Retina

Die Retina ist ein 200µm dickes Nervengewebe und bildet die innerste Schicht des Auges.
Sie erhält die Sinneszellen, die einfallende Lichtstrahlen in Sinneserregungen umwandeln, die über den Sehnerv zum Gehirn weitergeleitet werden. Die Netzhaut ist gewissermassen der Fotoapparat. In der Netzhaut finden die ersten Umwandlung von Licht in Nervensignale statt. Die Nervensignale werden in das Gehirn weitergeleitet, wo in höchst komplizierter Weise die Ordnung zu sinnvollen Bildern und die Verknüpfungen mit früheren Eindrücken erfolgt. Ohne Netzhaut kann man nicht sehen. Ohne die entsprechende Weiterleitung zum Gehirn und der Verarbeitung durch die Netzhaut entsteht kein Bild. Erregungen wären ohne die Netzhautbilder wertlos. Die Netzhaut ist selbst ein vorgeschobener Gehirnteil. In der Netzhaut finden bereits 3 Schaltungen statt: 1. Die Erregung der lichtempfindlich Sinneszellen wird in der Netzhaut mittels einer Schaltstelle in eine zweite Nervenzelle weitergegeben und gleichfalls noch in der Netzhaut mit einer dritten Nervenzelle verknüpft. 2. Unter einanderem gibt es Querverbindungen, die eine zusätzliche Schärfung des Bildes bewirken. Insgesamt hat die Netzhaut viele Zellverknüpfungen. 3. Die Ausläufer der 3 Neurons Bilder des Sehnervs, der das Auge mit dem Gehirn verbindet.

Aufbau der Retina (von der lichtabgewandten Seite anfangend)

Stäbchen und Zapfen, Bipolarzellen, Horizontalzellen, Amakrinzellen, Ganglienzellen
- Horizontalzellen und Amakrinzellen übertragen Signale in lateraler Richtung

- Auf die Photorezeptorschicht folgt das Pigmentepithel, anschlließend die Choriodea (Aderhaut) und die Sklera (Lederhaut).
- Schwarzes Melanin im Pigmentepithel absorbiert Licht, das nicht von der Retina eingefangen worden ist, um Reflexionen zu vermeiden, die zu einem unscharfen Abbild der Umwelt führen würden.
- Die Retina zeichnet sich durch eine inverse Anordnung aus: Licht muß erst mehrere Schichten durchqueren, bevor es auf die lichtabsorbierenden Photorezeptoren trifft. Damit dabei nicht zuviel Licht absorbiert wird, bevor es die Stäbchen und Zapfen erreicht, sind die proximalen Neuronschichten der Retina nicht myelinisiert (transparent), Grund für inverse Anordnung: entwicklungsbiologisch (Das Auge ist eine Ausstülpung des Gehirns)                 

spezielle Bereiche in der Retina:
- Fovea centralis: schärfste Abbildung, ~150.000 Zapfen/mm2 ,Zellkörper in der F.c. zur Seite geneigt, bes. in der Foveola
- Augen werden immer so bewegt, dass die interessantesten Bildausschnitte in die Fovea centralis. projiziert werden,
Blinder Fleck (Papille), keine Stäbchen und Zapfen, Austrittsstelle von Nervenfasern.

Aufbau und Struktur der Stäbchen und Zapfen                                     

Beide Zelltypen bestehen aus 3 Segmenten:                                        -Außensegment: Disks Münzrollen bei Stäbchen (abgeschnürrte Disks), fingerförmige Ausstülpungen bei Zapfen                                                - Innensegment: alle Oranellen, Zellkern, Mitochondrien, Ribosomen,...                 Ort der meisten biologischen Prozesse                                                     - synaptischer Endigung, Kontaktstelle zu den Zielzellen des Photorezeptors , schüttet Transmitter aus

Aufbau und Struktur der Stäbchen und Zapfen                                 Beide Zelltypen bestehen aus 3 Segmenten:                                        -Außensegment: Disks Münzrollen bei Stäbchen (abgeschnürrte Disks), fingerförmige Ausstülpungen bei Zapfen                                                - Innensegment: alle Oranellen, Zellkern, Mitochondrien, Ribosomen,...                 Ort der meisten biologischen Prozesse                                                     - synaptischer Endigung, Kontaktstelle zu den Zielzellen des Photorezeptors , schüttet Transmitter aus   Stäbchen Nachtsehen Zapfen Farbensehen Lichtempfindlichkeit skotopisches Sehen (Nachtsehen), hoch Photopisches Sehen (Tagessehen), gering Farbensehen Achromatisch, da nur ein Sehpigment vorhanden Chromatisch, da 3 versch. Sehpigmente +unterschiedl. Absorptionsmax Räumliche Auflösung Gering, Information vieler Stäbchen gelangen auf eine BIP (hohe Konvergenz), hohe Verstärkung auf Kosten der räumlichen Auflösung, da die Unterschiede in den Antworten benachbarter Stäbchen gemittelt werden Groß, da in der Fovea zahlenmäßig überlegen, Informationen nur weniger Zapfen gelangen auf eine BIP Zeitliche Auflösung Gering, bis zu 12 Hz, da die Wirkungen aller Photonen im Intervall von 100ms aufsummiert werden Hoch, bis zu 55 Hz Dunkelstrom                                                                             Ruhezustand CGMP-Konzentration hoch: 2 dominierende Ströme, d.h. Na+-Einstrom durch cGMP-gesteuerte spezifische Kationenkanäle (Außensegment) Konstanthaltung der Ionenkonzentration durch Na+/K+-Pumpen (Innensegment), daneben auch Ca2+  -Einstrom durch   cGMP-gesteuerte Kanäle, Auswärtsstrom durch Ca2+ -Austauscher (konstante Ca2+  -Konzentration).                                                             Der  konstante Einwärtsstrom von Na+ depolarisiert den Rezeptor.                       --> Membranpotential ~30mV                                                        Dadurch werden in der Synapse Ca2+-Kanäle aktiviert, die durch Ca2+-Einstrom die Freisetzung von Glutamat aus der Synapse aufrechterhalten. bei Licht => Hyperpolarisation -70mV, da Na+-Einstrom unterbleibt, keine Glutamatausschüttung                                                        Rhodopsin ( siehe Stryer) -7 Transmembranregionen: -Proteinanteil: Opsin, absorbiert selbst kein Licht, Struktur des Opsins, bestimmt Absorptionseigenschaften des Retinals -Lichtabsorbierender Teil: Retinal Chromophor= (Vitamin A-Derivat), nicht aktive Form 11-cis-Isomer im Dunkeln, passt gut in Bindungsstelle Opsins