Célula fotorreceptora


Una célula fotorreceptora es un tipo especializado de célula neuroepitelial que se encuentra en la retina y es capaz de realizar fototransducción visual . La gran importancia biológica de los fotorreceptores es que convierten la luz ( radiación electromagnética visible ) en señales que pueden estimular procesos biológicos. Para ser más específicos, las proteínas fotorreceptoras de la célula absorben fotones , provocando un cambio en el potencial de membrana de la célula .

Actualmente, existen tres tipos conocidos de células fotorreceptoras en los ojos de los mamíferos: bastones , conos y células ganglionares retinianas intrínsecamente fotosensibles . Las dos células fotorreceptoras clásicas son bastones y conos, cada uno de los cuales aporta información utilizada por el sistema visual para formar una representación del mundo visual, la vista . Los bastones contribuyen principalmente a la visión nocturna (condiciones escotópicas) mientras que los conos contribuyen principalmente a la visión diurna (condiciones fotópicas), pero el proceso químico en cada uno de ellos que apoya la fototransducción es similar. [1] Una tercera clase de células fotorreceptoras de mamíferos se descubrió durante la década de 1990: [2] la intrínsecamente fotosensiblecélulas ganglionares de la retina . Se cree que estas células no contribuyen directamente a la vista, sino que tienen un papel en la activación del ritmo circadiano y el reflejo pupilar .

Existen importantes diferencias funcionales entre los bastones y los conos. Los bastones son extremadamente sensibles y pueden activarse con un solo fotón. [3] [4] A niveles de luz muy bajos, la experiencia visual se basa únicamente en la señal de la barra.

Los conos requieren una luz significativamente más brillante (es decir, una mayor cantidad de fotones) para producir una señal. En los seres humanos, existen tres tipos diferentes de células cónicas, que se distinguen por su patrón de respuesta a la luz de diferentes longitudes de onda. La experiencia del color se calcula a partir de estas tres señales distintas, quizás a través de un proceso del oponente . [5] Esto explica por qué los colores no se pueden ver a niveles bajos de luz, cuando solo están activas las células fotorreceptoras de la varilla y no el cono. Los tres tipos de células cónicas responden (aproximadamente) a la luz de longitudes de onda cortas, medias y largas, por lo que pueden denominarse respectivamente conos S, conos M y conos L.

De acuerdo con el principio de univariancia , el disparo de la célula depende únicamente del número de fotones absorbidos. Las diferentes respuestas de los tres tipos de células cónicas están determinadas por la probabilidad de que sus respectivas proteínas fotorreceptoras absorban fotones de diferentes longitudes de onda. Entonces, por ejemplo, una célula de cono L contiene una proteína fotorreceptora que absorbe más fácilmente longitudes de onda de luz largas (es decir, más "rojo"). La luz de una longitud de onda más corta también puede producir la misma respuesta de una celda de cono L, pero debe ser mucho más brillante para hacerlo.

La retina humana contiene alrededor de 120 millones de células bastón y 6 millones de células cónicas. El número y la proporción de bastones a conos varía entre especies, dependiendo de si un animal es principalmente diurno o nocturno . Ciertos búhos, como el cárabo nocturno , [6] tienen una gran cantidad de bastones en la retina. En el sistema visual humano, además de los bastones y conos fotosensibles, hay alrededor de 2,4 millones a 3 millones de células ganglionares , de las cuales del 1 al 2% son fotosensibles. Los axones de las células ganglionares forman los dos nervios ópticos .


Estructura de la célula cónica
La anatomía de los conos y bastones varía ligeramente.
Absorbancias normalizadas de fotorreceptores humanos para diferentes longitudes de onda de luz [11]
Ilustración de la distribución de las células del cono en la fóvea de un individuo con visión normal del color (izquierda) y una retina daltónica (protanópica). Tenga en cuenta que el centro de la fóvea contiene muy pocos conos sensibles al azul.
Distribución de bastones y conos a lo largo de una línea que atraviesa la fóvea y el punto ciego del ojo humano [12]
La absorción de luz conduce a un cambio isomérico en la molécula retiniana.
Ilustración médica 3D de la estructura de varilla y cono de fotorreceptores.