Como ocorre o processo de fototransdução?

FOTOTRANSDUÇÃO

É a conversão de energia luminosa em sinais elétricos (Potenciais de ação) — é efetuada pelos bastonetes e cones, as células chamadas fotorreceptoras. A morfologia básica dos dois tipos de fotorreceptores é a mesma; cada um consiste em duas partes principais, denominadas segmentos externo e interno. O segmento externo contém invaginações com discos membranáceos cujas moléculas absorvem ondas luminosas, conferindo aos fotorreceptores a capacidade de responderem à luz. O segmento interno contém o núcleo da célula e diversas organelas, e termina no terminal sináptico do receptor, que é análogo ao terminal axônico de um neurônio comum e é onde um mensageiro químico é armazenado em vesículas sinápticas.

A absorção de luz é a primeira etapa da fototransdução, e a molécula presente nos fotorreceptores que absorve luz é um fotopigmento. Cada um dos quatro diferentes tipos de fotorreceptores contém um diferente fotopigmento. Um tipo de fotopigmento é encontrado nos bastonetes; os outros três tipos são encontrados em três tipos de cones, cada qual contém um fotopigmento que absorve melhor a luz de uma determinada gama de comprimentos de onda e, portanto, responde melhor a certas cores. Os cones L respondem aos maiores comprimentos de onda, com a maior sensibilidade a 560 nm, ou espectro vermelho. Os cones M respondem aos comprimentos de onda intermediários, com a maior sensibilidade a 530 nm, ou espectro verde. Os cones S respondem a comprimentos de onda curtos, com a maior sensibilidade a 420 nm, ou espectro azul.

Cada molécula de fotopigmento contém uma parte que absorve luz, denominada retinal, e uma proteína, denominada opsina. A parte retinal é a mesma em todos os fotopigmentos, mas o tipo de opsina presente determina quais comprimentos de onda de luz são absorvidos por um dado fotopigmento, alterando as energias eletromagnéticas às quais o retinal é sensível. Os quatro fotopigmentos são: rodopsina nos bastonetes; opsina L, opsina M e opsina S nos cones sensíveis a comprimentos de onda longos, intermediários e curtos, respectivamente.

O fotopigmento dos bastonetes, rodopsina, se localiza na membrana dos discos. Também no interior da membrana do disco existe uma proteína G, denominada transducina, e a enzima fosfodiesterase, que catalisa a degradação de GMPc (se presente no citosol, o GMPc abre os canais para sódio localizados na membrana plasmática do fotorreceptor).

Examinemos o processo de fototransdução que ocorre nos bastonetes (um processo semelhante ocorre nos três tipos de cones, mas diferentes fotopigmentos estão envolvidos). Comecemos considerando o estado do fotorreceptor no escuro. No escuro, os níveis do segundo mensageiro GMPc são altos no interior do segmento externo 1 , então o GMPc abre os canais para sódio da membrana plasmática do segmento externo 2 . Portanto, íons sódio se movem para o interior da célula e o fotorreceptor é despolarizado 3 . Essa despolarização se alastra para o segmento interno e abre os canais para cálcio, também presentes na membrana plasmática 4 . O cálcio adentra a célula 5 , desencadeando a liberação de transmissor por exocitose no escuro. O transmissor se comunica com células bipolares 6 .

Quando o fotorreceptor é exposto à luz, esta é absorvida pela rodopsina 1. O componente retinal altera sua conformação e se dissocia da opsina 2, deixando o que é denominado “opsina branqueada” (quando a opsina é branqueada, os fotorrecep-tores se tornam menos sensíveis à luz, fenômeno conhecido como adaptação à luz). A opsina branqueada ativa a transducina 3, que, por sua vez, ativa a enzima fosfodiesterase 4, que, então, catalisa a decomposição de GMPc.

8. Com menos cálcio entrando na célula, a liberação de transmissor diminui 9 . Assim, sob luz, menos transmissor é liberado pelo terminal fotorreceptor. A informação sobre a presença de luz é, portanto, retransmitida por uma diminuição da sinalização para as próximas células da via visual, as células bipolares 10 .

As células fotorreceptoras do sistema visual dos vertebrados são diferentes dos sistemas visuais de outros animais, como insetos ou moluscos. Existem também fotorreceptores eletrônicos, que são componentes eletrônicos que detectam luz. Permite receber os estímulos da intensidade da luz, ou seja, a intensidade da luz, graças a isso, temos uma reação rápida nos neurônios motores.