La retina es la pare del ojo humano sensible a la luz.
Gracias a una capa de fotoreceptores es capaz de convertir la luz capturada en señales cerebrales.
Existen dos tipos de fotoreceptores: bastones y conos.
Los bastones se ocupan de la visión periférica y se encuentran fuera de la parte central de la retina. Son muy numerosos –casi 120 millones–, y son responsables de la visión nocturna porque son muy sensibles a la luz de baja intensidad. Por el contrario, se vuelven completamente ciegos ante luz de alta intensidad y, por lo tanto, carecen de importancia respecto a la visión diurna o a la agudeza visual. Al no ser capaces de distinguir los colores, dan lugar a una visión acromática.
Los conos, que varían en número de 6 a 7 millones, le permiten al ojo humano tener una agudeza visual (capacidad del ojo de resolver y percibir detalles pequeños en un objeto) y de diferenciar los colores. Se concentran en la parte central pequeña de la retina, conocida como «fovea centralis», una zona de 0,3 milímetros de diámetro sin ningún bastón.
Existen tres tipos de conos:
- Los conos rojos, representan el 64% del total, y son conocidos como L-conos (máximizan sensibilidad a la luz de onda larga).
- Los conos verdes, que representan el 32% del total, mejor conocidos como M-conos ( máximizan sensibilidad a la luz de onda media)
- Los conos azules, que representan el 2-7% del total, mejor conocidos como S-conos (máximizan la sensibilidad a la luz de onda corta –en inglés short).
En la imagen anterior podemos ver el pico de la percepción de la luz roja del cono a 565 mm, el pico de la luz verde lo percibimos a los 535 mm y de la luz azul a 430mm. No obstante, cada clase de fotoreceptor es màs sensible a las longitudes de onda de la luz en la sensibilidad máxima, todos los fotoreceptores perciben también otros colores alrededor del pico, y existe superposición con los colores percibidos de otros tipos de conos. Favor de notar que el nombre de las diferentes tipologías de conos (rojo, verde y azul) no significa que esos conos vean SOLAMENTE esos colores, pero significa que cada uno de ellos es sensible a una amplia gama de colores y longitudes de onda de luz. Todos los 3 tipos de conos se necesitan para proporcionar nuestras habilidades para ver todos los colores.
Por lo tanto, los conos son responsables tanto de la agudeza visual, como de la diferenciación de colores. Los sensibles a la luz verde y a la luz roja se concentran en la fóvea y representan la mayoría de los conos totales. Por otro lado, los sensibles a la luz azul, en la parte exterior de la fóvea, tienen una dimensión mayor, pero están presentes en menor número.
En la estructura de los fotoreceptores se pueden identificar tres partes diferentes:
- Un segmento externo: que se caracteriza por una estructura membranosa (llamada «discos»), en la que se posicionan los fotopigmentos que reaccionan a los estímulos de los fotones (luz que llega en «concentraciones» llamadas cuantos lumínicos).
- Segmento interno: que se caracteriza por la presencia de órganos internos pequeños como los mitocondrios, aparatos de Golgi, etc., indispensables para el metabolismo celular y el núcleo.
- Terminación sináptica: que permite la transmisión de la señal desde el fotoreceptor hasta las células bipolares, por transmisión bioquímica entre las células nerviosas (gracias a las moléculas llamadas neurotransmisores).
En la imagen anterior, a la derecha, vemos un barrido de bastones y conos de la retina humana. La parte externa que se ve en la imagen es el segmento externo de los fotoreceptores.
Cada bastón y cada cono S, M y L contiene un fotopigmento propio compuesto por proteínas que se encuentran en el segmento externo de los fotoreceptores.
- Los bastones contienen RODOPSINA.
- Los conos-S contienen OPSINA-S.
- Los conos-M contienen OPSINA-M.
- Los conos-L contienen OPSINA-L.
Sin estas proteínas los conos no son capaces de captar la luz.
En la siguiente imagen podemos ver el segmento externo de un bastón, compuesto por discos.
Diagrama esquemático de la rodospina en los discos del segmento exterior
En cada disco hay miles de proteínas opsinas.
Ocurre algo muy similar con los conos.
Los discos de cada uno contienen las proteínas opsinas de tipo S, M y L, un único tipo por cada cono.
La forma de las proteínas opsinas es la de una cadena que pasa siete veces a través de la membrana del disco, como se puede ver en la siguiente imagen.
Modelo estructural de la rodospina en el que se observan siete componentes de la transmembrana y el lugar de unión retineal.
En cada disco hay casi 20 000 proteínas y por cada cono alrededor de 100 discos, lo que da un total de casi 2 millones de proteínas opsinas por cono.
Sin estas proteínas el cono no puede captar la luz porque las mismas convierten la luz en señales químicas al activar un proceso llamado fototransduccción.
Para saber más sobre fotoreceptores y sobre el proceso de fototransducción le aconsejamos consultar la página de Webvision. La BCM Families Foundation agradece a Webvision por las imágenes de esta sección.
Para profundizar sobre los fotoreceptores y la visión del color, puede consultar:
- Debarshi Mustafi, Andreas H. Engel, Krzysztof Palczewski ‘Structure of Cone Photoreceptors – Review.’ Progress in Retinal and Eye Research 28 (2009) 289–302.
- Jay Neitz, Joseph Carroll and Maureen Neitz ‘Color Vision.’ Optics & Photonics News Jan-2001.
- Webvision – The Organization of the Retina and Visual System
- Katherine Mancuso, Matthew C. Mauck, James A. Kuchenbecker, Maureen Neitz, and Jay Neitz, ‘A Multi-Stage Color Model Revisited: Implications for a Gene Therapy Cure for Red-Green Colorblindness’ 2010 R.E. Anderson et al. (eds.), Retinal Degenerative Diseases, Advances in Experimental Medicine and Biology 664.
Qué les sucede a las personas con MCA
Las personas con MCA no tienen proteínas opsinas M y L y debido a ello, la retina solo puede captar la luz con bastones y conos azules. Por lo tanto, cuando la onda de longitud media (verde) o de longitud larga (roja) entra en el ojo, en las descapacidades llamadas MCA no se manda ningún mensaje al cerebro, causando por ende fotofobía a la retina. Lo mismo sucede con la luz blanca, que está compuesta por una combinación de todos los colores: rojo, verde y azul.
Los investigadores están estudiando los conos L y M en enfermos con MCA para entender si el número de conos existente es suficiente como para que se pueda evaluar una terapia génica para curar dicha enfermedad.
El artículo AA.V. Cideciyan et al. ‘Human Cone Visual Pigment Deletions Spare Sufficient Photoreceptors to Warrant Gene Therapy’, HUMAN GENE THERAPY 24:993–1006, 2013 PMID: 24067079, ha podido ser escrito gracias a la financiación de la BCM Families Foundation. El mismo demuestra que, en algunos enfermos de MCA con una mutación genética por pérdida, hay un número de conos con segmentos externos visibles –aun si más cortos de lo normal– suficiente como para poder emplear una terapia génica.
