FOTOTRANSDUCCIÓN en la Retina. Con Imágenes y Video Tutorial

in #spanish5 years ago (edited)

En el marco del estudio del sistema sensitivo especial, el sentido de la vista resulta ser uno de los más interesantes, por cuanto involucra el procesamiento de los estímulos lumínicos para transducirlos en una sensación que contextualiza la imagen de los objetos observados en términos de forma, color, profundidad y movimiento, otorgándole al sistema nervioso un pool de datos de incalculable valor para la toma de decisiones que –en muchos casos- resultan definitivas en la preservación de la homeostasis del organismo.



La anatomía del globo ocular ha sido objeto de estudio preliminar en otro post que puedes volver a mirar, por lo que en esta ocasión me referiré con más detalles a una de sus túnicas constitutivas, vale decir, a la capa nerviosa o retina, con énfasis en las células fotorreceptoras, encargadas del proceso de transducción del estímulo luminoso hasta energía química y posterior corriente eléctrica, a manera de potenciales graduados locales (de receptor en principio), seguido de potenciales de acción ganglionares.


Las células fotorreceptoras conos y bastones conforman -junto a la bipolar, horizontales, amacrinas y ganglionares la red nerviosa constituyente de la retina y locus de la dinámica de fototransducción, propiciada cuando los estímulos luminosos atraviesan los medios transparentes (cornea, humor acuoso, cristalino y humor vítreo) hasta iniciar el primer evento de transducción de señal de carácter químico en esta instancia- denominado isomerización. Dicho proceso químico se produce una vez que la luz incide en el fotopigmento ubicado en la membrana plasmática del segmento externo.





Los bastones cuentan con el fotopigmento rodpsina, mientras que los conos presentan uno de tres tipos, en razón de lo cual se les diferencia o categoriza. Dichos fotopigmentos son proteínas que integran el segmento externo de la membrana celular, conformados a su vez por una glucoproteina –opsina y una molécula proveniente de la vitamina “A” –denominada retinal-, cuyo principal papel es la absorción de la luz.





Los fotopigmentos se clasifican según la longitud de onda que absorben, de tal forma que, por ejemplo, la rodopsina –opsina del bastón-, se excita con la luz azul o verde, en tanto que la señal lumínica netamente azul, verde o amarilla (incluso hasta rojo), es recibida de manera más expedita por alguno de los tres tipos de conos.


Isomerización y Corriente de Luz




Cuando el fotopigmento absorbe luz, ocurriendo el cambio conformacional de cis-retinal a trans-retinal, se da el primer paso de la transducción visual denominado isomerización, caracterizada por la separación completa entre el retinal y la opsina, generando un producto incoloro que denota esta etapa con el rótulo de blanqueamiento. En estas circunstancias de luminosidad, se activa la enzima transducina que, a su vez, acciona a otra llamada fosfodiesterasa (PDE), encargada de inhabilitar una molécula canal ubicada en el segmento externo de la célula fotorreceptora, con lo cual se cierran los canales para la entrada del catión sodio (Na+), cuya consecuencia inmediata es la hiperpolarización del cono o bastón, deteniendo la liberación del neurotransmisor inhibidor glutamato.


En el Video Tutorial inédito, les muestro la la secuencia de eventos de la FotoTransducción.

FUENTE reproductor del video de @tomastonyperez en youtube.com insertado por código embebido



La ausencia del glutamato, posibilita potenciales locales graduados en las neuronas bipolares –e incluso en las horizontales- que lateralmente surten efectos de atenuación y contraste visual. En la seguidilla, las bipolares excitan a las amacrinas y ambas propagan señales de excitación mediante sinapsis con las ganglionares, cuyos axones constituyen el inicio del nervio óptico (II par craneal). De esa forma comienza la vía de transmisión bioeléctrica (impulso nervioso), que circulará hasta el quiasma óptico, cuyas fibras constituirán el fascículo (óptico) con penetración al encéfalo alcanzando el tálamo (en los núcleos geniculados laterales). Finalmente, ocurrirá la sinapsis con las neuronas que conforman las radiaciones ópticas proyectadas hacia las áreas visuales de la neocorteza, a nivel de los lóbulos occipitales.





Esta disposición de la ruta visual, podría servir de argumento para explicar el por qué las señales visuales se procesan en tres sistemas distintos, de tal forma que uno de ellos se ocupe de la forma, otro del color y un tercero acometería lo relacionado con el movimiento, localización y organización espacial de los objetos.


