Welche aufgabe hat die lederhaut im auge

Die Funktion des Auges besteht in der optischen Wahrnehmung unserer Umwelt. Dieses „Sehen“ ist ein komplexer Vorgang: Das Auge muss zuerst einfallendes Licht in Nervenreize umwandeln, die dann ans Gehirn weitergeleitet werden. Als "Licht" nimmt das menschliche Auge allerdings nur elektromagnetische Strahlen mit einer Wellenlänge von 400 bis 750 Nanometer wahr. Andere Wellenlängen sind für unser Auge unsichtbar.

Im Detail betrachtet sind am Vorgang "Sehen" zwei funktionelle Einheiten beteiligt: der optische (dioptrische) Apparat und die Rezeptorfläche der Netzhaut. Um optimal sehen zu können, muss sich das Auge fähig sein, sich an unterschiedliche Lichtverhältnisse anzupassen (Adaptation) und zwischen Fern- und Nahsicht umzuschalten (Akkommodation). Mehr dazu lesen Sie in folgenden Abschnitten.

Funktionseinheit Optischer Apparat

Der optische Apparat (auch bezeichnet als dioptrischer Apparat) sorgt dafür, dass die ins Auge einfallenden Lichtstrahlen gebrochen und gebündelt auf der Netzhaut auftreffen. Zu seinen Bestandteilen zählen:

• Hornhaut (Cornea)
• Augenlinse
• Glaskörper
• Kammerwasser

Die größte Brechkraft des Auges besitzt die Hornhaut (+43 Dioptrie). Die anderen Strukturen (Linse, Glaskörper, Kammerwasser) können die Lichtstrahlen weniger stark brechen. Zusammengefasst ergibt sich so eine Gesamtbrechkraft von normalerweise 58,8 Dioptrie (gilt für das ruhende und auf Fernsicht eingestellte Auge).

Funktionseinheit Netzhaut

Die vom optischen Apparat gebündelten Lichtstrahlen treffen auf die Rezeptorfläche der Netzhaut und erzeugen hier ein verkleinertes und auf dem Kopf stehendes Bild des betrachteten Objekts. Zapfen und Stäbchen wandeln es in elektrische Impulse um, welche dann vom Sehnerv an die Großhirnrinde weitergeleitet werden. Dort entsteht das wahrgenommene Bild.

Adaptation

Das Auge muss sich beim Sehvorgang an unterschiedliche Lichtintensitäten anpassen. Diese sogenannte Hell-Dunkel-Adaptation erfolgt über verschiedene Mechanismen, darunter vor allem:

• Veränderung der Pupillenweite
• Wechsel zwischen Stäbchen- und Zapfensehen
• Veränderung der Rhodopsin-Konzentration

Veränderung der Pupillenweite

Die Regenbogenhaut (Iris) des Auges verändert in Anpassung an die Lichtintensität die Pupillenweite:

Wenn stärkeres, helleres Licht auf den Augapfel trifft, verengt sich die Pupille, damit weniger Licht auf die empfindliche Netzhaut fällt. Zu viel Licht würde blenden. Bei geringer Lichtintensität hingegen weitet sich die Pupille, damit mehr Licht auf die Netzhaut trifft.

So ähnlich funktioniert auch eine Kamera: Die Blende entspricht hier der Iris, die Blendenöffnung der Pupille.

Wechsel zwischen Stäbchen- und Zapfensehen

Die Netzhaut kann sich durch Umschalten zwischen Stäbchen- und Zapfensehen an unterschiedliche Lichtverhältnisse anpassen:

In der Dämmerung und Dunkelheit schaltet die Retina auf das Sehen mit den Stäbchen um. Diese sind nämlich viel lichtempfindlicher als die Zapfen. Allerdings kann man im Dunkeln keine Farben erkennen, weil die Stäbchen dazu nicht in der Lage sind. Außerdem kann man nachts nicht scharf sehen. An der Stelle des schärfsten Sehens in der Netzhaut - der Sehgrube (Fovea centralis) - finden sich nämlich keine Stäbchen, sondern nur rundherum in der restlichen Netzhaut.

