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Lo studio rivela i nuovi e dettagli essenziali di come i fotoricettori funzionano

Muovendosi intorno nella penombra è difficile ma non impossibile. Per aiutarci in questa impresa abbiamo i coni retinici, un tipo di presente sensibile alla luce delle cellule (fotoricettori) nella retina dei vertebrati, capace di rilevazione delle scarse visibilità molto che concedono muoversi circa anche in cantine o caverne male accese. Sono meraviglie biologiche capaci di rilevazione anche del quantum singolo di indicatore luminoso, ma hanno bisogno della manutenzione continua.

Sono i protagonisti di nuovo studio pubblicato in PNAS da un gruppo dei ricercatori di SISSA - Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati e il materiali di dei di officina di Istituto del CNR-Iom del Consiglio nazionale delle ricerche che rivela i nuovi e dettagli essenziali di come la retina funziona ed in particolare fotoricettori.

Questi consistono di due segmenti: il segmento esterno (OS) ed il segmento interno (IS). L'OS dei coni retinici è quello dove il commputer biologico capace di cattura dell'indicatore luminoso è individuato, mentre il IS-IS responsabile delle informazioni da trasferire al cervello. “Abbiamo capito che il segmento esterno fosse più fragile di che cosa è stato pensato„, commentasse Vincent Torre, neuroscenziato di SISSA che piombo il gruppo che ha condotto la ricerca, aggiungente “L'OS consistesse di una pila di dischi del lipido che contengono le proteine responsabili del phototransduction. I nuovi dischi sono generati alla base dell'OS mentre i dischi usati sono eliminati al suggerimento dell'OS.

Tradizionalmente, è stato pensato che in una pila di circa 1000 dischi c'fosse l'uniformità quasi perfetta. Tuttavia, il nostro lavoro indica che i soltanto primi 200 o 300 dischi alla base dell'OS sono quelli efficacemente capaci di rilevazione del fotone singolo di indicatore luminoso, caratteristico da quale vengono la grande sensibilità dei coni retinici. Gli altri dischi posizionati vicino al suggerimento perdono gradualmente l'efficacia e la sensibilità e per questo motivo devono essere eliminati e sostituiti con i nuovi dischi nello stato perfetto„.

Era il calcio, uno ione presente in grandi numeri nei trattamenti biologici che hanno permesso la comprensione di questo meccanismo. La sua concentrazione nell'OS è un indicatore eccellente della funzionalità e dell'integrità del phototransduction, il trattamento con cui il convertito dei fotoricettori attacca i segnali del nervo.

Con le nuove sonde ottiche abbiamo misurato la concentrazione e la distribuzione di calcio nell'OS. Facendo uso degli strumenti ottici avanzati di microscopia, potevamo studiare la distribuzione di questo metallo con risoluzione ed accuratezza senza precedenti. Che cosa è emerso dalle analisi è che c'è maggior concentrazione di calcio alla base del segmento esterno riguardo al suggerimento, che contribuisce a capire la struttura dei bastoncini che mostrano la sua non omogeneità, come è stato pensato finora.„

Dan Cojoc del Cnr-Iom

“Un secondo e niente di meno il risultato importante è la scoperta dei chiarori spontanei del calcio, cioè aumenti della rapida in calcio. Questi chiarori neppure non si distribuiscono ma posizionati nei suggerimenti dell'OS, che mostra l'esistenza di un gradiente funzionale lungo l'OS, i beni fondamentali per trasduzione del fotoricettore di tutti i vertebrati.„ Cojoc conclude. Come un indicatore luminoso d'avvertimento, i chiarori del calcio indicano che i dischi cominciano smettere di lavorare al loro meglio ed avere bisogno del volume d'affari.

L'articolo egualmente è stato raccomandato alle opinioni dall'editore di PNAS - qualcosa della facoltà riservato soltanto ai contributi più importanti - per le seguenti ragioni: “Questo articolo interessante usa un nuovo metodo di misura del calcio per indicare che i cambiamenti dipendenti dalla luce di calcio nel segmento esterno dei coni retinici sono maggiori alla base che al suggerimento„.

Il neuroscenziato che Gordon dell'università di California continua Fain, “queste differenze può riflettere un gradiente di energia che proviene dai mitocondri del segmento interno. Gli autori dello studio egualmente fanno più raramente l'osservazione stupefacente che il calcio aumenta spontaneamente sia al suggerimento che alla base (ma più spesso al suggerimento) come pure nel segmento interno. Questi aumenti producono i chiarori improvvisi, cioè alza di concentrazione nel calcio, che diminuiscono lentamente per parecchi secondi e che rimangono locali senza propagarsi dentro il segmento esterno o fra il segmento interno ed esterno.„

La ricerca, costituita un fondo per da SISSA e dalla regione di FVG, offre un contributo importante alla comprensione dell'occhio ed apre le prospettive interessanti nel campo biomedico.

Source:
Journal reference:

Li, Y., et al. (2020) Calcium flares and compartmentalization in rod photoreceptors. PNAS. doi.org/10.1073/pnas.2004909117.