Photorezeptoren, Bipolarzellen, Ganglienzellen
von Ulrich Helmich (www.u-helmich.de)
In der menschlichen Netzhaut gibt es nicht nur Photorezeptoren, sondern auch noch viele andere Zelltypen. Die Pigmentzellen hatte ich ja bereits auf meiner Vertiefungsseite zum Sehzyklus erwähnt. Streng genommen gehören die Pigmentzellen gar nicht zur Netzhaut, sondern bilden eine eigene Schicht, das sogenannte Pigmentepithel. Aber das tut jetzt nichts zur Sache. Zwei wichtige Zelltypen sind für das Verständnis des Sehprozesses noch sehr wichtig: Die Bipolarzellen und die Ganglienzellen. In der Netzhaut gibt es noch weitere Typen von Nervenzellen, auf die ich im Augenblick aber nicht eingehen möchte.
Auf den Aufbau der Netzhaut im Einzelnen möchte ich jetzt nicht eingehen, das Thema finden Sie in jedem besseren Schulbuch, teils sogar schon in Büchern für die Sekundarstufe 1; schlagen Sie bitte dort nach oder schauen Sie einmal kurz in die Wikipedia.
Dies ist eine sehr schematische und auch nicht so schöne Darstellung eines Ausschnittes der Netzhaut, beschränkt auf die drei wichtigsten Zelltypen. Oben sehen Sie die Photorezeptoren (gelb), dann kommt eine Schicht von Bipolarzellen (grün), und unten schließlich sind die Ganglienzellen (orange) dargestellt. Die Axone der Ganglienzellen führen dann durch den Sehnerv in das Sehzentrum des Gehirns.
Das Thema ist lt. Vorgaben zum Zentralabitur NRW nicht abiturrelevant. Das wollte ich nur mal sagen.
Hemmung der Hemmung = Aktivierung
Die Photorezeptoren schütten Neurotransmitter aus, wenn sie nicht belichtet werden. Das ist schon mal recht eigenartig. "Normale" Sinneszellen produzieren Neurotransmitter, wenn sie gereizt werden, und nicht, wenn sie gerade nicht gereizt sind.
Photorezeptoren
gereizt: keine Neurotransmitter-Freisetzung
ungereizt: Neurotransmitter-Freisetzung
Die Bipolarzellen werden durch die Neurotransmitter der Photorezeptoren erregt. Also können wir schlussfolgern:
Bipolarzellen
Lichteinfall: keine Erregung
kein Lichteinfall: Erregung
Bei Belichtung kommen über den Sehnerv Aktionspotenziale im Sehzentrum des Gehirns an. Im Dunklen haben die Zellen der Netzhaut jedoch nichts zu melden. Da die Aktionspotenziale des Sehnervs von den Ganglienzellen erzeugt werden, gilt:
Ganglienzellen
Lichteinfall: Erregung
kein Lichteinfall: keine Erregung
Wir können nun folgende kühne Hypothese aufstellen:
Hypothese
Die Ganglienzellen produzieren ständig Aktionspotenziale, es sei denn, sie werden durch die Bipolarzellen gehemmt.
Fassen wir die bisherigen Erkenntnisse einmal zusammen, dann erhalten wir folgendes Denkmodell:
Zusammenfassung:
Im Dunklen schütten die Photorezeptoren erregende Neurotransmitter aus, welche die Bipolarzellen erregen. Diese schütten daraufhin Neurotransmitter aus, welche die Ganglienzellen hemmen. Somit können die Ganglienzellen keine Aktionspotenziale zum Gehirn schicken.
Im Hellen schließen sich die Natriumkanäle der Photorezeptoren, es kommt zu einem Ruhepotenzial von -70 mV, wodurch natürlich keine Neurotransmitter freigesetzt werden. Die nachgeschalteten Bipolarzellen werden nicht erregt, und da sie inaktiv bleiben, können sie auch keine Neurotransmitter ausschütten, die die Ganglienzellen hemmen. Die Ganglienzellen werden also nicht gehemmt und können ihrerseits Aktionspotenziale produzieren, die über den Sehnerv zum Gehirn weitergeleitet werden.
In der Zeichnung rechts habe ich die Synapsen zwischen den Zelltypen mit Plus- und Minus-Symbolen gekennzeichnet. Plus steht für erregende Synapsen (Photorezeptor ==> Bipolarzelle), und Minus für hemmende Synapsen (Bipolarzelle ==> Ganglienzelle).
