Hell-Dunkel-Adaptation

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

Letzte Aktualisierung am: 27. Februar 2024

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

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Mit der Fähigkeit zur Hell-Dunkel-Adaptation sind die menschlichen Augen zur Anpassung an die Lichtverhältnisse in der Lage. Es handelt sich dabei um zwei entgegen gerichtete Prozesse des visuellen Systems. Störungen der Hell-Dunkel-Adaptation können bei Vitamin-A-Mangel und nach Schädigungen der zentralnervösen Sehbahn auftreten.

Was ist die Hell-Dunkel-Adaptation?

Mit der Fähigkeit zur Hell-Dunkel-Adaptation sind die menschlichen Augen zur Anpassung an die Lichtverhältnisse in der Lage.

Der Mensch zählt zu den augengesteuerten Lebewesen. Das heißt, dass die visuelle Wahrnehmung für ihn evolutionsbiologisch betrachtet die wichtigste Rolle im Überleben gespielt hat. Damit das menschliche Auge bei permanent veränderten Lichtverhältnissen und Sichtabständen ein verlässliches Bild liefert, finden unterschiedliche Adaptionsprozesse in den Augen statt. Einer davon ist die Hell-Dunkel-Adaptation, mit der sich das Auge an unterschiedliche Lichtverhältnisse anpasst.

Bei Hell- und Dunkeladaptation handelt es sich um zwei unterschiedliche Prozesse, die entgegengerichtet verlaufen. Die Helladaptation ist ein Spezialfall des Tagsehens. Sie liegt vor, wenn sich das visuelle System in seiner Gesamtheit an Leuchtdichten über 3,4 cd pro Quadratmeter angepasst hat. Mit der Dunkeladaptation passt sich das visuelle System an Leuchtdichten von weniger als 0,034 cd pro Quadratmeter an.

Wenn eine Person aus voller Sonne in das Innere eines Gebäudes tritt, wirkt die visuelle Umgebung für einige Sekunden annähernd schwarz. Erst einige Minuten später ist die volle Adaption erreicht und die Person erkennt wieder Umgebungsdetails. Ab diesem Zeitpunkt empfindet sie den Blick aus dem Fenster wieder als unangenehm, da die großen Leuchtdichten das dunkeladaptierte Auge blenden. Dunkeladaptation beruht auf einer Resynthetisierung des Sehfarbstoffes in den Zapfen und Stäbchen. Bei der Helladaptation zerfällt dagegen der Sehfarbstoff. Aus diesem Grund dauert Dunkeladaptation länger als Helladaptation.

Funktion & Aufgabe

Die Fähigkeit zur Hell-Dunkel-Adaptation passt die visuelle Wahrnehmung des Menschen an die Lichtverhältnisse an. Die Stäbchen des Auges besitzen größere Lichtempfindlichkeit als die Zapfen. In schlechten Lichtverhältnissen schaltet das menschliche Auge daher von Zapfensehen auf Stäbchensehen um. Die größte Zapfendichte beseht in der Fovea centralis. Dieser Ort ist der Platz des schärfsten Sehens, sodass in der Dunkelheit scharfes Sehen nicht mehr möglich ist und Farben nur schlecht erkannt werden.

Die Pupille passt sich durch Kontraktionen des Musculus dilatator pupillae in Form einer Erweiterung an die Dunkelheit an, damit mehr Licht ins Auge fällt. Die Stäbchenempfindlichkeit für Licht hängt wiederum von der Rhodopsinkonzentration ab. Bei Helligkeit ist Rhodopsin für Transduktionsprozesse erforderlich. Bei der Dunkeladaptation wird der Stoff nicht mehr für die Transduktion benötigt und steht dementsprechend wieder in großen Mengen zur Verfügung, was dem Auge mehr Lichtempfindlichkeit gibt.

Darüber hinaus reduziert sich bei der Dunkeladaptation des Auges die laterale Hemmung, sodass sich das Zentrum von rezeptiven Feldern in die Peripherie ausdehnen kann. Jede Ganglienzelle empfängt im Dunkeln so rezeptive Informationen von größeren Netzhautarealen. Auch die damit zusammenhängende, räumliche Summation erhöht die Lichtempfindlichkeit der Augen.

