Stäbchen und Zapfen besetzen die Netzhaut menschlicher Augen sowie die anderer Säugetiere.
Sie empfangen einfallendes Licht und leiten diese Informationen über den Sehnerv ins Gehirn, wo das wahrgenommene Bild rekonstruiert wird. Bis vor wenigen Jahren galten Stäbchen und Zapfen als die einzigen Sinneszellen der Netzhaut. Vor kurzem wurde allerdings ein weiteres Photosystem im Auge entdeckt: das der `Melanopsin enthaltenden Ganglionzellen´. Einige Forscher glauben, dass sogar noch ein weiteres Photosystem existieren müsse.
Diese Hypothese wurde jetzt von Prof. Dr. Martin Biel von der Universität München in Zusammenarbeit mit amerikanischen, britischen und kanadischen Kollegen widerlegt. Dieses Ergebnis ist nach Ansicht der Forscher für das Verständnis der Funktion der Netzhaut von sehr großer Bedeutung, auch wenn die klinische Bedeutung der Ergebnisse im Augenblick nur schwer abschätzbar ist.
Bei schlechten Lichtverhältnissen, etwa in der Dämmerung, sind vor allem die hochempfindlichen Sehstäbchen in der Netzhaut aktiv. Sie können allerdings keine Farben ausmachen. Das ist anders bei den Zapfen, die in das Auge einfallendes Licht tagsüber und bei guten Lichtverhältnissen aufnehmen. Das erst vor wenigen Jahren entdeckte von Melanopsin abhängige Photosystem ist ebenfalls lichtempfindlich und an der Anpassung der inneren Uhr, des Biorhythmus des Organismus, mit der Außenwelt beteiligt.
Das hypothetische vierte Photosystem, das auf den so genannten Cryptochrom Proteinen beruhen soll, erfülle mehrere Funktionen, so die Vermutung einiger Wissenschaftler. Zum einen solle es am Pupillenreflex beteiligt sein, also an der Verengung der Pupille bei Lichteinfall. Zum anderen sollten die Cryptochrome helfen, den inneren Rhythmus des Organismus an den äußeren Tag-Nacht-Zyklus anzupassen. Bei Licht-Dunkel Wechseln, die vom 24 Stunden-Takt abweichen, passt sich der Organismus ebenfalls an. Auch daran soll der postulierte Mechanismus beteiligt sein.
Biels Forscherkollegen führten an Mäusen, deren drei bekannte Photosysteme nicht funktionierten, mehrere Experimente durch. Jedes unterstrich, dass kein weiterer Mechanismus vorhanden sein kann. Denn die Mäuse zeigten praktisch keinen Pupillenreflex, keine Anpassung an die äußeren Lichtverhältnisse und auch keine Koordinierung ihrer Aktivität mit einem kurzphasigeren Hell-Dunkel Wechsel. Das kann nur damit erklärt werden, dass ohne die drei bekannten Photosysteme, die sich in ihrer Funktion ergänzen, keine Informationen über die Lichtverhältnisse der Außenwelt an das Gehirn weitergeleitet werden.