Investigadores descubren un primer paso crítico del proceso visual
Crédito: CC0 Public Domain
Se han identificado los componentes clave de las conexiones eléctricas entre los receptores de luz en el ojo y el impacto de estas conexiones en los primeros pasos del procesamiento de la señal visual por primera vez, según una investigación publicada hoy en Science Advances por el Centro de Ciencias de la Salud de la Universidad de Texas en Houston (UTHealth).
Para comprender completamente cómo los receptores de luz, llamados fotorreceptores, afectan las primeras etapas del proceso de la visión, los investigadores tradicionalmente han centrado su atención en cómo dos células sensoriales clave, los bastones y los conos, convierten las partículas elementales de luz en señales eléctricas y cómo estas señales son retransmitido al cerebro a través de circuitos dedicados. Los bastones se utilizan para la visión nocturna y los conos para la visión diurna y en color. Si bien se sabe desde hace algún tiempo que las señales eléctricas pueden propagarse entre los fotorreceptores a través de conectores celulares llamados uniones comunicantes, la naturaleza y la función aún no se conocen bien.
«Esta investigación conducirá a una mejor comprensión de cómo el la retina procesa las señales de los bastones y los conos en los ojos, en particular en condiciones de iluminación ambiental cuando ambos tipos de fotorreceptores están activos, como al amanecer y al anochecer. Este conocimiento no se encuentra actualmente y es posible que deba tenerse en cuenta al diseñar fotorreceptores o implantes de retina para restaurar la visión», dijo Christophe P. Ribelayga, Ph.D., coautor principal del estudio y profesor asociado y presidente de Bernice Weingarten en el Departamento de Oftalmología y Ciencias Visuales de Ruiz en la Escuela de Medicina McGovern en UTHealth.
El coautor principal Steve Massey, Ph.D., es profesor, presidente de Elizabeth Morford y director de investigación en el Departamento de Oftalmología y Ciencias Visuales de Ruiz en McGovern Medical Schoo l en UTHealth.
El acoplamiento o comunicación entre bastones y conos en la retina es fundamental para comprender cómo funciona el proceso de señalización visual.
Lo que los investigadores descubrieron, para su sorpresa, es que los bastones no se comunican directamente con otros bastones y los conos rara vez se comunican directamente con otros conos. En cambio, la mayoría de la señalización ocurre a través de la comunicación entre bastones y conos. Los investigadores identificaron una proteína específica llamada conexina36 (Cx36) como el principal componente de las uniones gap de bastón/cono.
«Observamos que cada bastón tiene acceso eléctrico a un cono y que las uniones gap de cono/cono son muy raro», dijo Massey. «Estimamos que más del 95% de todas las uniones gap entre fotorreceptores son uniones gap de bastón/cono; tienen el mayor volumen y la mayor conductancia. Por lo tanto, las uniones gap de bastón/cono dominan la red de fotorreceptores tanto en tamaño como en número».
Para ayudar a los investigadores a comprender mejor cómo se organiza la red de fotorreceptores, desarrollaron cepas genéticas de ratones para el trabajo que se criaron para eliminar las uniones comunicantes en bastones o conos.
«Nuestro estudio tiene implicaciones importantes», dijo Ribelayga. «Nuestros datos posicionan las uniones de espacio entre cono y bastón como la piedra angular de la red de fotorreceptores. deficiente para la entrada de esta vía. En experimentos futuros, usaremos estos animales para determinar la importancia funcional de la vía de bastón/cono en el procesamiento retiniano de las señales de bastón y para la visión».
En 2018, Los investigadores del Departamento de Oftalmología y Ciencias Visuales de Ruiz recibieron más de $4 millones en subvenciones del Instituto Nacional del Ojo de los Institutos Nacionales de Salud para estudiar el desarrollo, la función y las interacciones eléctricas de los fotorreceptores. Ribelayga y Massey lideraron el esfuerzo para diseñar la arquitectura de la red de receptores acoplados eléctricamente, un paso crítico hacia una mejor comprensión de cómo los fotorreceptores codifican las señales de luz y cómo la retina procesa estas señales.
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Se ha demostrado que la interrupción del transporte de glucosa a los bastones y conos causa pérdida de visión en la retinosis pigmentaria Más información: Arquitectura molecular y funcional de la red de fotorreceptores de ratón, Science Advances 8 de julio de 2020 : vol. 6, núm. 28, eaba7232, DOI: 10.1126/sciadv.aba7232 , advances.sciencemag.org/content/6/28/eaba7232 Información de la revista: Science Advances
Proporcionado por el Centro de Ciencias de la Salud de la Universidad de Texas en Cita de Houston: Los investigadores descubren un paso inicial crítico del proceso visual (8 de julio de 2020) consultado el 31 de agosto de 2022 en https://medicalxpress.com/news/2020-07-uncover-critical-early -visual.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.