Am hellen Tag dagegen schaltet die Netzhaut auf das Zapfensehen um. Die Zapfen sind für die Farbwahrnehmung zuständig - deshalb kann man tagsüber Farben erkennen. Außerdem ist dann auch scharfes Sehen möglich, weil die Zapfen an der Stelle des schärfsten Sehens (Sehgrube) besonders dicht stehen, während sie zum Rand der Netzhaut hin seltener werden.

Veränderung der Rhodopsin-Konzentration

Rhodopsin (Sehpurpur) ist ein Pigment in den Stäbchen, das aus zwei chemischen Bestandteilen aufgebaut ist: Opsin und 11-cis-Retinal. Mit Hilfe von Rhodopsin kann das menschliche Auge zwischen Hell und Dunkel unterscheiden. Das geschieht, indem Lichtreize in elektrische Signale umgewandelt werden - ein Prozess, der Licht-Transduktion (Foto-Transduktion) genannt wird. Er läuft folgendermaßen ab:

Wenn ein Lichtreiz (Photon) auf das Rhodopsin trifft, wird sein Bestandteil 11-cis-Retinal in all-trans-Retinal umgewandelt. In der Folge wird Rhodopsin in mehreren Schritten in Metarhodopsin II überführt. Das setzt eine Signalkaskade in Gang, an deren Ende schließlich ein elektrischer Impuls entsteht. Dieser wird von bestimmten Nervenzellen in der Netzhaut (Bipolarzelle, Ganglienzelle), die den Stäbchen nachgeschaltet sind, an den Sehnerv übermittelt.

Nach der Belichtung - sprich in der Dämmerung und Dunkelheit - regeneriert sich das Rhodopsin, sodass es wieder in größerer Menge vorhanden ist. Damit nimmt die Lichtempfindlichkeit wieder zu (Dunkeladaptation).

Der Abbau des Rhodopsins (bei Belichtung) erfolgt schnell, seine Regeneration (im Dunkeln) viel langsamer. Daher erfordert die Umstellung von Hell auf Dunkel viel mehr Zeit als die von Dunkel auf Hell. Bis zu 45 Minuten kann es dauern, bis das Auge sich an die Dunkelheit „gewöhnt“ hat.

Akkommodation

Der Begriff Akkommodation steht allgemein für die funktionelle Anpassung eines Organs an eine bestimmte Aufgabe. Im Zusammenhang mit dem Auge bezeichnet Akkommodation die Anpassung der Brechkraft der Augenlinse auf unterschiedlich weit entfernte Objekte.

Die Augenlinse ist im Augapfel am Strahlenkörper (Ziliarkörper) aufgehängt, der den Ziliarmuskel enthält. Von diesem aus ziehen Fasern in die Augenlinse, die sogenannten Zonulafasern. Verändert sich die Spannung des Ziliarmuskels, ändert dies auch die Spannung der Zonulafasern und in weiterer Folge die Form und damit Brechkraft der Augenlinse:

Fern-Akkommodation

Ist der Ziliarmuskel entspannt, sind die Zonulafasern straff. Dann ist die Augenlinse an der Vorderseite flach gezogen (die Rückseite bleibt unverändert). Die Brechkraft der Linse ist dann gering: Ins Auge einfallende Lichtstrahlen werden so gebrochen und auf der Netzhaut vereint, dass wir ferne Gegenstände scharf sehen.

Der am weitesten entfernte Punkt, den man noch scharf sehen kann, wird Fernpunkt genannt. Beim normalsichtigen Menschen liegt er im Unendlichen.

Zur Ferneinstellung des Auges gehört auch, dass die Pupille sich weitet und die Augen divergieren.

Nah-Akkommodation

Wenn sich der Ziliarmuskel anspannt, entspannen sich die Zonulafasern. Die Linse wechselt dann aufgrund ihrer Eigenelastizität in ihre Ruhelage, in der sie stärker gewölbt ist. Ihre Brechkraft ist dann höher. Somit werden ins Auge einfallende Lichtstrahlen stärker gebrochen. In der Folge erscheinen nahe Gegenstände scharf.

Als Nahpunkt bezeichnet man den kürzesten Abstand, in dem etwas noch scharf erkennen kann. Bei normalsichtigen jungen Erwachsenen liegt er etwa zehn Zentimeter vor den Augen.

Mit der Naheinstellung verengt sich auch die Pupille, was die Tiefenschärfe verbessert, und beide Augen konvergieren.

