Anatomia e Processo Visual do Olho

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BMF 
Fototransdução. 
 
* A região de visão fica no lobo occipital; 
* As informações vindas a um estímulo se unem desencadeando sinais elétricos que permeiam pela retina e caminham pelo nervo 
óptico chegando ao córtex da região occipital; 
 
 
Anatomia dos olhos 
* Túnica externa = Camada fibrosa. 
- Em contato com o meio externo = córnea e esclera; 
* Túnica média = Camada vascular. 
- Entre o meio interno e externo, composta por: coróide, corpo ciliar e a íris (auxilia junto ao cristalino emitir os flocos de luz 
na retina); 
* Túnica íntima 
- Em contato com o meio interno = retina; 
 
Via visual 
1. Primeira etapa da via visual, a luz proveniente do meio externo entra no olho. Contudo, antes de chegar à retina, a luz 
sofre desvio de duas maneiras. 
- Primeiro, a quantidade de luz que chega aos fotorreceptores é modulada 
por modificações no diâmetro da pupila. 
- O Segundo, a luz é focalizada por meio de alterações na forma da lente. 
* No óculos de sol = pupila dilatada 
* Sem óculos de sol = pupila contraída 
 
2. Fototransdução 
- Na segunda etapa da via visual, os 
fotorreceptores da retina convertem a energia 
luminosa em sinais elétricos. 
- A energia luminosa é parte do 
espectro eletromagnético, o qual vai desde ondas com comprimentos de onda muito curtos e de 
alta energia, como os raios X e os raios gama, até micro-ondas e ondas de rádio de frequências menores e baixa energia. 
- A energia eletromagnética é mensurada em unidades chamadas de fótons; 
- Nossos olhos podem ver a luz visível sem ajuda, mas não respondem à luz ultravioleta e à infravermelha, cujos 
comprimentos de onda delimitam as extremidades do nosso espectro de luz visível. 
- Processo pelo qual os animais e seres humanos convertem a energia luminosa em sinais elétricos. 
- Nós seres humanos, a fototransdução ocorre quando a luz incide na retina. 
- A retina se desenvolve a partir do mesmo tecido embrionário que o encéfalo, e os neurônios da retina estão organizados em 
camadas: 
● Fotorreceptores; 
● Células bipolares; 
● Células ganglionares; 
● Células amácrinas; 
● Células horizontais; 
 
- A luz incide no fim da retina no epitélio pigmentado (rico em melanina), depois ela é reconhecida pelos fotorreceptores 
(neurônios de primeira ordem) que são os cones e bastonetes, que transforma o sinal luminoso em sinal elétrico; 
- Esse sinal elétrico passa pelos neurônios bipolares, neurônios ganglionares e saem para o córtex cerebral através do nervo 
óptico; 
 
Retina 
* A retina é o “filme fotográfico” do olho. 
* Sobre ela são projetadas as imagens da cena visual, atravessando todas as camadas até estimular diretamente os fotorreceptores 
(cones e bastonetes). São estes as células responsáveis pela fototransdução. 
* As outras células da retina são neurônios, responsáveis pelo processamento inicial 
da informação visual, seguido da sua condução ao cérebro pelos axônios das 
células ganglionares. 
* Melanopsina (levam informação na região de controle do ciclo circadiano) à 
terceiro fotorreceptor que responde ao ciclo circadiano à Junto aos fotorreceptores 
primários (cones e bastonetes) associados ao núcleo supraquiasmático (NSQ), o 
centro encefálico que controla os ritmos circadianos. 
 
 
Processo nos fotorreceptores 
* Quando você olha para um objeto, a lente focaliza a imagem do objeto na fóvea (onde temos maior acuidade visual do olho, é 
composta pelos cones) 
- Por exemplo, o olho é focalizado no limite verde-amarelo da barra colorida. 
- A luz dessa porção do campo visual incide na fóvea e o foco é nítido. 
- Observe também que a imagem na retina é invertida. O processamento visual 
subsequente pelo encéfalo inverte a imagem de novo, de modo que a percebemos na 
orientação correta. 
* A informação sensorial sobre a luz passa dos fotorreceptores para os neurônios bipolares, e, 
então, para a camada de células ganglionares. 
- Os axônios das células ganglionares formam o nervo óptico, o qual deixa o olho no disco do nervo óptico. 
- Como o disco do nervo óptico não tem fotorreceptores, as imagens projetadas nessa 
região não podem ser vistas, gerando o que é conhecido como ponto cego do olho. 
 
 
 
 
Estrutura básica dos fotorreceptores 
* Bastonetes: 
- Funcionam na presença de pouca luz e são responsáveis pela visão noturna, em que os objetos são vistos em preto e branco, 
em vez de em cores. 
- Numerosos (20:1), exceto na fóvea central, onde se encontra apenas cones. 
- A camada dos fotorreceptores é constituída por 120 milhões de bastonetes e 6 milhões de cones. 
 
* Cones: 
- São os responsáveis pela visão de alta acuidade e pela visão colorida durante o dia, quando a quantidade de luz é alta. 
- A fóvea, que é a região de maior acuidade visual, possui alta densidade de cones. 
 
