La biochimica dell'occhio

Vi scrivo per avere informazioni sull'occhio dal punto di vista chimico, e per chimico si intendono tutti i fenomeni chimici per i quali l'occhio è affascinante.
Francesca Cadeddu
17 gennaio 2004
L'occhio è la nostra finestra sul mondo. La percezione visiva degli oggetti che stanno intorno a noi è possibile perché questi riflettono parte della luce che li illumina. Questa luce riflessa attraversa i mezzi ottici dell'occhio (il cristallino ecc.), stimola i recettori nervosi della retina e viene trasformata in segnali nervosi. Questo processo prende il nome di fototrasduzione. I segnali nervosi sono poi diretti alle varie stazioni cerebrali alla base dei vari aspetti della percezione visiva (forma, colore, movimento ecc.).

A livello biochimico, l'evento principale della fototrasduzione è la trasformazione luce-mediata di una molecola di pigmento visivo. Il processo è finalizzato a ridurre la quantità di GMPc, un secondo messaggero cellulare presente nei fotorecettori. La riduzione di GMPc fa chiudere alcuni canali ionici e questo comporta una variazione della polarità della membrana cellulare dei fotorecettori, l'inizio di quello che viene chiamato segnale nervoso.

Il pigmento visivo dei fotorecettori è costituito da due componenti: l'opsina ed il retinale. La parte proteica, l'opsina, è differente nei vari tipi di recettori (i coni per la visione diurna e dei colori; i bastoncelli per la visione notturna) per permettere una differente sensibilità alle differenti bande di lunghezza d'onda della luce. Questa differenza deriva dalla modalità di legame con il retinale, la parte del complesso deputata all'assorbimento della luce, un derivato della vitamina A.

L'interazione della luce provoca un cambiamento di forma del retinale che attiva la molecola di opsina al quale è legato. L'attivazione dell'opsina porta, infine, all'attivazione di un enzima, la
GMP-fosfodiesterasi che riduce la concentrazione intracellulare del GMPc.

La dipendenza della visione dalla presenza di vitamina A è considerevole poiché il nostro organismo non è in grado di produrla e questa deve essere adeguatamente introdotta nella dieta. Una sua carenza lieve porta alla cecità notturna e, quando la carenza diventa grave, si arriva alla degenerazione delle cellule fotorecettrici fino alla cecità completa.

Stefano Ferraina Dip. Fisiologia e Farmacologia, Università La Sapienza di Roma

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