Beiträge von reiner im Thema „Eintrittspupille des menschlichen Auges“

    Hallo Christoph,


    ja, so kann ich Dir voll zustimmen. Ich schaue mal, ob ich noch etwas über die Geschwindigkeit der Änderung der Verstärkung, also die eigentliche Adaptation, finde.


    Die Wellenlängenabhängigkeit kommt durch unterschiedliche Rhodopsine zustande. Die drei Zäpfchenarten und die Stäbchen haben jeweils unterschiedliche Rhodopsine, die sich in nur wenigen Aminosäuren unterscheiden. Diese Aminosäuren sind in der Nähe der Retinalbindungstasche und bestimmen den Absorptionspeak des Rhodopsins über z.T. elektrostatische Wechselwirkungen mit.


    Grüße
    Reiner

    Hallo Christoph


    Zu dem was der Pschyrembel über "Konvergenzschaltungen" auf neuronaler Ebene schreibt, kann ich Dir nichts sagen, da habe ich wirklich keine Ahnung davon. Was ich bisher beschrieben habe, bezieht sich auf die einzelne Photorezeptorzelle.


    Du hast Recht, die Bindung von 11-cis Retinal durch das Zerfallsprodukt Opsin und die dadurch erfolgende Wiederherstellung von Rhodopsin ist notwendig für die komplette Dunkeladaptation, aber eben nur in dem Sinne, dass der "Störenfried" Opsin durch die Bindung von neuem 11-cis Retinal "ruhiggestellt" wird und somit die Signaltransduktion nicht weiter aktiviert. Die Menge an anregbarem Rhodopsin steigt durch diesen Prozess nur unwesentlich von 99 oder sogar 99.9% auf 100%, abhängig vom Grad der vorherigen Bleichung. Und das ist in dem Thread die ganze Zeit missverstanden worden und als der Grund der Dunkeladaption (zusätzlich zur Pupillenreaktion) dargestellt worden.


    Grüße
    Reiner

    Noch ein Nachtrag: Du hast natürlich völlig recht. Für die Pupillengröße, und die ist bei der Fragestellung das Ausschlaggebende, hat das keine Bedeutung. Ich wollte nur richtigstellen, was in mehreren Beiträgen verdreht wurde.


    Reiner


    P.S. Willkommen im Board! [;)]

    Hallo Christoph


    Bitte verstehe das nicht als Arroganz, so war das nicht gemeint.


    Rhodopsin ist der Lichtrezeptor in unseren Sehzellen und enthält als Lichtsensor Retinal. Wenn dieses Retinal (11-cis im Dunkelzustand) ein Photon absorbiert, isomerisiert es, d.h. es ändert seine Geometrie (heisst dann all-trans) und verändert damit das Rhodopsin, so dass dieses in eine aktive Form übergeht. Diese aktive Form von Rhodopsin, die heisst Meta II, zerfällt dann in Opsin und isomerisiertes Retinal, die erheblich weniger aktiv sind (das was Du als Spaltung bezeichnest). Das Opsin nimmt dann irgendwann neues Retinal (wieder 11-cis) auf und wird wieder zu Rhodopsin, so dass alles wieder von vorne beginnen kann. Soweit ist ja alles in Ordnung und das habe ich auch nicht als Käse bezeichnet.


    Was nicht mehr stimmt, ist dass die Hell-Adaptation darauf beruht, dass das Rhodopsin (aufgrund der Spaltung) abnimmt, und die Dunkeladaptation auf der Rückbildung von Rhodopsin. Unter normalen Bedingungen werden nur extrem kleine Mengen an Rhodopsin überhaupt aktiviert, die aber ausreichen, um die Rezeptorzelle auf Helladaptation zu schalten. Helladaptation bedeutet hierbei, dass die Verstärkung der Signal-Weiterleitungskette (sie beinhaltet mehrere Zwischenschritte, ehe schlussendlich ein Nervensignal erzeugt wird) reduziert wird. Dies wird wahrscheinlich über das Calcium-Level in der Zelle reguliert. Die Menge an Rhodopsin in der Zelle und dessen primäre Empfindlichkeit bleiben dabei erhalten. Die Dunkeladaptation ist der umgekehrte Schritt. Wenn die Zelle kein Licht oder nur mehr sehr wenig wahrnimmt, schaltet sie wieder auf volle Verstärkung.


