Dunkeladaption

Medizinische Expertise: Dr. med. Nonnenmacher
Qualitätssicherung: Dipl.-Biol. Elke Löbel, Dr. rer nat. Frank Meyer

Letzte Aktualisierung am: 15. März 2024

Dieser Artikel wurde unter Maßgabe medizinischer Fachliteratur und wissenschaftlicher Quellen geprüft.

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Dunkeladaption (auch: Dunkeladaptation) bezeichnet die Anpassung des Auges an die Dunkelheit. Infolge verschiedener Anpassungsprozesse steigt dabei die Lichtempfindlichkeit. Die Dunkeladaption kann aufgrund einer angeborenen oder erworbenen Erkrankung gestört sein.

Was ist die Dunkeladaption?

Dunkeladaption bezeichnet die Anpassung des Auges an die Dunkelheit.

Das menschliche Auge kann sich gut auf verschiedene Lichtbedingungen einstellen. Es ist bei Tag und Nacht funktionstüchtig. Verschlechtern sich die Lichtverhältnisse der Umgebung, passt sich das Auge der zunehmenden Dunkelheit an. Dieser Vorgang heißt Dunkeladaptation.

Dabei laufen mehrere Prozesse ab: Das Auge schaltet von Zapfen- auf Stäbchensehen um, die Pupille weitet sich, die Rhodopsinkonzentration in den Stäbchen steigt und die rezeptiven Felder der Ganglienzellen dehnen sich aus. Diese Anpassungen erhöhen die Lichtempfindlichkeit des Auges und ermöglichen damit das Sehen im Dunkeln (skotopisches Sehen).

Dabei ist die Sehschärfe gegenüber dem Sehen bei Tag herabgesetzt. Außerdem sind im Dunkeln zwar Helligkeitsunterschiede wahrnehmbar, jedoch können kaum mehr Farben unterschieden werden. Die vollständige Adaptation dauert ungefähr 10 bis 50 Minuten. Sie ist jedoch von den vorhergehenden Lichtverhältnissen abhängig und kann auch deutlich mehr Zeit in Anspruch nehmen.

Funktion & Aufgabe

Währenddessen laufen im Auge verschiedene Prozesse zur Anpassung ab. Drei der vier Prozesse im Rahmen der Dunkeladaptation finden in der Netzhaut des Auges statt. In der Netzhaut befinden sich Sinneszellen, die als Rezeptoren fungieren. Sie registrieren das Licht, das durch die Pupille ins Auge fällt. Diesen Reiz wandeln sie in elektrische Signale um, die sie an die dahinterliegenden Nervenzellen (Ganglienzellen) weiterleiten.

Jede dieser Ganglienzellen deckt ein bestimmtes Gebiet der Netzhaut ab, dessen Reize sie empfängt. Das heißt: Jede Ganglienzelle erhält Informationen von einer bestimmten Gruppe von Rezeptoren. Ein solches Gebiet nennt sich rezeptives Feld. Je kleiner das rezeptive Feld ist, desto höher ist die Sehschärfe. Die von den Ganglienzellen empfangenen elektrischen Signale werden über den Sehnerv ins Gehirn weitergeleitet, wo sie verarbeitet werden.

In der Netzhaut gibt es zwei Arten von Rezeptoren zur Registrierung von Licht: Zapfen und Stäbchen. Sie sind auf unterschiedliche Aufgaben spezialisiert. Die Zapfen sind für das Sehen bei Tag (photopisches Sehen) zuständig, die Stäbchen für das Sehen in der Dämmerung und bei Nacht. In den Stäbchen befindet sich das Pigment Rhodopsin (Sehpurpur). Dieses verändert sich beim Einfall von Licht chemisch und setzt damit jenen Prozess in Gang, durch den der Reiz in ein elektrisches Signal verwandelt wird.

Bei Helligkeit benötigt diese Umwandlung viel Rhodopsin, wodurch dessen Konzentration abnimmt. Bei Dunkelheit hingegen regeneriert sich das Rhodopsin. Es ist für die Lichtempfindlichkeit der Stäbchen verantwortlich. Je höher die Rhodopsinkonzentration, desto lichtempfindlicher sind die Stäbchen und damit auch das Auge.

Bei der Dunkeladaptation finden vier verschiedene Vorgänge statt:

• 1. Das Auge stellt von Zapfensehen auf Stäbchensehen um. Da die Stäbchen lichtempfindlicher sind, können sie schwache Lichtquellen besser wahrnehmen. Während beim Zapfensehen Farben unterschieden und Kontraste erkannt werden können und die Sehschärfe hoch ist, können beim Stäbchensehen nur noch Helligkeitsunterschiede wahrgenommen werden.
• 2. Bei Dunkelheit weitet sich die Pupille. Dadurch fällt mehr Licht ins Auge, das die Stäbchen in Signale umwandeln können.
• 3. Die Rhodopsinkonzentration regeneriert sich allmählich. Dadurch erhöht sich die Lichtempfindlichkeit. Bis die größtmögliche Lichtempfindlichkeit bei Dunkelheit hergestellt ist, vergehen ungefähr 40 Minuten.
• 4. Die rezeptiven Felder dehnen sich aus. Dadurch nimmt die einzelne Ganglienzelle Informationen aus einem größeren Gebiet der Netzhaut auf. Dies hat ebenfalls eine höhere Lichtempfindlichkeit zur Folge, führt aber auch zu einer geringeren Sehschärfe.

Krankheiten & Beschwerden

Eine angeborene Nachtblindheit kann auf verschiedene Ursachen zurückgehen. Sie kann ein Anzeichen für krankhafte Netzhautveränderungen sein, wie sie beispielsweise bei der Retinopathia pigmentosa auftreten. Bei dieser Erkrankung werden allmählich die Sinneszellen in der Netzhaut zerstört. Dabei gehen als Erstes die Stäbchen zugrunde, wodurch die Nachtblindheit zunimmt. Die angeborene stationäre Nachtblindheit hingegen entsteht durch Mutationen im Erbgut, durch die die Stäbchen nicht richtig funktionieren.

Eine angeborene Nachtblindheit kann nicht behandelt werden. Bei einer erworbenen Nachtblindheit durch Vitamin-A-Mangel ist die Funktion der Stäbchen ebenfalls gestört. Vitamin A ist Bestandteil des Rhodopsins, das für die Funktion der Stäbchen entscheidend ist. Ein Mangel stört die Regeneration des Pigments. Er kommt zustande, wenn entweder zu wenig Vitamin A zugeführt wird oder der Körper das Vitamin nicht aus der Nahrung aufnehmen kann.

Das Nachtsehen kann auch durch verschiedene andere Erkrankungen gestört sein. Dazu gehört der graue Star, der durch eine Trübung der Linse unter anderem das Sehen in der Dämmerung erschwert. Infolge von Diabetes mellitus kann es zu Netzhautschädigungen kommen.

Da am Prozess der Dunkeladaptation verschiedene Muskeln und Nerven beteiligt sind, können auch muskuläre und neurologische Erkrankungen (wie Muskellähmungen und Sehnerventzündungen) die Anpassung an die Dunkelheit beeinträchtigen.

Quellen

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