Fotoquímica de la visión

Introducción

La luz que entra al ojo pasa por la córnea, luego atraviesa el humor acuoso y entra al cristalino por la pupila, de allí los rayos pasan por el humor vítreo e inciden sobre la retina. Transforma la radiación de la luz en señales que puedan ser enviadas al cerebro, donde se produce la sensación de visión. 

Consta de las células fotorreceptoras (Conos y bastones) y de una gran variedad de otras células nerviosas. 

> Células bipolares.

> Células ganglionares.

> Células horizontales.

> Células amacrinas.

Fig. 1 Células que interactúan para el funcionamiento fisiológico de la visión
Fuente: Propia

Células bipolares

Se conectan con las terminaciones sinápticas de los fotorreceptores (Glutamato excitador) y transmiten las señales hacia las células ganglionares. (GABA inhibidor)

Se han descrito 9 tipos morfológicos, 8 de estas corresponden a células para conos y un tipo para bastón.

Células horizontales

Existen 3 tipos de células horizontales.

> H I: No poseen axón y contactan preferentemente con conos rojos y verdes, aunque también con conos azules.

> H II: Con axón, contactan conos azules, pero también con otros tipos de conos a nivel de sus terminaciones dendríticas. 

> H III: Semejantes a las células H I, aunque de mayor tamaño y evitan cualquier contacto con conos azules.

Células ganglionares

Su axón se sitúa a nivel de la capa de las fibras del nervio óptico y sólo se mieliniza a nivel del nervio óptico, por fuera ya del globo ocular, aunque puede existir mielinización intrabulbar, correspondiente a un hallazgo de tipo benigno. Este axón llega hasta el cuerpo geniculado lateral, donde ocurre la siguiente sinapsis de la vía visual.

Células amacrinas

Presentan un cuerpo celular situado en la capa nuclear interna y unas prolongaciones que se extienden por la capa plexiforme interna.

No reciben conexiones directas de los fotorreceptores, sino sólo de células bipolares y de otras células amacrinas, estableciendo a su vez conexiones con células ganglionares y retroalimentando también a las células bipolares.

Fotorreceptores

> Segmento Externo: Son cilios especializados formados por sáculos aplanados, que es donde se encuentran pigmentos visuales (Opsinas).

> Segmento Interno: Contiene el núcleo y el citoplasma con sus organelos, con abundantes mitocondrias.

> Terminal Sensitivo: Entra en contacto con una o más células bipolares.

Fig. 2 Forma estructural de los fotorreceptores
Fuente: Propia

Diferencia entre cono y bastón

Fig. 3 Diferencie cono y bastón
Fuente: Propia

Fotoquímica de la visión: Fototransducción

El estímulo es la luz. La radiación electromagnética posee una longitud de onda que va desde los 770 nm (Rojo) y 380 nm (Violeta). La fototransducción podemos dividirla en 3 fases:

> Fase I: Activación de los fotopigmentos.

> Fase II: Hiperpolarización.

> Fase III: Recuperación y adaptación.

Campos receptivos

Existe un determinado número de fotorreceptores específicos para una sola célula ganglionar. En este sentido, todo el conjunto de fotorreceptores que estimula una misma célula Ganglionar, corresponde al Campo Receptivo de esa célula.

Las células ganglionares, fisiológicamente, presentan potenciales de acción permanentemente y para hacer variar su respuesta, es preciso estimularlas en sus respectivos Campos Receptivos.

> Centro ON y periferia OFF: Si un estímulo afecta al campo visual en la periferia este inhibirá la actividad de la célula ganglionar, mientras que, si el estímulo afecta el centro del campo receptivo, este excitará la actividad de la célula ganglionar.

> Centro OFF y periferia ON: Los estímulos tienen los efectos contrarios de los campos receptivos del primer tipo.

Fototransducción Fase I (Activación del fotopigmento)

El fotopigmento se divide en dos: El pigmento (Opsina) y la vitamina A (Retinal) La célula fotorreceptora hace sinapsis con las células bipolares (Glutamato), las que se comunica con la célula ganglionar (GABA).

En la Membrana celular, la Rodopsina (Retinal cis) transmembrana está asociada a una tGTP.

La luz cambia la forma de cis a trans, blanqueando la célula y activa la disgregación de GTP, liberando la unidad alplha que activa la GMP fosfodiesteraza que disminuye los niveles de cGMP.

Fotototransducción Fase II (Cambios de permeabilidad iónica)

El fotorreceptor posee canales de membrana para el paso de Na+, dependientes del cGMP, y mantienen una carga (+) al interior de la célula. Al disminuir el volumen de cGMP, el canal de Na+ se cierra, generando una hiperpolarización intracelular de carga (-).

Esto permite que en la sinapsis FR disminuye la liberación de Glutamato, lo que genera una baja en la liberación de GABA, deteniendo la inhibición y podamos ver.

Fototrasnducción fase III (Recuperación y adaptación)

En la ausencia de fotones, la Recoverina activa la Guanilato Ciclasa, mediada por Ca2+, lo que estimula la síntesis de cGMP, que al alcanzar un nivel suficiente, abre los canales de Na+, desencadenando la liberación de Glutamato, hiperpolarizando las células Bipolares.