Problema 29 · Fisiología y Fisiopatología I UB 2015

Expliqueu el cicle fotoquímic de blanqueig i regeneració del fotopigment als bastons de la retina. Quina relació té aquest cicle amb l'estat d'obertura o tancament dels canals de Na+ del fotoreceptor?

Solución: 1. Estructura del fotopigment: La rodopsina està formada per una proteïna transmembrana (l'opsina) unida covalentment al cromòfor 11-cis-retinal (derivat de la vitamina A). 2. Fotoisomerització per la llum (blanqueig): La incidència de fotons provoca la isomerització instantània de l'11-cis-retinal a tot-trans-retinal. Aquest canvi estereoquímic trenca la unió química amb l'opsina, donant lloc a intermediaris inestables (metarodopsina II) i separant finalment ambdós elements, procés conegut com a decoloració o blanqueig. 3. Regeneració en la foscor: El tot-trans-retinal és reduït i transportat a l'epiteli pigmentari de la retina, on l'enzim retinal-isomerasa el reconverteix en 11-cis-retinal. Posteriorment torna al segment extern del bastó per retrobar-se amb l'opsina lliure i reconstituir la rodopsina activa. 4. Regulació dels canals de Na+: - A la foscor: La forma unida (rodopsina inactiva) manté elevades concentracions de GMP cíclic (GMPc), el qual manté oberts els canals de sodi/calci de la membrana, provocant el corrent de foscor i una membrana mantinguda en despolarització relativa (-40 mV). - Amb llum: La dissociació del fotopigment activa la proteïna G transducina, la qual activa la fosfodiesterasa (PDE). Aquesta degrada el GMPc, fet que provoca el tancament dels canals de sodi, tallant el corrent d'entrada i desencadenant la hiperpolarització característica del fotoreceptor.