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El estudio revela los nuevos y esenciales detalles de cómo los fotorreceptores trabajan

La mudanza alrededor en la penumbra es difícil pero no imposible. Para ayudarnos en esta empresa tenemos las varillas, un tipo de presente sensible a la luz de las células (fotorreceptores) en la retina de vertebrados, capaz de descubrir las luces cortas muy que permiten moverse alrededor incluso en sótanos o cuevas mal encendidos. Son maravillas biológicas capaces de descubrir incluso un único quantum de luz, pero necesitan mantenimiento contínuo.

Son los protagonistas del nuevo estudio publicado en PNAS por personas de investigadores de SISSA - Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati y el materiali del dei del officina de Istituto del CNR-Iom nacional del Consejo de Investigación que revela los nuevos y esenciales detalles de cómo la retina funciona y particularmente los fotorreceptores.

Éstos consisten en dos segmentos: el segmento exterior (OS) y el segmento interno (IS). El OS de las varillas es el donde la máquina biológica capaz de capturar la luz se localiza, mientras que el IS-IS responsable de la información que se transferirá al cerebro. “Hemos entendido que comenta el segmento exterior es más frágil que qué fue pensado”, Vincent Torre, neurólogo de SISSA que lleva a las personas que conducto la investigación, agregando “El OS consiste en una pila de discos del lípido que contienen las proteínas responsables del phototransduction. Los nuevos discos se generan en la base del OS mientras que los discos usados se quitan en el extremo del OS.

Tradicionalmente, fue pensado que en una pila de cerca de 1000 discos había uniformidad casi perfecta. Sin embargo, nuestro trabajo muestra que solamente el primeros 200 o 300 discos en la base del OS son ésos efectivo capaces de descubrir el único fotón de la luz, característico de cuáles vienen la gran sensibilidad de las varillas. Los otros discos colocados cerca del extremo pierden gradualmente eficacia y sensibilidad y por este motivo deben ser dispuestos y ser reemplazados por los nuevos discos en el perfecto estado”.

Era el calcio, un ión presente en grandes números en los procesos biológicos que permitieron la comprensión de este mecanismo. Su concentración en el OS es un indicador excelente de las funciones y de la integridad del phototransduction, el proceso con el cual la luz de convertido de los fotorreceptores en el nervio hace señales.

Con las nuevas antenas ópticas medimos la concentración y la distribución del calcio en el OS. Usando los instrumentos ópticos avanzados de la microscopia, podíamos estudiar la distribución de este metal con la resolución y la exactitud sin precedentes. Qué ha emergido de los análisis es que hay mayor concentración de calcio en la base del segmento exterior en cuanto al extremo, que ayuda a entender la estructura de la varilla que muestra su falta de homogeneidad, como fue pensado hasta ahora.”

Dan Cojoc del CNR-Iom

“Un segundo y no hay resultado menos importante el descubrimiento de las bengalas espontáneas del calcio, es decir aumentos del rapid en calcio. Estas bengalas no se distribuyen sino se establecen uniformemente en los extremos del OS, que muestra la existencia de un gradiente funcional a lo largo del OS, una propiedad fundamental para la transducción del fotorreceptor de todos los vertebrados.” Cojoc concluye. Como un piloto, las bengalas del calcio indican que los discos comienzan a parar el trabajar en su mejor y a necesitar la rotación.

El artículo también fue recomendado a las opiniones por el editor de PNAS - algo de la facultad reservada solamente para las contribuciones más importantes - por las razones siguientes: “Este artículo interesante utiliza un nuevo método de la medición del calcio para mostrar que los cambios dependientes de la luz del calcio en el segmento exterior de las varillas son mayores en la base que en el extremo”.

El neurólogo que Gordon de la Universidad de California continúa fain, “estas diferencias puede reflejar un gradiente de la energía que origine de las mitocondrias del segmento interno. Los autores del estudio también hacen la observación asombrosa que el calcio aumenta espontáneamente en el extremo y en la base (pero más a menudo en el extremo), así como más raramente en el segmento interno. Estos aumentos producen las bengalas súbitas, es decir enarbolan de la concentración del calcio, que disminuyen despacio por varios segundos y que siguen siendo locales sin la propagación dentro del segmento exterior o entre el segmento interno y exterior.”

La investigación, financiada por SISSA y por la región de FVG, ofrece una contribución importante a la comprensión del aro y abre perspectivas interesantes en el campo biomédico.

Source:
Journal reference:

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