Rhodopsin: Sehpigment des menschlichen Auges

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Das Rhodopsin (auch: „Sehpurpur“) zählt zu den Sehpigmenten der Netzhaut (Retina) des Menschen und ist am Sehvorgang beteiligt. Es befindet sich vor allem in den Stäbchen der Netzhaut und ist für das Hell-Dunkel-Sehen bei geringer Helligkeit verantwortlich. Es ist also der Grund dafür, dass wir uns in der Dunkelheit ausreichend orientieren können. Erfahren Sie hier mehr über das Rhodopsin.

Rhodopsin: Einführung

Das lichtempfindliche Rhodopsin-Molekül kommt in hoher Konzentration in den Außensegmenten der Stäbchen vor und ist dort in den scheibchenförmigen Disc-Membranen untergebracht. Es besteht aus einem Proteinanteil, dem Opsin, und aus einem anregbaren Farbstoff (Chromophor), dem sogenannten 11-cis-Retinal. Ein einziges Stäbchen kann bis zu zehn Millionen Rhodopsin-Molekül enthalten. Dadurch sind die Stäbchen deutlich lichtempfindlicher als farbsensitive Zapfen. Das Rhodopsin-Molekül funktioniert wie ein Lichtsensor, der einfallende Lichtreize wahrnimmt und in eine chemische Reaktion umsetzt. Sein Absorptionsmaximum hat das Molekül dabei im sichtbaren Lichtwellenbereich von 500 nm. Die chemische Reaktion des Rhodopsin-Moleküls stellt das erste Glied eines Prozesses dar, der schließlich in die Änderung des elektrischen Spannung der Sehzelle mündet.


Rhodopsin: Funktionsweise

Als Reaktion auf kleinste Lichteinheiten (Photone) die ins Auge fallen, ändert der 11-cis-Retinal-Bestandteil des Sehpigments seine Struktur (Konformationsänderung). Durch die Änderung der Struktur trennen sich die beiden Bestandteile des Rhodopsin-Moleküls und das Opsin wird aktiviert. Der Zerfall eines Rhodopsin-Moleküls setzt sich in der Sehzelle eine biochemische Kettenreaktion in Gang. Mithilfe nachgeschalteter Zellen werden die aufgenommen Lichtsignale in Nervenimpulse umgewandelt und an den Sehnerv weitergeleitet (Signaltransduktion).

Verbrauchte Rhodopsin-Moleküle werden kontinuierlich wieder zusammengesetzt und stehen im Anschluss einer erneuten Verwendung als Sehpigment zur Verfügung. Allerdings wird nur so viel Rhodopsin wiederhergestellt, wie zuvor verbraucht wurde oder bei der aktuellen Lichtintensität benötigt wird.


Erkrankungen

Das Retinal des Sehpigments ist dem Vitamin-A in seinem strukturellen Aufbau sehr ähnlich. Fehlt es an Vitamin-A, kommt es zu einer Beeinträchtigung bei der Regeneration von Rhodopsin. Der daraus resultierende Mangel an Rhodopsin kann nachfolgende Augenerkrankungen auslösen:

  • Hornhautentzündung
  • Nachtblindheit
  • Trockenheit des Auges

Besonders schwerwiegend sind die Folgen eines anhaltenden Vitamin-A-Mangels bei Kindern. Im schlimmsten Fall kann dieser dann sogar zu einer Erblindung des Kindes führen. Aufgrund zu einseitiger Ernährung tritt dieses Phänomen vor allem in Ländern der Dritten Welt auf.

Darüber hinaus können Fehler im Gencode des Opsin-Proteins zu einer erblichen Nachtblindheit oder Retinitis Pigmentosa führen.

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