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Die Netzhaut, oder Retina, ist der wichtigste Bestandteil des Auges. Sie besteht aus einer dünnen Schicht von miteinander verbundenen lichtempfindlichen Zellen, die die Lichtreize aufnehmen, welche der Sehnerv zum Gehirn leitet. Eine Schädigung der Netzhaut führt zu einem permanenten Verlust der Sehfähigkeit. Die schwerwiegendensten Netzhauterkrankungen sind die Makuladegeneration und die diabetische Retinopathie, die beide zu einer Zerstörung der Netzhaut führen. Ein weiteres Problem ist die Netzhautablösung, die bei Personen mit hochgradiger Kurzsichtigkeit auftreten kann.

Die lichtempfindlichen Zellen

Es gibt zwei unterschiedliche Arten von lichtempfindlichen Zellen, die Stäbchen und die Zapfen. Diese Zellen werden vom Licht gereizt. Der Reiz wird dann über den Sehnerv zur Großhirnrinde geleitet. Die Stäbchen treten bei geringem Lichteinfall in Funktion. das wird als skotopisches Sehen (Nachtsehen) bezeichnet. Die Zapfen sind für klares Sehen und die Farbwahrnehmung zuständig.

Die Stäbchenzellen sind an zahlreichsten – insgesamt sind es etwa 120 Millionen. Sie sind hoch empfindlich für schwaches Licht und Bewegungen. Sie reagieren nur auf Hell/Dunkel Unterschiede, nehmen also keine Farben war.

Die Stäbchen enthalten das fotosensitive Pigment Rhodopsin, auch Sehpurpur genannt. Die Stäbchenzelle, die nach ihrem Aussehen benannt wird, besteht aus etwa 1000 winzigen Scheiben, von denen jeder etwa 10.000 Rhodopsin-Moleküle enthält. Jedes Molekül kann ein Photon einfangen. Eine riesige Anzahl der Rhodopsin-Moleküle sorgt also für eine enorme Fähigkeit, Licht einzufangen. Fällt Licht auf eine Stäbchenzellen, zerfällt das Rhodopsin. Es ist nur ein Quant Licht nötig, um ein Rhodopsin-Molekül zerfallen zu lassen. Die skotopische Sensitivität des Auges steht also in direkter Beziehung mit den Eigenschaften des Rhodopsins. Die Sternchen sind um die Fovea herum am dichtesten angeordnet.

Fotorezeptoren der Netzhaut

Die Zapfen konzentrieren sich im Zentrum der Fovea (Sehgrube), welches sich direkt hinter der Iris und den anderen optischen Elementen des Auges befindet. Die Wahrnehmung der Zapfenzellen wird als fotopisches Sehen bezeichnet.

Es gibt drei verschiedene Arten von Zapfenzellen, die auf kurz-, mittel und- langweilige Lichtstrahlen reagieren. Die in diesen Zellen enthaltenen fotosensiblen Farbpigment reagieren je nach Typ entweder empfindlich auf langwelliges rotes Licht, mittelwelliges grünes Licht oder kurzwelliges blaues Licht. Die drei Primärfarben Rot, Grün und Blau ermöglichen es uns, alle Farben des Spektrums zu sehen, denn durch Mischen dieser drei Grundfarben kann jeder beliebige Farbton erzeugt werden. In jedem Augenblick befinden sich etwa sechs Millionen Zapfen. Die Zapfenzellen sind in der gesamten Netzhaut bis hin zur Peripherie verteilt und obwohl ihre Dichte im Zentrum der Sehgrube am größten ist, konzentrieren sich dort nur 4 % aller Zapfenzellen. Interessant ist, dass sich in der Fovea keine Zapfen befinden, die auf blaues Licht reagieren. Die größte Dichte dieser Zapfen findet sich direkt außerhalb des Zentrums der Fovea. Das führt dazu, dass man sehr kleine blaue Objekte, die zentral fixiert werden, nicht wahrnehmen kann.