipolarzellen: Werden durch Glutamat gehemmt; sie feuern, wenn Licht ins Zentrum fällt.
OFF-Bipolarzellen: Werden durch Glutamat erregt; sie feuern, wenn Dunkelheit im Zentrum herrscht.

💡 Achtung: Horizontalzellen schütten bei Belichtung den inhibitorischen Transmitter GABA aus.

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Adaptation und Hemmung

Laterale Inhibition

Benachbarte Zellen hemmen sich in der Retina gegenseitig über Horizontalzellen.

Kontrastverstärkung: Hellen Bereichen benachbarte dunkle Bereiche wirken noch dunkler.
Kantenschärfe: Das Gehirn kann Grenzen und Kanten dadurch deutlich besser erkennen.

Adaptation an Lichtverhältnisse

Das Auge passt sich aktiv an unterschiedliche Helligkeiten an.

Pupillenreflex: Die Iris reguliert die Weite der Pupillenöffnung mechanisch.
Pigmentwanderung: Farbstoffe in den Pigmentzellen schützen Rezeptoren vor Überstimulation.

💡 Tipp: Wenn du vom Hellen ins Dunkle gehst, siehst du erst nichts, weil das Rhodopsin der Stäbchen langsam regenerieren muss.

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