Usuari:Carla Garces Escoda/proves

CONS i BASTONS

Els cons i bastons són cèl·lules especialitzades, anomenades cèl·lules fotoreceptores o fotoreceptors, que es troben a la Retina (a la capa més interna de l'Ull) i són responsables de la nostra visió. Es diferencien en el fet que, els cons reben els estímuls lluminosos de dia i són els responsables dels colors; i els bastons reben estímuls lluminosos de nit o en condicions de poca llum(2).

Les cèl·lules fotoreceptores o fotoreceptors són les cèl·lules sensibles a l'energia lluminosa (a la Llum) que tradueixen aquest tipus d'energia en activitat elèctrica, un tipus d'energia que el nostre sistema nerviós (SN) pot entendre, a través de la fototransducció.

Bastons

Estructura dels bastons: S'observen les regions funcionals de les quals està compost el fotoreceptor Bastó: (1) (2) (3)

Cons

Els cons són les cèl·lules neuroepitelials especialitzades en la recepció d'estímuls de llum cromàtica, sensibles a la llum, que estan situades a la retina dels vertebrats en l'anomenada capa de cons i bastons. Els cons varien en nombre de 6 a 7 milions i són més abundants a la regió central, especialment a la fòvea. Reben aquest nom perquè en realitzar sinapsis amb la segona neurona es crea una forma conoide, de con.

En l'espècie humana i en molts altres primats hi ha tres tipus diferents de cons, cada un d'ells sensible de forma selectiva a la llum d'una longitud d'ona determinada; vermella (pic de sensibilitat; 558nm), verda (pic de sensibilitat; 532nm) i blava (pic de sensibilitat; 420nm). Aquesta selectivitat específica es deu a unes substàncies anomenades opsines.

Pel que, aquestes cèl·lules són les responsables de la visió diürna i de la visió en colors (ens donen la percepció del color i el fet de poder diferenciar entre ells). Aquest tipus de fotoreceptors tenen capacitat per a la visió aguda o detallada, és a dir, donen la capacitat a l'ull de percebre els petits detalls en els objectes, i són menys sensibles a la llum que els bastons. La falta d'ells es tradueix en una ceguesa funcional.

Segons l'oftalmòleg JD Solomon; cada un dels cons en la fòvea es connecta amb una cèl·lula ganglionar que va directament al cervell; els cons transmeten a la retina a les cèl·lules bipolars que connecten amb les cèl·lules ganglionars d'on parteix el nervi òptic que envia la informació al cervell.

Regions funcionals:

1. Segment extern; regió especialitzada en la fototransducció, conté la maquinària bioquímica necessària per al cicle visual, on es troba el fotopgiment (la conopsina)
2. Segment intern: conté el nucli de la cèl·lula i la majoria de la
3. Terminal sinàptica: prolongació del segment intern que estableix contacte amb les cèl·lules bipolars i altres interneurones que tenen receptors per a l'àcid glutàmic alliberat pels fotoreceptors

Teoria Tricomàtica de la Visió del Color

Proposada per Thomas Young l'any 1802 i reelaborada per Herman von Helmholtz l'any 1852, basada en els experiments d'identificació i correspondència de colors realitzats per James Clerk Maxwell. Aquesta postula que "Qualsevol color és el resultat de l'activació de tres tipus de cons.", és a dir, sosté que la percepció del color és el resultat de la interacció de tres mecanismes receptors que tenen diferents sensibilitats espectrals, que són sensibles a diferents longituds d'ona.

Thomas Young va dir que l'ull detecta diferents colors perquè conté tres tipus de receptors, cada un d'ells sensible a una única tonalitat de color. Existeixen quatre tipus diferents d'opsina en la retina humana: 1 per a la rodopsina + 3 per a la conopsina. En la conopsina hi ha una opsina per a cada fotopigment dels cons, cada un d'ells més sensibles a la llum d'una determinada longitud d'ona: tenim molts més cons a la retina per al color vermells que pel verd i, posteriorment, el blau. La falta d'aquests provoca Dicromatisme:

• Vermell; cons d'ona llarga - protanopia

• Verd; cons d'ona mitjana - deuteranopia

• Blau; cons d'ona curta - tritanòpsia

El funcionament d'aquesta teoria és el següent: un receptor és sensible al color vermell, un altre al color verd i un tercer al color blau. Les combinacions d'aquests tres colors produeixen tots els colors que som capaçxs de percebre. Lxs investigadorxs sugereixen que som capaçxs de percebre entre set milions de colors diferents. Els fotoreceptors també tendeixen a tenir diferents nivells de sensibilitat; els receptors blaus són els més sensibles mentre que els receptors vermells són els menys sensibles. Tot i això, la capacitat per a percebre el color requereix una interacció entre almenys dos tipus de fotoreceptors. Aquests tres colors es poden combinar per a formar qualsevol color visible en l'espectre, i és la força dels senyals detectats el que determina com el nostre cervell interpreta els colors en l'ambient.