* Os cones e os bastonetes são formados por: 
1. Um segmento externo, cuja extremidade está em contato com o epitélio pigmentado da retina; 
2. Um segmento interno, onde se encontra o núcleo da célula e as organelas responsáveis pela formação de ATP e pela síntese 
proteica; 
3. Um segmento basal, com um terminal sináptico que libera glutamato para as células bipolares; liberação de glutamato para 
gerar o potencial de ação que vai ter uma ação inibitória da imagem (toda vez que tiver liberação de glutamato a resposta 
será de visão preta) - quando a gente pisca e abre o olho a pupila dilata ajustando a visão ao preto e branco. 
*** O glutamato é liberado na ausência de luz; 
 
Pigmentos visuais 
 
* Os pigmentos visuais sensíveis à luz estão nas membranas celulares dos discos dos 
segmentos externos dos fotorreceptores. 
- São os pigmentos visuais que realizam a transdução = que convertem a 
energia luminosa em uma mudança no potencial de membrana. 
- Os bastonetes = tipo de pigmento visual, a rodopsina. 
- Os cones possuem três diferentes pigmentos, os quais são intimamente 
relacionados à rodopsina. 
 
 
 
* Os fotorreceptores fazem a fototransdução através de discos que são as rodopsinas 
- A rodopsina recebe o sinal luminoso; 
- Ocorre de forma similar para a rodopsina (nos bastonetes) e para os três 
pigmentos coloridos (nos cones). 
- É composta de um composto retinal que são lipídios derivados da vitamina (é 
uma porção do pigmento que absorve luz) e de opsinas que são proteínas 
inseridas na membrana dos discos do bastonete; 
- As rodopsinas recebem o feixe de luz e o transformam em um sinal elétrico, 
possuem assim a capacidade de gerar um potencial elétrico; 
* Ambos apresentam dobras da sua membrana, que formam discos invaginados para 
o interior do segmento externo. 
* Incrustadas nas membranas dos discos estão moléculas de fotopigmento, uma 
proteína que envolve uma molécula menor, fotossensível, que muda sua conformação 
espacial quando absorve luz. No caso dos bastonetes (quadrinho, ampliado em B e C), 
a molécula menor é o retinal, associada à proteína opsina. 
- No escuro (B), o retinal assume a conformação cis, e no claro (C), a conformação trans. 
* Quando ocorre a transformação cis-trans, o retinal se solta da opsina e cai no espaço extracelular. 
Na ausência de luz 
* Na ausência de luz, o Cis-retinal está ligado ao sítio de ligação na opsina que abre canal de sódio. 
- Pois mesmo em ausência completa de luz o bastonete já se encontra despolarizado (Muito Na+ dentro dele) assim ele libera 
o Glutamato não sendo capaz de continuar com a via da visão, pois tem a ação inibitória = impede o impulso de seguir.- A trans-retinal que estava ativa retoma a posição de cis-retinal (quem faz esse retorno é a enzima Isomerase Retinal). 
● Após a incidência de luz e a transformação de cis para Trans-opsina à após um minuto da ocorrência da fototransdução a 
enzima Isomerase Retinal faz a união do trans e opsina → sendo novamente possível um novo evento de fototransdução. 
 
Quando a luz incide 
* Quando a luz inside no Cis-retinal irá ocorrer uma isomerização, assim o Cis-retinal muda sua conformação para uma nova 
configuração à trans-retinal (nesse momento ocorre a transdução), não permitindo a entrada de Na+ nos bastonestes e nem ocorrerá 
a liberação do glutamato. Não entra mais sódio e cálcio na célula, porém o potássio continua saindo, logo a membrana fica 
hiperpolarizada: 
- Membrana hiperpolarizada não libera glutamato, o que permite a visualização; 
* Ao receber a luz, perde a afinidade pela opsina; 
* O trans-retinal ativado não mais se liga à opsina e, então, é liberado do pigmento em um processo denominado descoramento à = 
gerando potencial de ação estimulando o neurônio de primeira ordem (neurônios tipo ONN) que irá excitar as Células Amácrinas 
onde ela modulará a informação e enviará essa informação para as células ganglionares que emitem prolongamentos que formarão 
o nervo óptico que chega ao córtex cerebral, ocorrendo a integração da imagem. 
* O potencial de ação normal ocorre na despolarização, entretanto na fototransdução o potencial de ação ocorre na 
hiperpolarização (saída de potássio); 
 
3. Da transdução para o processamento dos sinais luminosos (retina e cérebro); 
* A terceira e última etapa da nossa via visual. 
* O processamento do sinal na retina é um Exemplo de convergência neuronal. 
* Dependendo da localização na retina, até 15 a 45 fotorreceptores podem convergir para um neurônio bipolar. 
* Assim a informação de centenas de milhões de fotorreceptores da retina é condensada em apenas um milhão de axônios que 
deixam o olho em cada nervo óptico. 
 
Cegueira noturna  
- Deficiência de vitamina A 
 
Daltonismo  
- Falta de cones - mais comum verde e vermelho. 
 
 
Referência 
- Tratado de Fisiologia Médica; Guyton & Hall; 12ª ed.; 2017; Capítulo 51. 
- Fisiologia Humana – Uma Abordagem Integrada; Dee Silverthorn; 5ª ed.; 2010; 
Capítulo 10.