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Lexikon der Neurowissenschaft: Hell-Dunkel-Adaptation

Hell-Dunkel-Adaptation w [von latein. adaptare = anpassen], E light adaptation, bright and dark adaptation,Anpassung (Adaptation) von Lichtsinneszellen (Photorezeptoren) oder -organen an wechselnde Lichtintensitäten. Die Hell-Dunkel-Adaptation ist äußerst wichtig, da z.B. das menschliche Auge von tiefer Nacht bis zum gleißenden Sonnenschein eine Intensitätsänderung von ca. 1010 ausgleichen muß. Bei Wirbeltieren gibt es eine schnelle (ca. 1 s) Hell-Dunkel-Adaptation durch die wechselnde Weite der Pupille (Pupillenreaktion), die jedoch nur eine Anpassung um höchstens einen Faktor 30 bewirkt. Die übrige, langsame Hell-Dunkel-Adaptation beruht auf Empfindlichkeitsänderungen der Sehzellen (Stäbchen, Zapfen, Bipolarzellen und retinale Ganglienzellen in der Netzhaut des Auges von Wirbeltieren). Die Empfindlichkeit wird dabei durch neuronale und photochemische Mechanismen verstellt ( siehe Zusatzinfo ). Außerdem können viele Sinneszellen durch bewegliche Pigmentzellen bei Helligkeit abgeschirmt und bei Dunkelheit freigegeben werden. Bei Insekten kann das lichtstarke Superpositionsauge durch Pigmentwanderung zum lichtschwächeren, aber optisch besseren Appositionsauge werden (Komplexauge). Adaptometer, Retinomotorik.

Hell-Dunkel-Adaptation

Bei dauernder Helligkeit wird das Gleichgewicht des Sehfarbstoffs vom aktivierbaren (11-cis-Retinal) zum inaktivierten Zustand (all-trans-Retinal) verschoben (photochemische Komponente), zugleich vermindert sich die Ca2+-Konzentration in den Zapfenaußengliedern, woraufhin die enzymatische Produktion des für die Lichtantwort entscheidenden cGMP in den Photorezeptoren zunimmt. Die langsame Abnahme der intrazellulären Ca2+-Konzentration bei Helladaptation trägt auch zu einer Desensitivierung der Zapfen bei, indem sie die Inaktivierung des Sehfarbstoffs beschleunigt und die Empfindlichkeit der cGMP-gesteuerten Kanäle verringert. Die Dunkeladaptation verläuft umgekehrt (vermehrte Verfügbarkeit von 11-cis-Retinal, hohe cGMP-Konzentration, hohe Ca2+-Konzentration). Dies geschieht zuerst in den Zapfen, bis deren Empfindlichkeitsbereich (photopisches Sehen) erschöpft ist, dann erfolgt im Bereich des Zwielichtsehens (mesopisches Sehen) die neuronale Umschaltung auf die Stäbchen (Duplizitätstheorie). Im Verlauf der Dunkeladaptation vergrößern sich auch die erregbaren Zentren der rezeptiven Felder der Ganglienzellen in der Netzhaut.

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