La vista si basa sull assorbimento della luce da parte delle cellule fotorecettrici dell occhio

7. La vista si basa sull�assorbimento della luce da parte delle cellule fotorecettrici dell�occhio

14. La retina umana contiene circa 3 milioni di coni e 100 milioni di bastoncelli

15. Entrambi questi tipi di neuroni sensoriali hanno forma stretta ed allungata con 2 distinti compartimenti cellulari. Un segmento esterno che contiene decine di dischi membranosi rivestiti con la proteina rodopsina ed un sgmento interno contenente nucleo e molti mitocondri per produrre ATP necessario alla fototrasduzioneEntrambi questi tipi di neuroni sensoriali hanno forma stretta ed allungata con 2 distinti compartimenti cellulari. Un segmento esterno che contiene decine di dischi membranosi rivestiti con la proteina rodopsina ed un sgmento interno contenente nucleo e molti mitocondri per produrre ATP necessario alla fototrasduzione

16. Il potenziale elettrico transmembrana � prodotto dalla pompa della Na+K+ ATPasi.Un canale ionico controllato da cGMP modifica il potenziale di membrana nei coni e bastoncelli.Al buio, nei fotorecettori e� fortemente attiva una guanilato ciclasi, che produce cGMP Il cGMP mantiene aperti i canali ionici che portano una corrente cationicaLa luce riduce la concentrazione di cGMP ( fosfodiesterasi) e CHIUDE I canali ionici CNG Come altri neuroni i coni e bastoncelli hanno un potenziale elettrico transmembrana, prodotto dalla pompa Na/K-ATPasi presente nel segmento interno.Al buio cGMP mantiene canali aperti. Il potenziale di membrana � determinato dalla differenza tra efflusso di Na e K nel segmento interno ( che polarizza la membrana) ed afflusso di Na nel segmento esterno (che depolarizza). Alla luce si chiudono i canali e la cellula si iperpolarizza.Come altri neuroni i coni e bastoncelli hanno un potenziale elettrico transmembrana, prodotto dalla pompa Na/K-ATPasi presente nel segmento interno.Al buio cGMP mantiene canali aperti. Il potenziale di membrana � determinato dalla differenza tra efflusso di Na e K nel segmento interno ( che polarizza la membrana) ed afflusso di Na nel segmento esterno (che depolarizza). Alla luce si chiudono i canali e la cellula si iperpolarizza.

18. La pompa della Na+K+ ATPasi

19. La trasduzione visiva inizia quando la luce incontra la rodopsina, cio� migliaia di molecole di fotorecettore distribuite su ogni disco del segmento esterno La rodopsina (Mr 40.000) � una proteina integrale di membrana con 7 eliche che la attraversano. E� stato il primo membro della famiglia dei recettori 7TM ad essere purificato e cristallizzato Il gene della rodopsina � stato il primo ad essere clonato e sequenziato. Nathans, J. et al. (1984) Isolation and nucleotide sequence of the gene encoding human rhodopsin. Proc. Nat. Acad. Sci., 81, 4851-4855.

20. La rodopsina assorbe la luce in modo molto efficace nella parte centrale dello spettro visibile

21. Il cromoforo � legato mediante una base di Schiff al residuo lys256 sulla settima elica della rodopsina. L�assorbimento della luce provoca l�isomerizzazione del gruppo 11-cis-retinale della rodopsina nella sua forma tutto-trans Questa isomerizzazione causa uno spostamento dell�atomo di azoto della base di Schiff di circa 5A� L�energia luminosa di un fotone � trasformata in movimento atomico

24. Fase di eccitazione

25. Le diverse tappe del processo di trasduzione visivo determinano una grande amplificazione del segnale iniziale Ogni molecola di rodopsina eccitata attiva 500 molecole di trasducina Ogni molecola di fosfodiesterasi attivata idrolizza 4200 molecole di cGMP/secondo Il legame del cGMP al canale ionico � cooperativo e quindi anche una piccola variazione nella concentrazione di cGMP determina una considerevole variazione nella conduttanza ionica

26. Il risultato di questa amplificazione � la sensibilit� alla luceL�assorbimento di un singolo fotone chiude un migliaio di canali e cambia il potenziale di membrana di 1mV

27. Il sistema visivo risponde in pochi millisecondi a variazioni di luce e colore Possiamo percepire movimenti continui a circa 1000 fotogrammi al secondo Per ottenere una risposta rapida il segnale deve essere bloccato rapidamente ed il sistema deve tornare allo stato iniziale