Corriente Oscura

En la oscuridad, una enzima denominada recoverina propicia la activación de otra llamada guanilato ciclasa, encargada de catalizar la síntesis del guanosín monofosfato cíclico (GMPc), cuyo papel fisiológico como canal de puerta para el sodio (Na+) permite la entrada de este catión al interior del fotorreceptor, con lo cual su membrana se despolariza produciendo la exocitosis del neurotransmisor inhibidor (glutamato). Este hecho, procura la sinapsis con la neurona bipolar, aparte de estimular potenciales postsinápticos inhibitorios (PPSI), es decir, las células bipolares se hiperpolarizan, interrumpiendo cualquier tentativa señal visual por el nervio óptico.







  • Como han podido notar, en la retina (capa nerviosa del globo ocular), todas sus células componentes son responsables de la transducción de los estímulos lumínicos, pero, en los conos y bastones es donde se inicia la serie de eventos bioquímicos y bioeléctricos que desencadenan los impulsos que van a ser procesados en la neocorteza, como imágenes a color –o escala de grises-, con formas y profundidades determinadas, estáticas o en movimiento y en medio de un contexto espacial con particularidades.
  • Más allá de la anatomía macroscópica del globo ocular, con sus medios transparentes o túnicas integrantes, aquí se ha resaltado la fisiología de la visión, en términos del proceso de fototransducción, como un ejemplo de lo complejo del sentido de la vista, en cuanto a la generación de las sensaciones visuales.




  • Ganong, W. ( 1996 ). Fisiología Médica. Decimoquinta. Edición en español. Editorial El Manual Moderno: México.
  • Moyes, C. y Schulte, P.( 2007) Principios de Fisiología Animal. 1era Edición.Editorial Pearson.Addison-Wesley.
  • Tórtora y Derrickson.( 2013 ). Principios de Fisiología y Anatomía. 11va edición. Editorial Harcourt Brace: Madrid.
  • Van de Graff, K. Y Ward Rhees, R. (1989) Anatomía y Fisiología Humanas. México: Interamericana-McGraw-Hill.

Fuentes de las Imágenes

Fuente 1 Fuente 2 Fuente 3 Fuente 4

Nota: Las imágenes inéditas compuestas fueron procesadas por el autor con dispositivo Tablet Samsung 10.1 y el programa Power Point para convertirlas en .jpg, .gifs y .wmv



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Excelente post estimado profesor @tomastonyperez, aún cuando es poca la información que manejo sobre esta temática de células fotorreceptoras, tu manuscrito como siempre muy comprensible por su evidente orientación didáctica.

Saludos cordiales, sigamos creciendo.

Gracias, estimado @lupafilotaxia ...este es un tema de gran interés para quienes estudian fisiología, en cuanto al tejido nervioso y los sistemas sensitivos especiales. Agradezco tus amables comentarios. saludos

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Saludos estimado @tomastonyperez. Excelente explicación, muy didáctico como siempre. Tenías razón al decir que el post llamaría mi atención por la química inmersa, aunque las moléculas implicadas son más del área de la bioquímica, es interesante como el fenómeno de isomerización de una molécula, que no es más que la alteración de su disposición geométrica, se desencadena por la absorción de luz y que esto es lo que produce los impulsos nerviosos que son interpretados como la visión. Me lleva a pensar, ¿se podría sufrir entonces de algún tipo de ceguera por falta de vitamina A?

Estimado @emiliomoron gracias por leer esta entrega. Respecto a tu pregunta, te digo que la vitamina A es determinante en la visión...su deficiencia propicia ciertos tipos de ceguera, como la nocturna. A parte puede influir en el comportamiento de la conjuntiva y llegar a ocasionar ulceras corneales, entre otros trastornos. Saludos.

Puedo ver la importancia que tiene, hay que cuidar nuestra visión aportando vitamina A en nuestra dieta entonces. Otra cosa, me imaginaba esos momentos nocturnos en los que tenemos las luces encendidas y al cortarse repentinamente la electricidad no podemos ver en absoluto hasta que ha pasado un instante, es el tiempo que le debe tomar a la opsina y el retinal recombinarse

Excelente Profe @tomastonyperez, me encantó la sencillez y lo didáctico del video, lo cual permite que la información sea más fácil de digerir tomando en cuenta lo complicado de los procesos que implican la fototransducción en la retina.

Mi estimadisima @elvigia siempre consecuente. Agradezco tus comentarios y comparto tus impresiones respecto a la importancia de este proceso. Gracias por participar

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Saludos mi estimado profesor @tomastonyperez, como ya es costumbre sus publicaciones son maravillosas e interesantes, sobre todo en la forma como la planteas y la escribes para un mejor entendimiento.

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