7.2 El ojo y las células fotoreceptoras
Las células fotorreceptoras, o fotorreceptores, son un tipo de neuronas especializadas
que se encuentran en la retina del ojo humano. Se especializan en la
fototransducción, convirtiendo la luz que capta la retina en una cadena de
procesos biológicos. Los fotorreceptores absorben fotones de luz desde el campo
de visión y, a través de un complejo recorrido bioquímico, envían este estímulo
lumínico por medio de un cambio en su potencial de acción.
Existen dos tipos de células fotorreceptoras en la retina: los bastones y
los conos.
Capa
de conos y bastones.
·
La porción óptica de la retina aloja dos tipos
distintos de células fotorrepectoras llamadas conos y bastones, son células
polarizadas cuyas porciones apicales, conocidas como segmentos externos, son
dendritas especializadas.
·
Las bases de los bastones y conos hacen
sinapsis con las células subyacentes de la capa bipolar.
·
Los bastones son receptores especializados
para la luz tenue; los conos son receptores especializados para la recepción de
luz brillante.
·
Los conos están separados adicionalmente para
la visión a colores, mientras que los bastones sólo perciben luz.
*
Ya que los conos están altamente concentrados en la fóvea, esta es el área de
la retina en que ocurre la visión de alta agudeza.
Bastones.
·
Los bastones, que sólo se activan en la luz
tenue, son tan sensibles que pueden producir una señal a partir de un fotón
aislado de luz.
·
Son células alargadas; están compuestos por un
segmento externo, un segmento interno, una región nuclear y una región
sináptica.5
·
El segmento externo del bastón, que es su
terminación dendrítica, presenta varios cientos de laminillas membranosas, cada
laminilla representa una invaginación del plasmalema y forma así un disco. Las
membranas contienen rodopsina (púrpura visual), un pigmento sensible a la luz.
·
El segmento interno del bastón está separado
del externo por un estrechamiento denominado tallo de conexión.
·
El proceso de fotorrecepción se lleva a cabo
como sigue:
1.
La fotorrecepción por bastones se inicia son la absorción de luz por el fotopigmento
sensible a la luz rodopsina, compuesto
por la proteína transmembranal opsina unida al retinal cis, la forma aldehído
de la vitamina A.
2.
La absorción de luz causa isomerización de la molécula retiniana en retinal
todotrans, que a continuación se disocia de la opsina.
3.
Este aclaración proporciona opsina activada, que facilita la unión de un GTP a
la subunidad alfa de transducina, una proteína G trimérica.
4.
La GTP-Galfa resultante activa la fosfodiesterasa de monofosfato de guanosina cíclico.
5.
La disminución de la concentración citosólica de cGMP provoca el cierre de canales
de Na+ en la membrana plasmática del bastón de tal manera que el bastón se
hiperpolariza.
6.
La hiperpolarización del bastón tiene como efecto una inhibición de la
liberación del neurotransmisor en la sinapsis con las células bipolares.
7.
Durante la siguiente fase oscura se regenera el valor de cGMP, se abren nuevamente
los canales de Na+ y se reanuda el flujo de Na+ como antes.
8.
El retinal todo-trans restante del catabolismo se difunde y se desplaza al
epitelio pigmentario de la retina mediante proteínas retinianas de unión.
9.
El retinal todo-trans se recicla hasta su forma retinal 11-cis.
10.
Por último, regresa el retinal cis al bastón, en donde se une una vez más a la opsina para formar
rodopsina.
·
La presencia de iones de sodio en el segmento
externo da lugar a la liberación de una sustancia neurotransmisora en la
sinapsis con las células bipolares.
·
La señal no se induce mediante
despolarización; por el contrario, la hiperpolarización inducida por la luz
origina que se transmita la señal a
través de diversas capas de células hacia las células ganglionares.
Conos.
·
Los conos se activan con la luz brillante y
producen mayor agudeza visual, en
comparación con los bastones.
·
Hay tres tipos de conos, que contienen cada
uno una variedad diferente del pigmento yodopsina. Cada variedad de yodopsina
tiene una sensibilidad máxima a uno de los tres colores del espectro (rojo,
verde y azul).
·
Con las pocas excepciones siguientes, su
estructura es similar a la de los bastones:
1.
Su Terminal apical (segmento externo) tiene más la forma de un cono que de un bastón.
2.
Los discos de los conos, aunque compuestos de láminas del plasmalema, están unidos
a la membrana plasmática, a diferencia de las láminas de los bastones, que
están separadas.
3.
La proteína que se produce en el
segmento interno de los conos se inserta dentro de los discos a través de todo
el segmento externo; en los bastones se concentra en la región más distal del
segmento externo.
4.
A diferencia de los bastones, los conos son sensibles a los colores y proporcionan
mayor agudeza visual.
5.
El reciclamiento del fotopigmento de los conos no requiere las células pigmentarias
de la retina para el procesamiento.
Referencias:
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