29. Fase di recupero e di adattamento Attivit� GTPasica della subunit� a della trasducina La subunut� inibitrice della PDE si riassocia all�enzima Attivazione della guanilil ciclasi (inibita da elevate concentrazioni di Ca 2+ superiori a 100nm) Attivazione della rodopsina chinasi (inibita dalla proteina che lega il Ca 2+ in presenza di elevate concentrazioni di calcio) I livelli di Ca 2+ regolano la velocit� con cui il sistema viene riportato allo stato iniziale

30. Fase di recupero e di adattamento

33. VITAMINA A

34. B-carotene � precursore di vit.A.scissione provoca la formazione di due molecole di vit.A: Ossidazione in C15 converte retinolo in retinaleB-carotene � precursore di vit.A.scissione provoca la formazione di due molecole di vit.A: Ossidazione in C15 converte retinolo in retinale

39. ?-carotene

40. Ruolo essenziale nel funzionamento regolare della retina Necessaria per la crescita e differenziamento del tessuto epiteliale, crescita delle ossa, riproduzione e sviluppo embrionale Co-fattore nei sistemi enzimatici Rinforza il fisico contro le infezioni polmonari, aumenta le funzioni immunitarie, riduce le conseguenze di alcune malattie infettive e pu� proteggere dallo sviluppo dei tumori Aiuta nel trattamento dell�acne, dell�impetigine, dei foruncoli e delle ulcere cutanee quando applicata esternamente Funzioni fisiologiche della Vit A

42. Diminuito adattamento alla luce di bassa intensit� (emeralopatia) Secchezza della congiuntiva e della cornea (xerolfalmia) Cheratinizzazione e disidratazione della cute Predisposizione alle infezioni virali e alle complicanze polmonari Diarrea, perdita di peso Lenta crescita delle ossa Tra le anomalie riproduttive: difetti della spermatogenesi, degenerazione dei testicoli, aborto, riassorbimento del feto e nascita di figli malformati

43. Pi� attiva la RGS (che ricordiamo attiva la GTPasi delle proteine G). Ci� favorisce la rapidit� maggiore della risposta dei coniPi� attiva la RGS (che ricordiamo attiva la GTPasi delle proteine G). Ci� favorisce la rapidit� maggiore della risposta dei coni

44. La visione a colori nelle cellule a cono coinvolge una via di trasduzione del segnale essenzialmente identica Tre proteine fotorecettrici diverse (opsine con alcuni aminoacidi di differenza) una sensibile soprattutto al rosso, una al verde e una al blu. In tutte si trova il retinale Ogni cellula a cono esprime un solo tipo di recettore opsina, capace di assorbire la luce in una regione dello spettro L�uomo distingue colori e sfumature integrando i segnali che provengono dai tre tipi di coni

47. Le sequenze aminoacidiche dei fotorecettori dei coni sono state confrontate tra loro e con quelle della rodopsina Ogni fotorecettore dei coni mostra il 40% di identit� con fotorecettore della rodopsina Fotorecettore del blu mostra una identit� del 40% con i fotorecettori del verde e del rosso Fotorecettore del rosso e del verde sono identici per il 95%. Differiscono solo in 15 posizioni su 364

48. I fotorecettori del rosso e del verde sono originati da un processo evolutivo recente. Nella linea evolutiva dei primati si sono diversificati 35 milioni di anni fa I mammiferi che si sono separati dai primati in precedenza hanno solo 2 fotorecettori. Sono meno sensibili dell�uomo alla luce verso l�infrarosso e non distinguono bene i colori.Uccelli hanno 6 pigmenti e una percezione molto acuta dei coloriI mammiferi che si sono separati dai primati in precedenza hanno solo 2 fotorecettori. Sono meno sensibili dell�uomo alla luce verso l�infrarosso e non distinguono bene i colori.Uccelli hanno 6 pigmenti e una percezione molto acuta dei colori

49. I geni per i pigmenti rosso e verde sono sul cromosoma X umano, adiacenti tra loro. Questa disposizione spiega la variabilit� nel numero dei geni in individui con una visione normale dei colori La cecit� per i colori � un fenomeno ereditabile abbastanza comune nell�uomo, dovuto a ricombinazione omologa ineguale tra queste regioni cromosomiche Soggetti deuteranopi(che mancano del recettore per il verde) hanno perso i geni per il pigmento verde. Oppure si creano geni ibridi, che codificano per pigmenti con sensibilit� spettrali anomaleSoggetti deuteranopi(che mancano del recettore per il verde) hanno perso i geni per il pigmento verde. Oppure si creano geni ibridi, che codificano per pigmenti con sensibilit� spettrali anomale