Des d'un punt de vista evolutiu, la visió tricomàtica sembla aparèixer per ajudar a lxs nostres antecessorxs a trobar aliments. Només un petit grup de primats té una visió del color similar a la humana. La visió del groc i el blau ajuda a seleccionar les fruites. La visió del verd i el vermell ajuda a trobar les fulles més fresques, tendres i nutritives.

Aquesta teoria és essencial per al funcionament de molts processos de reproducció del color, com la televisió, la fotografia o la impressió tricromàtica.

Fototransducció

La Transducció Visual o Fototransducció consisteix en la conversió de l'energia lluminosa en canvis de potencial de membrana (despolarització / hiperpolarització) dels fotoreceptors.

Els pigments visuals (rodopsiona en els bastons: conopsina en els cons) són compostos formats per una petita molècula que absorbeix la llum. La rodopsina abosrbeix la llum principalment en la longitud d'ona de 500 a 5050 nm (grguenca) i està formada per la proteïna opsina i un carotenoide anomenat retinal (aldehid de la Vitamina A).

Ambient de Foscor:

Els fotoreceptors tenen canals de Na+ que són activats directament pel GMPc.

En la foscor, la concentració de GMPc que hi ha en l'interior dels fotoreceptors és suficient per mantenir oberts els canals iònics pel sodi. Donat que la concentració de Na+ és molt major en el medi extracel·lular que en l'inetrior de les cèl·lules, s'origina una entrada significativa d'ions de sodi a favor de gradient. Aquest flux d'ions origina una corrent de càrregues positives, anomenada "corrent de foscor·, que porta el potencial de membrana del fotoreceptor a un valor proper a -40 mV (un valor més positiu que el presentat en repós per les neurones de -70 mV), conegut com a Despolarització.

La despolaritzaciño de la membrana permet l'obertura dels canals de calci activats per voltatge. L'entrada de l'ió calci (Ca2+), afavorida pel gradient electroquímic, permet l'alliberació per exocitosi del neurotransmissor present en els fotoreceptors, el Glutamat.

En la foscor els fotoreceptors alliberen continuament glutamat cap als receptors presents en les cèl·lules bipolars de la retina.

____ El sodi (Na+) entra pels canals GMP cíclics dins la membrana cel·lular produïnt una despolarització del fotoreceptor. El fotopigment Rodopsina (Opsina-Retinal) es manté unit en els bastons, i el fotopignemnt Conopsina en els cons. El fotoreceptor despolaritzat alliberta Glutamat constantment. El glutamat s'uneix als receptors NMDA i AMPA en el medi extracel·lular. Es produeix la inhibició de la cèl·lula bipolar per hiperpolarització.

Ambient de Llum:

Com s'acaba de mencionar, la rodopsina conté en la seva estructura un retinal. Al ser absorbits, els fotons indueixen un canvi conformacional del retinal convertint-lo de la forma 11-cis-retinal (configuració inestable) a la forma todo-trans-retinal (configuració més estable). (introduïr foto) Hi ha una conversió de la rodopsina en metarrodopsina II per efecte de la llum.

1) La absorció de llum pels pigments visuals desencadena una sèrie d'events intracel·lulras que, finalment, condueixen a un canvi en el flux dels ions a través de canals presents en la membrana dels fotoreceptors, el que alhora mofifica el seu potencial de membrana.

L'event fotoquímic inicial en la transducció visual és l'aborció d'un fotó per la rodopsina. Aquest procés resulta en una isomerització molt ràpida del 11-cis-retinal a la forma todo-trans-retinal, utilitzant l'energia lluminosa.

La rodopsina pertany a la familia de preoteines que poden activar les proteines G. Existeix una en particular anomenada Transduccina, en contacte amb la rodopsina. EL canvi conformacional de la rodopsina induït per la llum origina l'activació d'aqeusta transduccina, que s'uneix a un GTP (trifosfat de guanosina) i es dissocia en dos complexos: una subunitat unida al GTP amnomenada a-GTP, i en el complex BG. La subunitat a-GTP de la transduccina s'uneix a la subunitat reguladora de l'enzim Fosfodiesterassa de GMPc, el que condueix a l'activaciño d'aquest enzim i, per acció d'aquest, a la degradació dels canals GMP cíclics.

La llum disminueix l'alliberaciño de glutamat pels fotoreceptors. Al incidir estímuls lluminosos sobre els fotoreceptors s'activa la proteina G, la transduccina, que estimula l'enzim fosfodiesterassa de GMPc, el qual redueix els nivells dels canals GMP cíclics de forma important. Com a resultat, no es poden ja mantenir oberts els canals de Na+ activats perl GMPc i, per tant, hi ha una disminució significativa de la concentració de Na+ en l'interior del fotoreceptor. Al interrompre's "el corrent de foscor", el potencial de membrana del fotoreceptor adquireix valors més negatius, produint una hiperpolartizació.

