A química da visão humana - o ciclo Retinoid

O ciclo retinoid, igualmente chamado o ciclo visual, é um sistema complexo que reabasteça os compostos que são necessários para que a luz active os receptors no olho. Este ciclo foi descrito primeiramente em detalhe por George Wald, para que ganhou o prémio nobel na fisiologia ou na medicina em 1967.

Anatomia e fisiologia

Há três fotorreceptores importantes encontrados na retina na parte de trás do olho. Os dois tipos principais são as pilhas de haste e as pilhas de cone. As pilhas de Rod são envolvidas na visão da luminosidade reduzida e encontradas em torno das bordas da retina, conseqüentemente são igualmente importantes na visão periférica.

Rod e pilhas de cone. O regime de pilhas retinas é mostrado em um secção transversal. Crédito de imagem: Designua/Shutterstock
Rod e pilhas de cone. O regime de pilhas retinas é mostrado em um secção transversal. Crédito de imagem: Designua/Shutterstock

As pilhas de cone são encontradas principalmente no centro da retina e negociam a detecção de cores diferentes. Há 3 tipos de pilha de cone, que são activados por comprimentos de onda diferentes da luz visível. Quando uma determinada combinação destes 3 tipos de pilha de cone é activada, esta iguala a uma cor particular que o cérebro possa interpretar.

As pilhas de haste e as pilhas de cone contêm um tipo de opsins chamados proteína, que são sensíveis à luz e são necessários para o phototransduction - de onde a luz que bate a retina seja transformada em um sinal elétrico através do nervo ótico para o cérebro. Opsins é receptors G-proteína-acoplados, assim que quando ativados, activam uma cascata de outras reacções que conduza à produção de sinais elétricos ao cérebro.

As moléculas de Opsin combinam com o cromóforo 11-cis-retinal para formar o rhodopsin, que é o pigmento principal encontrado em pilhas de haste. 11-cis-retinal está convertido a todo-transporte-retina quando a luz estimula os fotorreceptores, e está liberada do opsin. Para que as pilhas sejam estimuladas outra vez, e para mais sinais enviados ao cérebro, necessidades todo-transporte-retinas de ser recicl de novo em 11-cis-retinal.

A maioria desta que recicl ocorre em uma secção da retina chamada o epitélio retina do pigmento, ou em pilhas de RPE. O RPE é uma camada de pilhas situadas na camada ultraperiférica da retina, e anexadas ao choroid, onde os vasos sanguíneos são encontrados.

Etapas Retinoid do ciclo

O ciclo começa depois que a luz bate a retina e estimula um fotorreceptor, produzir todo-transporte-retina.

  1. Todo-transporte-retina é bombeado fora dos fotorreceptores pelo transportador ABCA4, e reduzido no todo-transporte-retinol pelas desidrogenases RDH8 e RDH12 do retinol.
  2. o Todo-transporte-retinol difunde nas pilhas de RPE ligando à proteína retinoid-obrigatória do interphotoreceptor (IRBP).
  3. O acyltransferase do retinol da lecitina (LCAT) converte o todo-transporte-retinol em ésteres do retinyl.
  4. Estes ésteres do retinyl são armazenados nos retinosomes que são corpos do lipido nas pilhas de RPE usadas para o armazenamento dos metabolitos.
  5. Os ésteres do retinyl podem então ser alterados outra vez por RPE65 em 11-cis-retinol
  6. Finalmente, RDH5 oxida 11-cis-retinol em 11-cis-retinal.
  7. 11-cis-retinal difunde então para trás fora da pilha de RPE no fotorreceptor com a ajuda de IRBP, onde recombines com o opsin pronto para a estimulação.

Doenças associadas

Este ciclo é muito importante em permitir o phototransduction contínuo na retina. Sem este ciclo, o olho não poderia funcionar.

Com as muitas das enzimas e de outras proteínas envolvidas no ciclo retinoid, há uma possibilidade de mudanças (ou de mutações) que podem causar uma variedade de doenças. Por exemplo, uma mutação em ABCA4 ou em um ARO pode conduzir à degeneração macular relativa à idade (AMD), ou ao amaurosis congenital de Leber (LCA) que são ambas as doenças que causam uma perda de visão. Outras doenças possíveis incluem a cegueira de noite e o pigmentosa (CSNB) estacionários congenitais da retinite.

11-cis-retinal e todo-transporte-retina são tipos da vitamina A. Isto significa que o ciclo retinoid pode ser afectado pela deficiência da vitamina A. Este é um problema grave, especialmente nas crianças, com 250 milhão crianças prées-escolar calculadas afectou no mundo inteiro.

Fontes

Further Reading

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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