El ‘poder celular’ podría ayudar en secreto a los ojos de los mamíferos a procesar la luz

Para que lea este artículo, los ojos deben hacer el trabajo a la perfección: la luz ingresa a la córnea y viaja a través de la pupila y el cristalino hasta la retina en la parte posterior, donde las células sensibles a la luz, como conos y bastones, pasan objetos al cerebro a través de señales eléctricas. en el nervio óptico.

Ahora, un estudio ha agregado una nueva y sorprendente lente al proceso. En los receptores cónicos, las mitocondrias, que tal vez conozcas como fuerza celular Parecen actuar como diminutas «microlentes» para ayudar a enviar fotones a las neuronas.

«Nos sorprendió este notable fenómeno de que las mitocondrias parecen tener un doble propósito». El autor principal y neurólogo del Instituto Nacional del Ojo, Wei Li, dijo: «Su papel metabólico bien establecido en la producción de energía, además de este efecto visual».

Maravillosas pequeñas mitocondrias orgánulos. Tienen un trabajo diligente en las células para generar la mayor parte de la energía química requerida, para que la célula pueda realizar sus funciones. Pero si recuerda cómo se ven en la clase de biología, las mitocondrias no se ven como el tipo de estructura que sería muy eficaz para redirigir la luz.

Estructura simplificada de las mitocondrias. (Canción de Kelvin / Wikimedia / CC BY-SA 3.0)

Esto les pareció especialmente extraño a los investigadores, ya que las mitocondrias están ubicadas en la parte externa sensible a la luz de los conos en la retina. Esto significa que la luz puede golpear directamente a las mitocondrias, lo que podría causar que los fotones se dispersen en direcciones extrañas, o incluso que sean absorbidos, impidiendo que la luz llegue a las neuronas por completo.

“Estos orgánulos complejos ricos en lípidos también están predispuestos a influir en el paso de la luz al exterior”, escribir investigadoresdirigido por el científico del Instituto Nacional del Ojo John Paul.

«Aquí, mostramos, a través de imágenes directas y simulación, que a pesar del riesgo de dispersión o absorción de luz, la luz de foco focal para que estas mitocondrias estrechamente empaquetadas ingresen al segmento externo y que la remodelación mitocondrial afecta este foco de luz».

Los investigadores utilizaron La ardilla terrestre de trece líneas (Ictidomys tridecemlineatus) como objeto modelo. Estos animales no son nocturnos, por lo que tienen muchos conos para detectar el color y no tienen muchos palos que se puedan ver en la oscuridad, al menos en comparación con muchos otros mamíferos. Esto permitió a los investigadores observar una capa aislada de conos que contenían mitocondrias vivas.

Desafortunadamente hubo que matar a las ardillas y diseccionarles los ojos; Poco después de la muerte, la propia retina se cortó en secciones y luego se colocó en un portaobjetos de microscopio, eliminando las capas hasta que solo quedaron las células sensibles a la luz (fotorreceptores).

Esto significa que los investigadores pueden iluminar los fotorreceptores mientras las mitocondrias sobreviven, revelando así un interesante efecto de microlente.

Aunque las células cónicas de los mamíferos deberían ser muy similares, todavía no podemos confirmar que esto también ocurra definitivamente en las células humanas; más investigaciones tendrán que determinarlo. Pero esto parece prometedor y también explica la falta de conocimientos específicos sobre la retina de los mamíferos.

«La función mitocondrial similar a una lente también puede explicar un fenómeno conocido como efecto Stiles-Crawford». dijo Bola.

los Estilos Efecto Crawford Es una propiedad de los receptores de cono en la que la luz que ingresa al centro de la pupila produce más respuesta en las células del cono que la luz que ingresa cerca de la punta.

El equipo descubrió experimentalmente y utilizando modelos informáticos que la reacción de las mitocondrias a la luz coincide con el efecto Stiles-Crawford, lo que significa que las mitocondrias podrían ser la causa.

«Esta característica similar a la microlente de las mitocondrias cónicas proporciona luz con una dependencia angular similar al efecto Stiles-Crawford, lo que brinda una explicación simple para este fenómeno óptico fundamental que mejora la resolución». Libros del equipo.

La energía celular también parece actuar como una ayuda secreta para nuestra visión.

El artículo fue publicado en progreso de la ciencia.