Biophysik des Sehvorganges: Vorgestellt am Beispiel der Sehzelle des Pfeilschwanzes Limulus

Der Mechanismus der Transduktion des Lichtreizes in ein elektrisches Erregungssignal wird am Beispiel der Photorezeptorzelle des Pfeilschwanzes Limulus beschrieben. Die Absorption eines Photons durch den Sehfarbstoff Rhodopsin in der photosensorischen Membran einer solchen Lichtsinneszelle führt zu einer relativ großen Antwort, dem sog. Bump. Ein Bump ist eine vorübergehende Vergrößerung der Membranleitfähigkeit (Dauer eines Bumps ≈ 100 ms), die der Photonenabsorption mit einer stark variierenden Verzögerung (im Mittel 200 − 300 ms) folgt. Auch die Größe des Bumps (im Mittel etwa 50 pAs) variiert beträchtlich. Ein Bump beruht auf der vorübergehenden Öffnung einer großen Zahl (10 3 − 10 4 ) ionenspezifischer Kanäle durch die Sehzellmembran. Lichtadaptation setzt die Empfindlichkeit der Sehzelle herab, primär durch eine Rückkopplungssteuerung, die die Verstärkung und damit die Größe der Bumps verkleinert; im äußersten Falle so weit, daß ein absorbiertes Photon die vorübergehende Öffnung von nur einem Ionenkanal hervorruft. Der Bumpentstehungsmechanismus wird diskutiert.