为什么我们的光感受器通过关闭来反应光线?

为什么我们的光感受器通过关闭来反应光线?
感光体的比较。信用:webvision.med.utah.edu

(bob游戏医学Xpress)-an忍受的神经生物学神秘是为什么脊椎动物杆和锥体响应光刺激而关闭其发射器释放。如果这个特殊问题过于广泛,那么考虑一个轻微的细化:为什么我们在我们的视网膜中使用两种超积极的探测器,而苍蝇像苍蝇一样使用单极的光感受器?这可能是我们可以回答的东西,如果只有我们对无脊椎动物的光刻的理解就像我们自己一样完整。幸运的是,在最近的一篇审查文章中,一些缺席细节的理论在一起神经生物学目前的意见

果蝇使用标准问题rhabdomeric r-opsin无脊椎动物,用划分的微管状光感受器完成。在幕后,典型的磷酸阳性级联在这些光感受器中脱颖而出,其中磷脂酶C(PLC)水解(PIP2)进入二酰基甘油(DAG)和肌醇三磷酸(Insp3)。所需的缺失链接是其中的化学途径,然后开启TRP(瞬态受体电位)和TRPL钙通道?

什么作者罗杰·哈迪和迈克科·杜血山认为实际上发生在这里,是没有简单的化学途径,解释了所有现有的实验数据。相反,他们自己的实验表明了一个光电机械途径存在,其中PLC介导收缩细胞和机械敏感通道的后续活动。在以前的工作中,他们和其他人使用AFM显微镜测量微洛米利的快速运动的时间过程和敏感性。他们发现机械响应的潜伏期短于相关的电响应短,并且与PIP2水解同步。

由于PIP2是一种丰富的整体膜磷脂,PLC的切割,(以及随后的笨重和充电的Insp3头组的移除)将在膜中产生相当的kerfuffle。除了影响其厚度,面积,体积和横向压力之外,还期望相对于内部和外传单的不对称分布诱导曲率变化。然而,实验也显示出单独的PIP2不是整个故事。

要恢复一步一会儿,还有另一个年龄段的神经生物学问题,其解释可能是潜在的一种普遍进化光作为超极化转导的问题。也就是说,为什么这些相同的无脊椎动物主要在其神经肌肉连接处使用谷氨酸,而像你一样的民间生物和我更喜欢乙酰胆碱(ACH)?虽然这对另一个帖子来说是一个问题,但这就是说,最近发现具有这个问题的一个发现,即ACH切割产生的低质子对膜和其局部蛋白质产生显着的化学和机械效果。

在我们最近的帖子中孤子和声波繁荣在膜中,我们还描述了表明ACH(特别是质子)的切割产物,而不是古典ACH本身,在Chara细胞中激发尖刺。质子的热力学和机械效应更多,在那里读取pH的pH值。对于手头的问题,我们忽略了上面提到的是,DAG和Insp3不是PLC演变的唯一产品。事实上,膜中的耗尽在膜中的机械效果似乎仅与在直接PLC作用之后也恰好释放的质子相结合而发生。

关于一般问题感光器效率,我们以前看过当感光体,双极细胞和神经节细胞使用尖峰时所做的一些权衡,而不是仅仅是分级的潜力。虽然通常不会被认为是空间延长的尖峰细胞,但一项研究涉及超极化激活的阳离子渠道(指出)灵长类动物感光体尽管如此,尽可能响应于光刺激的终止而显示钉状电流。

虽然它可能是一个外围问题,但提到上面的孤子和压力脉冲也指向通常被忽略的特殊性,这类信号传导,因为它与尖峰或分级电位相关。也就是说,无论干扰是否是电兴奋剂或抑制 - 如果足够尖锐的话,它就不重要,它仍然应该导致适当的肉体和血压脉冲。相同的一般概念,也可能发现相对或衍生信令的扫描思想对电路级操作至关重要小脑通常指出抑制在点击其主要输出中发挥关键作用。

当我要求罗杰·哈迪关于我们的光感受器的膜潜在变化的极性时,他提供了,虽然没有普遍接受的解释它们对光的负面态度,但是发出光刺激以像飞行一样的去极化存在光刺激性做。抓住是这样做的更轻松恰到好处有利,如果有这种情况,那么这是如何包含速度,可靠性和适应的视网膜的理想?作为他的论文描述,飞行光感受器快速;它们比脊椎动物响应单个光子10至20倍,并且它们仍然可以在充分的阳光下发出信号。该快速响应至少已经在高度划分的微流动内的钙通道的双向反馈中被占据了该快速响应。

关于这个能源问题,罗杰指着西蒙笑林等。al。的ATP NeuroAccounting纸这将能量消耗解决了光感受器中的电压和电流的函数。他们发现,在黑暗中,棒每秒消耗大约10 ^ 8 atp,每秒相似与果蝇光感受器。它们确定杆的成本低于锥体,因为锥体不会在明亮的光线下饱和,并且它们在其下游信号通路中也使用更多的ATP。

虽然各种阶级使用的感光体极性的选择可能永远不会回答各种寿命的光感受器极性(可能是在神经肌肉交界处的发射器的选择)。无疑可能继续获得更好的解释。信号传导中使用的能量和维持光线变化恒定的各种途径的快速适应是一种生产性的方法,但可能不是整个故事。

较慢的规模结构修改所需的能量 - 在我们的视网膜中发生的物理连接修改,大约10分钟的适应范围,以及甚至更慢的昼夜节约措施许多生物雇用每个日落 - 仍然需要更好地定义真正了解视网膜的经营原则。与泵出钠和恢复膜电位所需的ATP相比,与例如二十二十个双极细胞进行重新连接所需的ATP可能同样重要 - 但稍微难以获得手柄。


进一步探索

苍蝇眼球:研究洞察力为什么苍蝇在动物王国中有最快的愿景

更多信息:果蝇的光电扫描,神经生物学目前的意见www.sciencedirect.com/science/ ... II / S0959438815000173

抽象的
果蝇的微毛虫光感受器中的光电扫描由磷脂酶C(PLC)介导,导致激活两个不同的CA2 +可易透射通道,TRP和TRPL。在这里,我们审查了最近关于其激活的未解决机制的证据,包括通过PLC释放的质子的PIP2耗竭的物理效果机械激活通道的假设。我们还审查了分子明确的模型,指示CA2 + - 依存正面和负反馈如何以及MicroVillar设计提供的超自行化可以考虑飞行光感受器的能力,用于比脊椎动杆更快地响应单个光子10-100×更快的速度,但仍然是信号在充分的阳光下。

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引文:为什么我们的光感受器通过关闭来反应光线?(2015年2月4日)从//www.pyrotek-europe.com/news/2015-02-photoreceptors.html检索到2021年5月1日
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