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O estudo revela detalhes novos e essenciais de como os fotorreceptores trabalham

Mover-se ao redor na meia-luz é difícil mas nao impossível. Para ajudar-nos neste empreendimento nós temos as hastes, um tipo de presente sensível à luz das pilhas (fotorreceptores) na retina dos animais vertebrados, capaz de detectar muito as luminosidades reduzidas que reservam se mover aproximadamente mesmo em adegas ou em cavernas deficientemente iluminadas. São maravilhas biológicas capazes de detectar mesmo um único quantum da luz, mas precisam a manutenção contínua.

São os protagonista do estudo novo publicado em PNAS por uma equipe dos pesquisadores de SISSA - Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati e o materiali do dei do officina de Istituto do CNR-Iom nacional do Conselho de Pesquisa que revela detalhes novos e essenciais de como a retina funciona e em particular fotorreceptores.

Estes consistem em dois segmentos: o segmento exterior (OS) e o segmento interno (IS). O ósmio das hastes é esse onde a máquina biológica capaz de capturar a luz é encontrada, quando o IS-IS responsável para que a informação seja transferida ao cérebro. “Nós compreendemos que o segmento exterior é mais frágil do que o que foi pensado”, comenta Vincent Torre, neurocientista de SISSA que conduz a equipe que conduziu a pesquisa, adicionando “O ósmio consiste em uma pilha de discos do lipido que contêm as proteínas responsáveis para o phototransduction. Os discos novos estão gerados na base do ósmio quando os discos usados forem removidos na ponta do ósmio.

Tradicional, pensou-se que em uma pilha de aproximadamente 1000 discos havia uma uniformidade quase perfeita. Contudo, nosso trabalho mostra que os somente o primeiros 200 ou 300 discos na base do ósmio são aqueles eficazmente capazes de detectar o único fotão da luz, característico de qual vem a grande sensibilidade das hastes. Os outros discos posicionados perto da ponta perdem gradualmente a eficácia e sensibilidade e por este motivo devem ser dispor e substituído com os discos novos em condições perfeitas”.

Era o cálcio, um íon actual em grandes números nos processos biológicos que permitiram a compreensão deste mecanismo. Sua concentração no ósmio é um indicador excelente da funcionalidade e da integridade do phototransduction, o processo com que a luz de converso dos fotorreceptores no nervo sinaliza.

Com pontas de prova ópticas novas nós medimos a concentração e a distribuição do cálcio no ósmio. Usando instrumentos ópticos avançados da microscopia, nós podíamos estudar a distribuição deste metal com definição e precisão inauditas. O que emergiu das análises é que há uma maior concentração de cálcio na base do segmento exterior no que diz respeito à ponta, que ajuda a compreender a estrutura da haste que mostra sua não homogeneidade, como foi pensado até aqui.”

Dan Cojoc do Cnr-Iom

“Um segundo e nenhum resultado menos importante são a descoberta de alargamentos espontâneos do cálcio, isto é aumentos do rapid no cálcio. Estes alargamentos não são distribuídos mas são ficados uniformente nas pontas do ósmio, que mostra a existência de um inclinação funcional ao longo do ósmio, uma propriedade fundamental para a transdução do fotorreceptor de todos os animais vertebrados.” Cojoc conclui. Como uma luz de advertência, os alargamentos do cálcio indicam que os discos começam parar de trabalhar em seu melhor e precisar o retorno.

O artigo foi recomendado igualmente às opiniões pelo editor de PNAS - algo da faculdade reservado somente para as contribuições as mais importantes - para as seguintes razões: “Este artigo interessante usa um método novo da medida do cálcio para mostrar que as mudanças luz-dependentes do cálcio no segmento exterior das hastes são maiores na base do que na ponta”.

O neurocientista que Gordon Fain da Universidade da California continua, “estas diferenças pode reflectir um inclinação da energia que origine das mitocôndria do segmento interno. Os autores do estudo igualmente fazem a observação surpreendente que o cálcio aumenta espontâneamente na ponta e na base (mas mais frequentemente na ponta), assim como mais raramente no segmento interno. Estes aumentos produzem os alargamentos repentinos, isto é repicam da concentração do cálcio, que diminuem lentamente por diversos segundos e que permanecem locais sem propagar dentro do segmento exterior ou entre o segmento interno e exterior.”

A pesquisa, financiada por SISSA e pela região de FVG, oferece uma contribuição importante para a compreensão do olho e abre perspectivas interessantes no campo biomedicável.

Source:
Journal reference:

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