Photorezeptoren und der Sehvorgang: Anatomie des menschlichen Auges

Photorezeptoren: Der Sinn des Sehens

Menschen sehen in drei Dimensionen und Farbe. Die Augen sind die Organe, in denen sich lichtempfindliche Photorezeptoren befinden, die uns das Sehen ermöglichen.

Anatomie des Auges

Das Auge besteht aus dem Augapfel und den dazugehörigen Anhangsorganen:

Anhangsorgane

• Augenlider, Wimpern, Augenbrauen: Dienen dem Schutz des Auges.
• Tränendrüsen: Produzieren Tränen, die das Auge schmieren, befeuchten und reinigen. Tränen haben zudem bakterizide Eigenschaften.

Bestandteile des Augapfels

• Sklera (Lederhaut): Eine dicke Schutzhülle. Der vordere Teil der Sklera ist transparent und wird als Hornhaut bezeichnet. Sie ermöglicht den Eintritt der Lichtstrahlen.
• Aderhaut (Choroidea): Eine stark vaskularisierte Schicht mit vielen Blutgefäßen. Ihre Aufgabe ist es, die Netzhautzellen mit Nährstoffen zu versorgen.
• Iris (Regenbogenhaut): Der pigmentierte, farbige Teil des Auges vor der Linse. Das zentrale Loch ist die schwarze Pupille.
• Kammerwasser: Klare Flüssigkeit, die einen Hohlraum zwischen Hornhaut und Linse füllt.
• Linse (Lens): Die Augenlinse, die sich hinter der Iris befindet.
• Glaskörper (Corpus vitreum): Geleeartige Flüssigkeit, die zwischen Linse und Netzhaut liegt.

Die Netzhaut und ihre lichtempfindlichen Zellen

Netzhaut (Retina)

Die innerste Schicht des Auges, die lichtempfindliche Zellen enthält: Stäbchen und Zapfen. Diese Zellen enthalten Pigmente (Rhodopsin ist das wichtigste), die durch Licht angeregt werden können.

• Stäbchen (Ruten): Zylinderförmig. Sie sind sehr lichtempfindlich und ermöglichen die Nachtsicht in Schwarz-Weiß.
• Zapfen (Cones): Kegelförmig. Sie benötigen eine höhere Lichtintensität (Tag), sorgen für die Sehschärfe, definieren Details und ermöglichen vor allem das Farbsehen.
• Fovea (Sehgrube): Im hinteren Teil der Netzhaut gelegen. Sie ist stark ausgedünnt, enthält keine Stäbchen, aber dicht gedrängte Zapfen. Sie ist der Punkt der maximalen Sehschärfe.
• Sehnerv (Nervus opticus): Führt von der Netzhaut weg durch einen Bereich, der keine Zapfen oder Stäbchen enthält: den blinden Fleck.

Wie funktioniert der Sehvorgang?

Wenn Lichtstrahlen das Auge erreichen, passieren sie die Hornhaut, die Linse und den Glaskörper. Sie stimulieren die Zapfen und Stäbchen der Netzhaut und formen dort, ähnlich wie bei einer Kamera, ein Bild. Dieses Bild wird auf der Netzhaut seitenverkehrt und auf dem Kopf stehend abgebildet. Unser Gehirn ist dann dafür verantwortlich, das endgültige Ergebnis zu interpretieren. Die Anregung der Pigmente in den Zapfen und Stäbchen erzeugt einen elektrischen Strom, der über den Sehnerv an das Gehirn weitergeleitet wird.

Häufige Augenkrankheiten und Sehfehler

Krankheiten

• Blindheit: Verlust des Sehvermögens in einem oder beiden Augen.
• Grauer Star (Katarakt): Trübung der Linse, wodurch die Transparenz stark beeinträchtigt wird.
• Glaukom (Grüner Star): Tritt auf, wenn der Augeninnendruck zu hoch ist.
• Netzhautablösung: Trennung zwischen Netzhaut und Aderhaut.
• Farbenblindheit (Daltonismus): Erbkrankheit, verursacht durch einen Mangel an bestimmten Zapfentypen, die für die Farbwahrnehmung spezialisiert sind.
• Konjunktivitis (Bindehautentzündung): Entzündung der Bindehaut, verursacht durch Allergien, Irritationen oder Infektionen (bakteriell oder viral).

Sehfehler

• Hyperopie (Weitsichtigkeit): Tritt auf, wenn der Augapfel kürzer als normal ist und das Bild hinter der Netzhaut entsteht (Nahsicht ist beeinträchtigt).
• Myopie (Kurzsichtigkeit): Das Gegenteil der Weitsichtigkeit (der Augapfel ist zu lang, das Bild entsteht vor der Netzhaut).
• Astigmatismus (Hornhautverkrümmung): Die Krümmung der Hornhaut ist nicht in allen Punkten gleich, wodurch es unmöglich wird, alle Objekte gleichzeitig scharf auf derselben Ebene zu fokussieren.