Bioquímica da visão

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Bioquímica da Visão.
Nos animais, a detecção da luz é exercida por neurônios sensoriais especializados, estes, utilizam
mecanismos de transdução de sinal semelhante aos que detectam hormônios, neurotransmissores e
fatores de crescimento (NELSON; COX, 2014). O olho é composto por uma pupila, que auxilia no
diâmetro da abertura e um cristalino que tem a função de focalizar a luz na retina, e através das
células fotorreceptoras recebem as imagens. (UEMURA, 2017)
Há dois tipos de neurônios sensíveis à luz: os bastonetes, que possuem sensibilidade a baixos
níveis de luz e não conseguem distinguir as cores, e os cones, que têm a capacidade de diferenciar
as cores e são menos sensíveis (NELSON; COX, 2014). Essas células fotorreceptoras são divididas
em duas partes: segmento externo, formado por invaginações membranosas e composto por discos
membranoso carregados com receptores proteicos e o cromóforo fotossensível retinal, e o segmento
interno que atua produzindo ATP para a fototransdução (UEMURA, 2017). Segundo Uemura, o
segmento externo das células fotorreceptoras forma a camada de cones e bastonetes da retina, já o
segmento interno caracteriza a região metabólica da célula fotorreceptora.
Os bastonetes e cones, possuem um potencial elétrico transmembrana, que é gerado pelo
bombeamento termogênico da Na+K+ -ATPase da membrana plasmática do segmento interno. Esse
potencial de membrana, corresponde à diferença de Na+ e K+, que são bombeados do segmento
interno, e pelo influxo de Na+ pelo canal iônico do segmento externo, o qual é controlado por cGMP
e permite a passagem tanto de Na+ quanto de Ca+ (NELSON; COX, 2014).
Os bastonetes e os cones, reduzem a concentração de cGMP induzida pela luz, isso causará o
fechamento do canal iônico controlado por cGMP, considerado o princípio da sinalização. Assim,
ocorre uma hiperpolarização da membrana pela Na+k+ - ATPase. Os neurônios ganglionares
relacionam a informação sobre a atividade elétrica através de neurônios interconectores, estes
receberam a informação através de sinapses formadas pelos bastonetes e cones. Após isso, ocorre
a integração da informação, através dos neurônios ganglionares, e enviam o sinal resultante, através
do nervo óptico ao córtex visual cerebral (NELSON; COX, 2014).
O mecanismo de transdução depende de opsinas, uma proteína da rodopsina, e esta possui um
cromóforo 11-cis-retinal que está ligado covalentemente ao receptor da opsina (NELSON; COX,
2014), Assim, quando um fóton incide sobre ele, ocorre uma fotoisomerização do 11-cis-retinal em
all-trans-retinal, essa mudança na estrutura do cromóforo fornece mudanças conformacionais da
rodopsina, esta é a primeira etapa da trnadução de sinal. (UEMURA, 2017)
A excitabilidade da rodopsina, estimula a proteína G (transducina), que vai ativar a fosfodiesterase
do GMPc. Dessa forma, com a fofodiesterase ativada, o GMPc é hidrolizado, isso gera uma menor
concentração desse mediador, e consequentemente ocorre o fechamento de canais de Na+
regulados por GMPc. Assim, o influxo de Na+ é impedido, gerando hiperpolarização de bastonetes,
ou seja, na presença de luz, os bastonetes estão hiperpolarizados (UEMURA, 2017).
No escuro, os níveis de Gmpc estão alto, por isso os fotorreceptores estão despolarizados. Assim, o
GMPc vai se ligar aos canais de Na+ regulado por ele, esse processo vai gerar um corrente escura,
os canais de Na+ vão ser abertos e vai ocorrer o influxo desse íon para dentro do segmento externo.
O influxo do íon Na+ permite que o potencial de membrana seja levado para perto do potencial de
equilíbrio de Na+, assim, despolarizando os bastonetes.(UEMURA, 2017)
Logo, no escuro os bastonetes despolarizados liberam glutamato, um neurotransmissor, nas fendas
sinápticas das células bipolares e horizontais da retina. Assim,os cones e bastonetes não geram
potenciais de ação, apenas potenciais receptores.
NELSON, D. L.; COX, M. M. Princípios de bioquímica de Lehninger. 6ª. ed. Porto Alegre: Artmed, 2014.
UESURA, Etsuro E. Sistema visual. In: SWENSON, M.J. & REECE W.O. - Dukes- Fisiologia Dos Animais
Domésticos. 12ª ed. Rio de Janeiro: Editora Guanabara Koogan S.A., 2006.