Il ciclo della visione

occhio

Cosa accade a livello biochimico – cellulare durante il processo visivo? Quali sono i fattori che influenzano la risposta biochimica in base alle condizioni ambientali in cui viviamo? In questo articolo cercheremo di rispondere a queste domande focalizzando l’attenzione su un meccanismo complesso e al tempo stesso suggestivo.

Il ciclo della visione è una sequenza ciclica di reazioni biochimiche in cui sono coinvolte alcune molecole organiche e la luce. Questa serie di trasformazioni avviene a livello di cellule fotorecettrici dette coni e bastoncelli localizzate nella retina.  La molecola deputata a ricevere la radiazione elettromagnetica è la rodopsina, una proteina costituita da due parti: una di natura proteica, detta opsina, legata a un cofattore organico, l’11-cis -retinale. Quest’ultima molecola deriva dalla vitamina A o retinolo.

Gli alimenti di origine animale contengono soprattutto retinolo (fegato, latte, formaggi, uova, burro), mentre gli alimenti di origine vegetale contengono carotenoidi (frutta e ortaggi di colore giallo-arancione). La carenza di vitamina A porta a non discernere correttamente le immagini al buio, l’emeralopia.

La luce innesca la sequenza di reazioni portando alla trasformazione dell’11-cis-retinale in 11-trans-retinale. Si tratta di una reazione di isomerizzazione come si può notare dalle strutture sotto riportate:
rhodopsin_it

In seguito a questa modificazione si verifica una trasformazione della struttura della rodopsina la quale è in grado di interagire con una molecola essenziale per la genesi dell’impulso nervoso: la trasducina.  Questa è una proteina costituita da tre subunità GTP-GDP dipendenti. Una delle tre subunità legata al GTP/GDP effettua un legame con una fosfodiesterasi di membrana. Quest’ultima permette la formazione di una corrente ionica lungo il bastoncello che genera l’impulso nervoso. In particolare l’assorbimento dei fotoni determina una minore permeabilità della membrana agli ioni sodio cui corrisponde una iperpolarizzazione della membrana stessa. Il responsabile di questo processo è il GMP ciclico il quale mediante la fosfodiesterasi precedentemente citata viene trasformata in GMP, inattivo sui canali del sodio.

Questa complessa sequenza di avvenimenti deve poter essere ripetuta periodicamente e molto rapidamente. Per fare ciò l’organismo si avvale di una nuova molecola, l’arrestina che ha la funzione di scindere il legame rodopsina – trasducina e ripristinare le condizioni iniziali per un nuovo ciclo visivo.

 

 

 

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