La conseqüència directa d'aquest canvi en el potencial de membrana és el tancament posterior dels canals de Ca2+ i, al disminuir el flux d'ions de calci, els fotoreceptors deixen d'alliberar glutamat i d'estimular les cèl·lules ganglionars.

L'activació d'aquests receptors provoca la generacióde potencials d'acció que són conduits a les terminals nervioses de les cèl·lules bipolars on produeixen l'alliberació del seu neurotransmissor i la excitació de les següents cèl·Lules ganglionars, les quals condueixen la infromaciño dinàptica cap el nervi òptic i, a través d'aquest, a les regions corticals.

____

La llum és captada per fotopigments que hi ha a la part més externa dels fotoreceptors, la llum és captada per la rodopsina. La unió Opsina-Retinal es trenca a causa de l'entrada de la llum i s'activa la Opsina. L'activació de la Opsina produeix l'activació de la Proteïna G (anomenada Transduccina) que, a la vegada, produeix l'activació de l'enzim Fosfodiesterassa. Aquest enzim activat trenca els canals GMP cíclic, impedint l'entrada de Na+ a la membrana i hiperpolaritzant el fotoreceptor. La hiperpolarització comporta una reducció de l'alliberament del glutamat i conseqüentment la reducció de la seva unió amb els receptors NMDA i AMPA. Es produeix l'activació de la cèl·lula bipolar per despolarització.

Codificació

El SN dels éssers humans té cinc tipus deiferents de codificació, per a la codificació del sistema visual s'utilitza el Camp Receptor. El camp receptor d'una neurona del sistema visual és la zona del camp visual on la presentació d'un estímul produeix un canvi en la resposta d'aquesta neurona, ens son infromació sobre la localització. El camp receptor d'una cèl·lula ganglionar és la part de la retina sobre la qual ha d'incidir la llum per a que es modifiqui la seva activitat, aquesta modificació pot consistir en un augment o una disminució de la taxa de resposta. Els camps receptors de les cèl·lules ganglionars són concèntrics; amb un centre i una perifèria antagònics, ens podem trobar davant de dues situacions possibles:

1. Centre ON / Perifèria OFF

Es mesura la lluminositat relativa d'un estímul visual respecte al fons. Es senyalen els increments en el nivell d'il·luminació del camp receptor.

2. Centre OFF / Perifèria ON

Es mesura la foscor relativa d'un estímul visual respecte al fons. Es senyalen les disminucions en el nivell d'il·luminació del camp receptor.

Teoria de Codificació per Oposició al Color

La codificació tricomàtica, que té lloc en els cons, canvia a un sistema d'Oposició al Color en les cèl·lules ganglionars. Hi ha unes cèl·lules ganglionars especialitzades en el color anomenades Oponents Simples; tenen un camp receptor amb antagonisme centre / perifèria a parell de colors primaris.

• Centre Groc / Perifèria Blau
• Centre Blau / Perifèrica Groc
• Centre Vermell / Perifèria Verd
• Centre Verd / Perifèria Vermell

Els ésser humans no som capaços de percebre un "verd vermellós" o un "blau groguenc", és a dir, no som capaços de percebre color quan les dues longituds d'ona oponents es reflecteixen en el centre del camp receptor. Només una mateixa cèl·lula ganglionar pot indicar un color.

Anàlisis del Color: cèl·lules oposants dobles

Les Cèl·Lules Oposants estan situades en els blobs de V1, tenen camps receptors concèntrics amb antagonisme centre / perifèria i oposició doble al color que responen a contrastos de color. Reben informació dels sitemes mangocel·lular i parvocel·lular. Tenen la funció d'analitzar el color on es poden donar tres situacions diferents:

1. Una estimulació amb longitud d'ona homogènia (només un dels colors) no modifica la taxa basal de resposta de la cèl·lula. El resultat és la Taxa Basal.
2. Si en una cèl·lula de centre Vermell+ i Verd- incideix la llum vermella al centre i la llum verda a la perifèria, respondrà augmentant la seva taxa basal. El resultat és l'Activació.
3. Si en una cèl·lula de centre Vermell+ i Verd- incideix la llum vermella a la perifèria i la llum verda al centre, respondrà disminuint la seva taxa basal. El resultat és la Inhibició.

Recorregut

Els potencials d'acció generats en les cèl·lules ganglionar són tranmessos pel nervi òptic a tres àrees del cervell: el tàlem, el colícle superior i a la regió pretectal. Aixií, la succesió d'events de llum i foscor es transmeten de la retina al cervell com un patró de potencials d'acció, en el que els estímuls lluminosos es representen per activitat eslèctrica neuronal i l'ausència de llum correspon a períodes en que no s'pbserven potencials d'acció.