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FM - Wahrnehmung
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aon gmbh – academy of neuroscience
3.3.1 Phototransduktion
Die Aufgabe der Photorezeptoren ist die Transduktion der Lichtenergie in Änderungen ihres
Membranpotentials. Dieser Transduktionsprozess ähnelt dem in den Chemorezeptoren in verblüffender
Weise. Bei diesen erfolgt ja eine Konformationsänderung ihrer Rezeptormoleküle durch das Andocken
von chemischen Substanzen, die zur Induktion einer Second-Messenger-Kaskade führt. Ausgelöst wird
diese dann durch Aktivierung eines G-Proteins.
Im Gegensatz zu einer Nervenzelle, deren Ruhepotential bei ca. -70 mV liegt, beträgt das
Ruhemembranpotential des Außensegments eines Stäbchens in kompletter Dunkelheit -30 mV. Dieses
Potential wird durch einen konstanten Einstrom von Na
+
-Ionen durch spezielle geöffnete Kationen-Kanäle
erzeugt, den Dunkelstrom (Abb. 3.6). Diese Kanäle sind bei einer hohen cytoplasmatischen Konzentration
von cyclischem Guanosinmonophosphat (cGMP) geöffnet, welches permanent durch das Enzym
Guanylatcyclase gebildet wird. Bei Belichtung absorbiert das Rhodopsin in den Disks die Lichtquanten,
wodurch das Retinal eine Konformationsänderung erfährt und das Opsin aktiviert wird: In der Ruheform
liegt das Retinal in der 11-cis-Form vor. Bei Belichtung geht es in den gestreckten Zustand (all-trans-
Retinal) über (Abb. 3.7). Dieser Vorgang wird als Bleichung des Sehpigments bezeichnet und führt zur
Aktivierung des Enzyms Phosphodiesterase (PDE), welches das cGMP im Cytoplasma abbaut. Als
Konsequenz nimmt die Öffnungswahrscheinlichkeit der cGMP-gesteuerten Na
+
-Kanäle ab und das
Membranpotential wird hyperpolarisiert (Abb. 3.8). Bei Tageslicht geht dieser Prozess in den Stäbchen in
Sättigung über, wodurch die Funktion der Stäbchen nicht mehr aufrecht gehalten wird.
Abb. 3.6
