La chimie de la visibilité humaine - le cycle de rétinoïde

Le cycle de rétinoïde, aussi appelé le cycle visuel, est un système complexe qui complète le niveau des composés qui sont nécessaires pour que la lumière active les récepteurs dans l'oeil. Ce cycle a été la première fois décrit en détail par George Wald, pour lequel il a gagné le prix Nobel en physiologie ou médicament en 1967.

Anatomie et physiologie

Il y a trois photorécepteurs importants trouvés dans la rétine derrière l'oeil. Les deux types principaux sont les cellules de tige et les cellules de cône. Les cellules de Rod sont impliquées dans la visibilité de faible luminosité et sont trouvées autour des arêtes de la rétine, pour cette raison elles sont également importantes dans la visibilité périphérique.

Rod et cellules de cône. L
Rod et cellules de cône. L'agencement des cellules rétiniennes est montré dans une coupe transversale. Crédit d'image : Designua/Shutterstock

Des cellules de cône sont principalement trouvées au centre de la rétine et négocient le dépistage de différentes couleurs. Il y a 3 types de cellule de cône, qui sont activés par différentes longueurs d'onde de la lumière visible. Quand une certaine combinaison de ces 3 types de cellule de cône sont activées, ceci égalise à une couleur particulière que le cerveau peut interpréter.

Les cellules de tige et les cellules de cône contiennent les opsins appelés d'un type de protéine, qui sont sensibles à la lumière et sont nécessaires pour le phototransduction - où la lumière heurtant la rétine est transformée en signe électrique par l'intermédiaire du nerf optique au cerveau. Opsins sont les récepteurs G-protéine-accouplés, ainsi une fois activés, ils activent une cascade d'autres réactions qui mène à la production des signes électriques au cerveau.

Les molécules d'Opsin combinent avec le chromophore 11-cis-retinal pour former la rhodopsine, qui est le pigment principal trouvé en cellules de tige. 11-cis-retinal est converti en tout-transport-rétinien quand la lumière stimule les photorécepteurs, et elle est relâchée de l'opsin. Pour que les cellules soient stimulées de nouveau, et pour plus de signes envoyés au cerveau, les besoins tout-transport-rétiniens d'être réutilisé de nouveau dans 11-cis-retinal.

Les la plupart de ceci qui réutilise se produisent en partie de la rétine appelée l'épithélium pigmentaire rétinien, ou cellules de RPE. Le RPE est une couche de cellules situées dans la couche extérieure de la rétine, et fixées au choroïde, où des vaisseaux sanguins sont localisés.

Opérations de cycle de rétinoïde

Le cycle commence après que la lumière heurte la rétine et stimule un photorécepteur, production tout-transport-rétinienne.

  1. Tout-transport-rétinien est pompé hors des photorécepteurs par le tambour de chalut ABCA4, et réduit dans le tout-transport-rétinol par les déshydrogénases RDH8 et RDH12 de rétinol.
  2. le Tout-transport-rétinol diffuse dans les cellules de RPE en grippant à la protéine rétinoïde-grippante d'interphotoreceptor (IRBP).
  3. L'acyltransférase de rétinol de lécithine (LCAT) estérifie le tout-transport-rétinol dans des esters de retinyl.
  4. Ces esters de retinyl sont enregistrés dans les retinosomes qui sont des fuselages de lipide dans les cellules de RPE utilisées pour le stockage des métabolites.
  5. Les esters de retinyl peuvent alors être modifiés de nouveau par RPE65 dans 11-cis-retinol
  6. En conclusion, RDH5 oxyde 11-cis-retinol dans 11-cis-retinal.
  7. 11-cis-retinal diffuse alors soutient de la cellule de RPE dans le photorécepteur avec l'aide d'IRBP, où il recombine avec l'opsin disponible pour la stimulation.

Les maladies associées

Ce cycle est très important en permettant le phototransduction continu dans la rétine. Sans ce cycle, l'oeil ne pourrait pas fonctionner.

Avec plusieurs des enzymes et d'autres protéines impliquées dans le rétinoïde faites un cycle, il y avez une possibilité de modifications (ou de mutations) qui peuvent entraîner un grand choix de maladies. Par exemple, une mutation dans ABCA4 ou un CAD peut avoir comme conséquence la dégénérescence maculaire liée à l'âge (DMA), ou l'amaurosis congénital de Leber (LCA) qui sont les deux maladies qui entraînent une perte de visibilité. D'autres maladies possibles comprennent l'héméralopie et les rétinites pigmentaires (CSNB) stationnaire congénitale.

11-cis-retinal et tout-transport-rétiniens sont des types de vitamine A. Ceci signifie que le cycle de rétinoïde peut être affecté par déficit de vitamine A. C'est un problème grave, particulièrement chez les enfants, avec 250 millions d'enfants préscolaires environ a affecté mondial.

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Last Updated: Jun 16, 2019

Written by

Jack Davis

Jack is a freelance scientific writer with research experience in molecular biology, genetics, human anatomy and physiology, and advanced analytical chemistry. He is also highly knowledgeable about DNA technology, drug analysis, human disease, and biotechnology.

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