Qué son los fotorreceptores
Los fotorreceptores son células especializadas presentes en la retina que permiten a los vertebrados percibir luz y colores, facilitando la conversión de energía luminosa en señales nerviosas que se interpretan como imágenes en el cerebro. Estas células, esenciales para la visión, se dividen en bastones y conos, cada uno con características y funciones específicas
Los dos tipos de fotorreceptores en las retinas de los vertebrados, los bastones y los conos, difieren en muchos aspectos, tanto anatómicos como funcionales. La principal diferencia es el papel opuesto que desempeñan en la visión.
Los bastones proporcionan lo que se llama visión escotópica: son muy sensibles a los niveles bajos de luz, pero no pueden distinguir los colores.
Los conos son responsables de la visión fotópica, que permite percibir colores y detalles en condiciones de luz brillante.
En los conos, el pigmento fotosensible es la opsina, una proteína transmembrana que es muy similar a la rodopsina. la opsina se presenta en tres variedades diferentes, que se distinguen por las diferencias en sus secuencias de aminoácidos que resultan en diferencias en sus curvas de absorción de luz, con picos en las partes azul, verde y roja del espectro de luz visible, respectivamente.
La rodopsina es el pigmento que usan los bastones, las células responsables de la visión en la oscuridad. Es muy sensible a la luz tenue y alcanza su punto máximo de sensibilidad alrededor de los 500 nanómetros (nm), en una tonalidad entre verde y azul. Gracias a esto, los bastones pueden captar incluso los niveles más bajos de luz, pero no pueden distinguir colores.
Por otro lado, las opsinas son los pigmentos que se encuentran en los conos, las células que nos permiten ver los colores y los detalles cuando hay suficiente luz. Hay tres tipos de opsinas, y cada una responde mejor a una parte diferente del espectro de luz:
- Opsina S: Detecta la luz azul, con mayor sensibilidad cerca de los 420 nm.
- Opsina M: Se especializa en la luz verde, con un pico alrededor de los 530 nm.
- Opsina L: Responde a la luz roja, alcanzando su máxima sensibilidad cerca de los 560 nm.
Estas tres opsinas trabajan juntas para que podamos percibir el mundo en una increíble variedad de colores, combinando las señales de los conos en nuestro cerebro.
En ambos casos, sin embargo, la respuesta neural es la misma: la hiperpolarización de las células fotorreceptoras. Y se inicia por el mismo fenómeno: la absorción de energía luminosa por fotopigmentos incrustados en los discos de los segmentos externos de los fotorreceptores. En los bastones, el pigmento fotosensible es la rodopsina, que tiene una sensibilidad máxima de alrededor de 500 nanómetros (nm) en la banda de luz visible del espectro electromagnético.
La transducción (conversión) de señales de luz en impulsos nerviosos se logra mediante unos 125 millones de fotorreceptores ubicados en la parte más profunda de la retina. Esta tarea se divide entre los dos tipos de fotorreceptores que son muy diferentes entre sí. Los 120 millones de receptores llamados bastones nos permiten ver tonos de gris en condiciones de poca luz. Los otros 5 millones de receptores, llamados conos, son más pequeños y anchos, y sensibles al color en condiciones de luz brillante.
Los segmentos externos de los bastones son cilíndricos, mientras que los de los conos tienen forma cónica. Pero la forma no es la única característica que distingue a los dos tipos. También difieren en el número y la disposición de los discos formados por el plegado de sus membranas. En los bastones, hay una pila de aproximadamente 900 de estos discos, que se desprenden completamente de la membrana y flotan libremente dentro de ella. En los conos, hay muchos menos discos y, en lugar de desprenderse de la membrana del segmento externo, permanecen unidos a ella.
Constantemente se producen nuevos discos en la base de los segmentos externos de los bastones y los conos, por lo que estos segmentos crecen constantemente por más tiempo. Es por eso que el pigmento epitelio que está en contacto con los discos viejos en la punta de las fagocitosis del segmento externo («come») y los destruye.
Estos fotorreceptores no son en realidad más que células ciliadas altamente especializadas cuyos segmentos externo e interno están unidos por un cilio de conexión. El segmento interno de cada fotorreceptor contiene el núcleo de la célula y los orgánulos, como las mitocondrias y los cuerpos de Golgi, que son esenciales para el funcionamiento de cualquier célula. En los segmentos internos, al igual que en los externos, hay algunas diferencias anatómicas notables entre bastones y conos.
La distribución de bastones y conos varía de un punto a otro en la superficie de la retina. Hay muy pocos conos alrededor de la periferia, donde predominan los bastones. En contraste, en la región central de la retina, llamada fóvea, no hay bastones en absoluto. Es por eso que giramos los ojos para hacer que un objeto que queremos ver caiga dentro de esta área de mayor agudeza dentro de nuestro campo de visión.
Por último, la distinción funcional más importante entre bastones y conos, la que hace que los conos sean sensibles a los colores, mientras que los bastones no lo son, proviene de sus diferentes fotopigmentos. Si bien todas los bastones tienen el mismo tipo de fotopigmento, llamado rodopsina, los segmentos externos de los conos contienen una de las tres opsinas diferentes que tienen picos de absorción en las longitudes de onda de la luz corta, media y larga, respectivamente. Estos tres pigmentos, con sus diferentes sensibilidades espectrales, son la base de la visión del color humano.
La luz que entra en el ojo debe pasar a través de todas las capas de la retina antes de alcanzar los segmentos exteriores de los fotorreceptores. Los segmentos internos de los conos, ubicados justo enfrente de los pigmentos fotosensibles en la trayectoria de los rayos de luz, parecen actuar como fibras ópticas, guiando los rayos de luz hacia los segmentos externos. Esto explicaría por qué los conos son mucho más sensibles a los rayos de luz del centro del ojo. Estos rayos están mejor alineados con los segmentos internos de los conos y, por lo tanto, pasan a través de ellos más fácilmente que los rayos que los golpean oblicuamente. Los conos aprovechan así las mejores ópticas en el centro del ojo.
En contraste, para los bastones, debido a su papel esencial en condiciones de poca luz, cada fotón es importante, y no pueden permitirse perder ninguno. Es por eso que los bastones no tienen un sistema de dirección selectiva como el que se encuentra en los segmentos internos de los conos.
Traducción: Asociación Mácula Retina.
