Reizaufnahme des Auges

Geschrieben am 12.08.2006 von Conni Kreißl

Das Auge nimmt Reize auf sehr unterschiedliche Art und Weise auf. Da ist einerseits der dioptrische Apparat, der als sogenanntes Reizantransportorgan die Aufgabe hat das Reiz-Zeit-Muster des Reizes möglichst verzerrungsfrei und ohne Verlust auf die Netzhaut zu übertragen. Andererseits stellt die Netzhaut gleichwohl das eigentliche Reizempfangsteil und das Anfangsteil des Reizverarbeitungsorgan dar, womit sie eigentlich der spezifische Ort der Reizaufnahme ist. Denn in ihr befinden sich die Rezeptoren, Stäbchen und Zapfen, welche als Messfühler und gleichzeitig auch als Messwertwandler das Raum-Zeit-Muster des Lichtreizes in ein analoges Raum-Zeit-Muster der Erregung umwandeln. Diese Wandlung erfolgt indem die Rezeptoren die Strahlungsenergie des Lichtes in pure elektrische Energie der Erregung ändern. Wobei die inneren Prozesse, die bei dieser Reiztransformation ablaufen, leider noch immer weitgehend unbekannt sind.
Da eine elektromagnetische Strahlung aber nur da wirksam werden kann wo eine Absorption bzw. Aufnahme ihrer Energie bzw. eine Quantenabsorption stattfindet, muss der Prozess der Umwandlung folglich mit so einer Quantenabsorption beginnen. Das heißt, zum Umwandeln der Lichtquanten des sichtbaren Spektrums braucht das Auge einen Mechanismus oder aber einen Stoff der das ermöglicht, der jedoch noch nicht bekannt ist. Bekannt ist nur das der sichtbare Bereich der elektromagnetischen Strahlung, der keine Zellschädigung verursacht, im langwelligen Bereich des ultravioletten Lichts bei 360 nm beginnt und bis zu ungefähr 800 nm, welcher der Beginn des infraroten Spektrums ist, geht. Wobei der oberste Bereich des Sichtbarkeit von Lichtstrahlen bei etwa 1015 nm liegt. Dabei können sich diese Angaben mit zunehmenden Alter allerdings noch verschieben, was meist damit zusammenhängt, das die lichtbrechenden Medien wie die Linse kurzwellige Strahlen absorbieren. Außerdem kann die Linse beim älteren Menschen durch Ablagerungen von unlöslichen Verbindungen beeinflusst werden. Diese Verunreinigungen führen dann erfahrungsgemäß zu einer Gelbfilterwirkung, da kurzwellige Strahlen zum Teil nicht nur direkt sondern obendrein indirekt wirken indem sie in der Linse und in der Netzhaut eine Fluoreszenzlicht hervorrufen, die eine Sichtbarkeit der Strahlen vortäuschen kann.
Aus all diesen Informationen folgert man, das eventuell die in den Rezeptoraußengliedern vorkommenden Sehpigmente, die auch Photopigmente genannt werden und das eindeutig nachgewiesene Rhodopsin, für die Reizwandlung und damit auch für die Reizverarbeitung verantwortlich sein könnten. Diese Mutmaßung wird obendrein noch durch die Tatsache untermauert, das die spektrale Empfindlichkeit der Photopigmente weitgehend mit der des Auges übereinstimmt. Außerdem enthalten die chromophoren Gruppen dieser Pigmente als sogenannte Vitamin-A-Abkömmlinge ein System von konjugierten Doppelbindungen, deren p-Elektronen verhältnismäßig einfach durch Lichtquanten des sichtbaren Spektrums in einen angeregten Zustand gebracht werden können.
Auf alle Fälle werden durch die Quantenabsorption, egal wie sie nun genau abläuft oder durch was sie ausgelöst wird, chemische Veränderungen erzeugt in deren Verlauf eine Erregung angezeigt wird. Zu diesen chemischen Veränderungen gehören unter anderem Vorgänge wie die Abspaltung der chromophoren Gruppe vom Trägereiweiß und sowas wie die Umisomerisierung der Farbstoffkomponenten bzw. deren Wandel von einer chemischen Verbindung in eine andere. Wie dies genau passiert ist auch noch ziemlich unklar, bestätigt ist nur das diese photochemischen Prozesse in irgendeiner Weise die Durchlässigkeit der Rezeptorenmembranen verändern, was anfangs möglicherweise erst einmal im Bereich der Außenglieder beginnt und sich dann erst von da weiter ausbreitet. Infolgedessen können dann sowas wie Ionenbewegungen stattfinden und somit ein gewisses Generatorpotential gebildet werden. Womit wiederum die Reizaufnahme ermöglicht wird.