Das Auge und der Sehvorgang

Auge = Sinnesorgan
Eindrücke als elektrische Impulse unmittelbar ans Gehirn weitergeleitet.
Dort werden sie miteinander verknüpft & verarbeitet
Þ geben dem Gehirn ein Bild der sich verändernden Umwelt.

Aufbau
Folie 1: Horizontalschnitt durch das menschl. Auge
Eigentliches Sehorgan = Augapfel mit Sehnerv
& Hilfseinrichtugen in Form von Augenlider, Tränenapparat und äußeren
Augenmuskeln.

Zeigen
hinter der Hornhaut liegt vordere Augenkammer
darin Kammerwasser.
Iris = Regenbogenhaut; Loch = Pupille
Linse
Glaskörper = wasserklare gallertartige Substanz
Lederhaut = Sklera
Retina= Netzhaut enthält die Sehzellen (Stäbchen und Zapfen)

dioptrisch = lichtbrechend
gesamte Brechkraft des Auges beträgt ca. 58 Dioptrien
davon entfallen nur 16 auf Linse
lichtbrechende Apparat besteht nicht nur aus elast. Linse,
sondern Licht wird mehrmals gebrochen:
Luft - Hornhaut,
Hornhaut - Kammerwasser,
Kammerwasser - Linse,
Linse - Glaskörper

· Brechungsverhältnis unter Wasser an Hornhaut anders
wenn mit Taucherbrille Þ sieht man besser.

- Durch gekrümmte Linse wird einfallende Licht gebündelt
- Durch Veränderung ihrer Form (Zilliarmuskel) kann Linse Brechkraft variieren
Þ Auge in Lage, unterschiedl. weit entfernte Gegenstände scharf auf die
Netzhaut abzubilden (Akkomodation).

- Mit zunehmenden Alter verlieren Linsen Elastizität Þ Verhärtung
Þ Verringerung d. Akkomodationsfähigkeit Þ nahe Gegenstände können nicht mehr
scharf gesehen werden (Zeitunglesen).



Zeigen
Die Netzhaut (Retina)
· enthält 125 Millionen Stäbchen, 7 Millionen Zapfen und 2 Millionen
Schaltzellen
· wo Sehnerv durch Augenwand tritt, keine Sinneszellen Þ blinde Fleck
(lat.:Papilla nervi optici)
· Der Linse gegenüberliegend (in einer Geraden von der Linse) ist gelbe Fleck
Þ enthält im Bereich einer Vertiefung (lat.: Fovea centralis) ausschließlich
Zapfen Þ Gebiet schärfsten Sehens

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Folie2: Feinbau der Netzhau (Retina des menschl. Auges)

- schlanken Stäbchen = Helldunkelsehen
- dickeren Zapfen reagieren auf Farben, sind aber weniger empfindlich.

- lichtempfindlichen Außenglieder enthalten sog. discs (zeigen)
Þ Hier befindet sich lichtempfindliche Sehpurpur, der auf den Reiz reagiert.
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Die Chemie des Sehens
Primärprozeß des Sehens, die Umwandlung des Lichtreizes in Erregung,
läuft in discs ab = "Bleichen von Sehpurpur" (=Rhodopsin anschreiben)

Sehfarbstoff Rhodopsin in den Photorezeptoren der Netzhaut gehört zu der
Gruppe der Polyenalfarbstoffe; ist lichtempfindlich, Vergl.: Silbersalze im
photographischen Film.
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Folie 3: Modell zur Rhodopsinspaltung beim Sehvorgang
Jedes Rhodopsinmolekül besteht aus einem farblosen Eiweißanteil, dem Opsin
& dem Farbstoffmolekül Retinal.

Das Retinal gehört zu der chem. Stoffgruppe der Carotinoide (anschreiben)
(Def.: Gruppe roter Naturfarbstoffe, stets pflanzl. Herkunft; tier. &
menschl. Organsimus ist zum Aufbau d. Car. nicht in der Lage - nimmt sie mit
der Nahrung auf; wegen vieler konjugierter Doppelbindungen (C - C=C - C=) sind
sie als Chromophore für die Wechselwirkung mit dem Licht und damit für den
Farbeindruck verantwortl.

Chromophore = organ. Farbstoffe, verschieben die Lcihtabsorpt° in den
sichtbaren Spektralbereich Þ & sind damit für die Farbe des betreffenden
Stoffes verantwortl.

denn Retinal ist schwach gelb Þ absorbiert also violettes Licht, durch die
Bindung an das Opsin wird das Absorptionsmaximum bathochrom verschoben.

Also: Retinal ist Carotinoid und auch der Aldehyd von Vitamin A = Retinol.
Def. von Aldehyde = organ. Verbindungen, die als funktionelle Gruppen die
Aldehydgruppe (CHO - ) im Molekül enthalten
Allgemeine Formel:
Endung: - al
(hohe Reaktivität der Aldehyde beruht auf der leichten Polarisierbarkeit der
Carbonylgruppe (C=O)
Retinal besteht aus Ring C - Atomen & C - Kette mit Doppelbindungen
& 1 Aldehydgruppe.

- In der abgewinkelten Form des 11 - cis - Retinals paßt es genau in die Mulde an
der Oberfläche des Opsins.
- Bei Belichtung findet eine Isomerisierung des 11 - cis - Retinals in das all -
trans - Retinal statt. (Isomerie = Verbindungen mit gleicher Summenformel, aber
mit versch. Molekülbau und Eigenschaften).


Dabei verliert es Knick Þ paßt nicht mehr exakt in die Mulde des Opsins.

- löst sich zunächst teilweise, später ganz vom Opsin ("Bleichen" des
Sehpurpurs).
Damit ist primäre Reizwirkung abgeschlossen: Das Rhodopsinmolekül wird also
beim Auftreffen eines Photons gespalten, wodurch ein elektrischer Impuls -
also ein Nervensignal - in der Zelle entsteht.
Bei der Regeneration des Rhodopsins wird mit Hilfe eines Enzyms das gestreckte
all - trans - Retinal wieder in die gewinkelte cis - Form überführt. Diese kann sich
erneut mit dem membrangebundenen Opsin zu Sehpurpur verbinden.
Geringe, jedoch unvermeidliche Verluste an Retinal werden durch Umwandlung von
Vit. A in seine Aldehydform (=Retinal) ersetzt.
· Vit. - A - Mangel kann daher zu Sehschwäche (Nachtblindheit) führen

Beim Farbensehen: Zapfennden ist Vitamin A mit 3 versch. Opsinen kombiniert,
Þ liefert 3 lichtempfindl. Pigmente
Þ Jedes Pigment reagiert auf eine der 3 Primärfarben d. Lichts:
Rot & Grün & Blau.
Je nach Pigmentkonzentration ist jeder Zapfen besonders empfindlich für ein
Licht einer d. 3 Grundfarben,
& erstaunlich: wir erzeugen mit nur einem Farbstoff (Rhodopsin) alle 3
Grundfarben
Þ sämtl. Regenbogenfarben lassen sich nur durch Kombinat° v. Grundfarben
erkennen.



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