    Bei der Dunkeladaptation wird es aber ein wenig komplizierter: Während die Helladaption sehr schnell geht (Sekunden, kannst Du ja selbst an Dir nachprüfen), ist der umgekehrte Schritt langsamer (erfahrungsgemäß viele Minuten). Dies beruht darauf, dass das Opsin (= Retinalfreies Rhodopsin), das beim Zerfall von aktiviertem Rhodopsin gebildet wird, nicht komplett inaktiv ist, sondern dem Auge auch bei nachfolgender Dunkelheit etwas Licht vorgaukelt (das nennt man bleaching adaptation). Erst wenn das Opsin wieder frisches 11-cis Retinal bindet (und das dauert eine Weile), wird es wieder zu Rhodopsin im Dunkelzustand und damit komplett inaktiv. Erst dann schaltet die Verstärkung wieder auf maximal um.


    Nochmal kurz: Hell- und Dunkeladaptation haben zunächst mal nichts mit der Verminderung und nachfolgender Wiederherstellung von Rhodopsin zu tun. Rhodopsin wird nur im Prozentbereich, wenn überhaupt, aktiviert, während der Unterschied in der Empfindlichkeit zwischen dunkel- und helladaptierten Zellen mehrere Größenordnungen umfasst (daher das logarithische Sehempfinden und die zunächst seltsame Definition von Größenklassen).


    Übrigens, die Rhodopsine in Zäpfchen und Stäbchen sind ziemlich gleich empfindlich. Der Unterschied liegt in der unterschiedlichen Verstärkung in der jeweiligen Zelle. Das nur am Rande.


    Also, falls Du Dich auf den Schlips getreten fühltest, weil ich "Käse" geschrieben habe, entschuldige ich mich hiermit bei Dir. Ich habe es nicht geschrieben, weil Dein Beitrag, von dem ich übrigens nur die von Jörg zitierte Stelle kommentierte, in einer unfachlichen Sprache geschrieben wäre, sondern weil es so inhaltlich einfach nicht richtig war.


    Viele Grüße
    Reiner


    Falls jemand das Ganze ganz genau wissen will: Es gibt eine schöne Übersichtsarbeit darüber von Gordon Fain und Kumpanen (2001) Physiological Reviews 81: 117-151. Ist aber auf keinen Fall populärwissenschaftlich und auf Englisch. Gibt es hier http://physrev.physiology.org/cgi/reprint/81/1/117.pdf
    oder nach mail an mich.

    Hallo Jörg


    Ja, das ist ziemlicher Käse was derjenige da geschrieben hat. Ich bin zwar kein Optiker oder Augenarzt, arbeite aber seit ein paar Jahren als Biophysiker an Rhodopsin (http://www.biophysik.uni-freiburg.de/reiner/index.html [;)]).
    Der Anteil an Rhodopsin in unseren Stäbchenzellen bei normalem Tageslicht aktiviert und damit "gespalten" wird, ist verschwindend gering (im Prozent-Bereich) und trägt damit zur Hell-Adaptation nicht bei. Ich habe dazu mal was auf a.de geschrieben http://forum.astronomie.de/php…45&Search=true#Post149055


    Grüße
    Reiner

    Hi Jörg und alle anderen


    Das Rhodopsin ist die ganze Zeit da und wird bei der Dunkeladaptation auch nicht neu gebildet. Es funktioniert auch die ganze Zeit tadellos, auch wenn das Auge helladaptiert ist. Nur die nachgeschalteten Schritte der Signalübermittlung in der Stäbchenzelle (und damit die Signalverstärkung) sind im helladaptierten Zustand ziemlich heruntergefahren.


    Grüße
    Reiner