Aufbau der Netzhaut und Fototransduktion
Überraschenderweise ist der Aufbau der Netzhaut invers – das Licht muss erst durch mehrere Zellschichten hindurch, bevor es auf die Fotorezeptoren trifft. Die Netzhaut besteht aus verschiedenen Zelltypen: Müllerzellen, Ganglienzellen, amakrine Zellen, Bipolarzellen und Horizontalzellen, die alle vor den Fotorezeptoren (Stäbchen und Zapfen) liegen.
Wie wird Licht in einen elektrischen Impuls umgewandelt? Der Prozess heißt Fototransduktion. In den Stäbchen befindet sich das Molekül Rhodopsin, das aus Protein (Opsin) und einem lichtempfindlichen Teil (Retinal) besteht. Wenn ein Lichtquant auf das Rhodopsin trifft, ändert sich die räumliche Struktur des Retinals von der 11-cis-Form zur all-Trans-Form. Dies führt zur "Bleichung" des violetten Rhodopsins zum gelben Metarhodopsin II.
Diese Strukturänderung löst eine komplexe biochemische Kaskade aus: Metarhodopsin II aktiviert das Protein Transducin, das wiederum ein Enzym (Phosphodiesterase) aktiviert. Dieses baut zyklisches GMP (cGMP) ab, wodurch sich Natriumkanäle schließen. Das führt zur Hyperpolarisation der Zellmembran von -40 mV auf -70 mV, wodurch die Ausschüttung des Neurotransmitters Glutamat gestoppt wird.
🔬 Faszinierend: Ein einzelnes Photon kann durch diese Signalverstärkung millionenfach verstärkt werden – deshalb können wir selbst bei extrem schwachem Licht noch etwas sehen!