Akkommodationsruhepunkt

Im Ruhezustand, wenn überhaupt kein Akkommodationsreiz vorhanden ist (z.B. in absoluter Dunkelheit), dann befindet sich der Ziliarmuskel in einer Zwischenstellung. In der Folge ist das Auge auf eine Entfernung von etwa einem Meter scharf gestellt.

Akkommodationsbreite

Als Akkommodationsbreite bezeichnet man jenen Bereich, in dem das Auge beim Wechsel zwischen Fern- und Nahsicht seine Brechkraft verändern kann. Bei einem Jugendlichen beträgt der Akkommodationsbereich etwa 14 Dioptrien: Seine Augen können Objekte in einer Entfernung zwischen sieben Zentimetern und „unendlich“ scharf erkennen, wobei der Augenarzt unter „unendlich“ einen Abstand von mindestens fünf Metern versteht.

Ab dem 40. bis 45. Lebensjahr nimmt die Akkommodationsfähigkeit – also die Fähigkeit der Augenlinse, ihre Form und damit ihre Brechkraft zu verändern – stetig ab. Der Grund: Der starre Kern der Linse wird mit dem Alter größer, die verformbare Linsenrinde dagegen immer weniger. Im höheren Lebensalter schließlich kann die Akkommodationsbreite auf ungefähr eine Dioptrie absinken.

Mit steigendem Alter werden Menschen also natürlicherweise zunehmend weitsichtig. Diese altersbedingte, unvermeidliche Weitsichtigkeit wird als Alterssichtigkeit) bezeichnet.

Augenlider: Schützen das Auge vor Eindringen von Fremdkörpern (Reflexartiges Schließen des Lides bei Kontakt mit Härchen).

Hornhaut (Cornea): Schützt das Auge nach außen und bricht das Licht, das in das Auge kommt.

Augenkammer: Die mit Augenwasser gefüllten Augenkammern schützen die Linse und bilden zusammen mit Hornhaut, Linse und Glaskörper das Abbildungssystem.

Iris (Regenbogenhaut) und Pupille: Die Iris regelt die Größe der Pupille und damit die Menge des durch die Linse hindurchtretenden Lichts. Bei geringer Lichtmenge (Dunkelheit) wird die Pupille geweitet, bei großer Lichtmenge (Helligkeit) wird die Pupille verengt. Diese Anpassung nennt man Adaptieren.

Ringmuskel (Ciliarmuskel): Der Ringmuskel ändert die Wölbung der Augenlinse. Dadurch kann man mit dem Auge ferne Gegenstände scharf sehen, wenn die Linse flach gezogen wurde und nahe Gegenstände scharf sehen, wenn sich die Linse wieder runder gemacht hat. Das automatische Verändern der Entfernungseinstellung durch Verändern der Linsenwölbung nennt man akkommodieren (anpassen).

Linse: Das wesentliche Abbildungssystem des Auges.

Augenmuskel: Der Augenmuskel dient zur Drehung des Auges im Augenraum.

Glaskörper: Der Glaskörper ist Bestandteil des Abbildungssystems und sorgt für konstanten Abstand zwischen Augenlinse und Netzhaut.

Aderhaut: Die Aderhaut enthält das Versorgungssystem für die Netzhaut.

Lederhaut (Sclerea): Die Lederhaut schützt das Auge nach außen.

Netzhaut (Retina): Die Netzhaut beinhaltet die Sehsinneszellen (Zäpfchen und Stäbchen). Abb. 3 der Netzhaut zeigt den gelben Fleck (Makula) etwas grau in der Mitte, den Ort des schärfsten Sehens und den blinden Fleck, dort wo alle Adern zusammenlaufen und die Verbindung zum Gehirn durch den Sehnerv hergestellt wird.

Sehnerv: Im Sehnerv werden die von den Sehzellen gelieferten elektrischen Impulse zum Gehirn weitergegeben und dort zu einem Bild zusammengebaut.

Gelber Fleck (Macula): Ort bei dem die Sehzellen am dichtesten sitzen und deshalb besonders scharfes Sehen ermöglichen.

Blinder Fleck: Ort des Austretens der Sehnerven, dieser ist frei von Sehzellen. Deshalb ist das Auge an dieser Stelle blind. Ein einfaches Experiment dazu findest du hier.