Bei der Hell-Adaptation der Augen finden die gegenläufigen Veränderungen statt. Vom Stäbchen-wird aufs Zapfensehen umgeschaltet, sodass der Mensch wieder scharf und farbig sieht. Die Pupillen werden in guten Lichtverhältnissen vom parasympathischen Musculus sphincter pupillae enggestellt. Die Sehfarbstoffkonzentration sinkt und die Augen werden lichtunempfindlicher. Gleichzeitig verkleinern sich die rezeptiven Felder.

Die Prozesse der Hell-Dunkel-Adaptation sorgen oft für optische Täuschungen, so zum Beispiel in Form des Sukzessivkontrasts. Schwarz-weiße Muster auf einem Blatt Papier etwa sieht der Betrachter nach einer gewissen Zeitspanne der Betrachtung als umgekehrtes Muster.

Krankheiten & Beschwerden

Unterschiedliche Zustände können die Hell-Dunkel-Adaptation stören oder pathologisch verändern. Einer dieser Zustände ist Vitaminmangel. Die Stäbchen benötigen vor allem Vitamin A, um einschränkungslos funktionieren zu können. Die Dunkeladaption schaltet vom Zapfensehen auf Stäbchensehen um. Damit kann eine Person mit ausgeprägtem Vitamin-A-Mangel in der Dunkelheit schlecht bis überhaupt nicht sehen.

Da auch Muskeln an der Einstellung der Pupillenweite und damit an beiden Arten der Hell-Dunkel-Adaptation beteiligt sind, können unter gewissen Umständen außerdem Lähmungen für adaptationsbedingte Sehstörungen verantwortlich sein. Sowohl sympathisch, als auch parasympathisch innervierte Muskeln sind für die Hell-Dunkel-Adaptation erforderlich. Aus diesem Grund können Läsionen von Nervengewebe im Sympathikus und Parasympathikus Lähmungen hervorrufen, die die Hell-Dunkel-Adaptation unmöglich machen. Derartige Sehstörungen sind neurogen bedingt und hängen meist mit degenerativen Erkrankungen oder anderweitigen Schädigungen des zentralen Nervensystems zusammen.

Auch Störungen im Zusammenhang mit Kontrastsensitivität und Farbwahrnehmung können neurogenen Störungen entsprechen. Die häufigste neurologische Ursache ist in diesem Zusammenhang eine Läsionen des Nervengewebes im Bereich der Sehbahn. Eine solche Nervenläsion kann auf unterschiedliche Auslöser zurückzuführen sein. Als traumatisch bedingter Auslöser kommt ein Schädel-Hirn-Trauma infrage. Auch bei einem Schlaganfall kann die Sehbahn Schaden nehmen. Mit diesem Phänomen ist eine schlagartige Durchblutungsstörung des Gehirns gemeint, die einen regionalen Sauerstoffmangel und Nährstoffmangel hervorruft. Das minderversorgte Gewebe stirbt aufgrund der Mangelerscheinungen ab.

Im Rahmen der Autoimmunerkrankung Multiple Sklerose können wiederum unterschiedliche Nervengewebsareale des zentralen Nervensystems geschädigt werden. Verantwortlich für die Schädigungen sind autoimmunologische Entzündungsreaktionen, die das Gewebe zugrunde gehen lassen können. Auch eine entzündliche Läsion im Bereich der Sehbahnen kann zu Schwierigkeiten bei der Hell-Dunkel-Adaptation führen.

Nicht nur autoimmunologisch bedingte Entzündungen, sondern auch Entzündungsreaktionen auf bakterielle Infektionen sind ursächlich denkbar. Darüber hinaus können Tumorerkrankungen oder Tumormetastasen im Gehirn Beschwerden beim Hell-Dunkel-Sehen hervorrufen, falls sie sich im Bereich der visuellen Wahrnehmung oder unmittelbar an der Sehbahn befinden.

Quellen

Augustin, A.J.: Augenheilkunde. Springer, Berlin 2007
Grehn, F.: Augenheilkunde. Springer, Berlin 2012
Lang, G. K.: Augenheilkunde. Thieme, Stuttgart 2014

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