células bipolares entre los fotorreceptores ( células de bastón y células de cono ) y las células ganglionares . Actúan, directa o indirectamente, para transmitir señales de los fotorreceptores a las células ganglionares.
Estructura [ editar ]
Las células bipolares se llaman así porque tienen un cuerpo central del que surgen dos conjuntos de procesos. Pueden hacer sinapsis con bastones o conos (se han encontrado AC de entrada mixta de bastón / cono en peces teleósteos pero no en mamíferos), y también aceptan sinapsis de celdas horizontales . Las células bipolares luego transmiten las señales de los fotorreceptores o las células horizontales, y las transmiten a las células ganglionares directa o indirectamente (a través de células amacrinas ). A diferencia de la mayoría de las neuronas, las células bipolares se comunican a través de potenciales graduados , en lugar de potenciales de acción .
Función [ editar ]
Las células bipolares reciben entrada sináptica de varillas o conos, o tanto varillas como conos, aunque generalmente se denominan células bipolares de varilla o células bipolares de cono. Hay aproximadamente 10 formas distintas de células bipolares de cono, sin embargo, solo una célula bipolar de barra, debido a que el receptor de barra llega más tarde en la historia evolutiva que el receptor de cono.
En la oscuridad, una célula fotorreceptora (barra / cono) liberará glutamato, que inhibe (hiperpolariza) las células bipolares ON y excita (despolariza) las células bipolares OFF. Sin embargo, en la luz, la luz incide en el fotorreceptor, lo que provoca que el fotorreceptor se inhiba (hiperpolariza) debido a la activación de opsinas que activan la totalidad de la retina retinal, lo que proporciona energía para estimular los receptores acoplados a la proteína G para activar la fosfodiesterasa (PDE) que escinde la cGMP en 5'-GMP. En las células fotorreceptoras, hay una gran cantidad de cGMP en condiciones de oscuridad, manteniendo abiertos los canales de Na activados por GMPc y, por lo tanto, la activación de la PDE disminuye el suministro de GMPc, reduciendo el número de canales de Na abiertos y, por lo tanto, hiperpolarizando la célula fotorreceptora, causando menos glutamato. ser liberado Esto hace que la célula bipolar ON pierda su inhibición y se active (despolariza),[1]
Las células bipolares de varilla no hacen sinapsis directamente en las células ganglionares. En cambio, las células bipolares de varilla se sincronizan con una célula amacrina de Retina , que a su vez estimula las células bipolares de cono (a través de las uniones) e inhibe las células bipolares de cono desactivado (a través de sinapsis inhibitorias mediadas por glicina ), por lo que sobrepasa la ruta del cono para enviar señales. a células ganglionares en condiciones de luz ambiente escotópica (baja). [2]
Las células bipolares desactivadas hacen sinapsis en la capa externa de la capa plexiforme interna de la retina, y las células bipolares ON terminan en la capa interna de la capa plexiforme interna.
Transmisión de señal [ editar ]
Las células bipolares transfieren efectivamente información de bastones y conos a células ganglionares. Las células horizontales y las células amacrinas complican un poco las cosas. Las células horizontales introducen inhibición lateral a las dendritas y dan lugar a la inhibición envolvente del centro que es evidente en los campos receptivos de la retina . Las células amacrinas también introducen una inhibición lateral en el terminal del axón, cumpliendo diversas funciones visuales, incluida la eficiente transducción de señales con una alta relación señal-ruido. [3]
El mecanismo para producir el centro del campo receptivo de una célula bipolar es bien conocido: la inervación directa de la célula fotorreceptora sobre ella, ya sea a través de un receptor metabotrópico (ON) o ionotrópico(OFF). Sin embargo, el mecanismo para producir la envolvente monocromática del mismo campo receptivo está bajo investigación. Si bien se sabe que una célula importante en el proceso es la célula horizontal , la secuencia exacta de receptores y moléculas es desconocida.
| Células Ganglionares De La Retina | |
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Diagrama que muestra la sección transversal de las capas de la retina. El área etiquetada como "capa ganglionar" contiene células ganglionares de la retina
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| Identificadores | |
| Identificación NeuroLex | nifext_17 |
| Términos anatómicos de la neuroanatomía. | |
Una célula ganglionar de la retina ( RGC ) es un tipo de neuronaubicada cerca de la superficie interna (la capa de células ganglionares ) de la retina del ojo . Recibe información visual de fotorreceptores a través de dos tipos de neuronas intermedias: células bipolares y células de retina amacrina . Las células amacrinas de retina, particularmente las células de campo estrecho, son importantes para crear subunidades funcionales dentro de la capa de células ganglionares y para que las células ganglionares puedan observar un pequeño punto que se mueve una pequeña distancia. [1]Las células ganglionares de la retina transmiten colectivamente información visual de formación de imagen y no de formación de imagen desde la retina en forma de potencial de acción a varias regiones en el tálamo , hipotálamo y mesencéfalo o mesencéfalo .
Las células ganglionares de la retina varían significativamente en términos de tamaño, conexiones y respuestas a la estimulación visual, pero todas comparten la propiedad definitoria de tener un axón largo que se extiende hacia el cerebro. Estos axones forman el nervio óptico , el quiasma óptico y el tracto óptico .
Un pequeño porcentaje de células ganglionares de la retina contribuye poco o nada a la visión, pero son fotosensibles; sus axones forman el tracto retinohipotalámico y contribuyen a los ritmos circadianos y al reflejo de la luz pupilar , el cambio de tamaño de la pupila.
Los seis tipos de neuronas de la retina son células bipolares , células ganglionares, células horizontales , células amacrinas de la retina , y de varilla y cono fotorreceptores .
Función [ editar ]
Hay alrededor de 0,7 a 1,5 millones de células ganglionares de la retina en la retina humana. [2] Con aproximadamente 4,6 millones de células cónicas y 92 millones de células en bastoncitos , o 96,6 millones de fotorreceptores por retina, [3] en promedio, cada célula ganglionar de la retina recibe entradas de aproximadamente 100 bastones y conos. Sin embargo, estos números varían mucho entre los individuos y en función de la ubicación de la retina. En la fóvea (centro de la retina), una sola célula ganglionar se comunicará con tan solo cinco fotorreceptores. En la periferia extrema (extremos de la retina), una sola célula ganglionar recibirá información de muchos miles de fotorreceptores. [ cita requerida ]
Las células ganglionares de la retina activan de manera espontánea los potenciales de acción a una velocidad base mientras están en reposo. La excitación de las células ganglionares de la retina produce un aumento de la velocidad de activación, mientras que la inhibición da como resultado una disminución de la velocidad de activación.
Tipos [ editar ]
Tres grupos
- W-ganglio- pequeño, 40% del total, amplios campos en retina, excitación de varillas, detección de movimiento de dirección en cualquier parte del campo.
- X-ganglio- diámetro medio, 55% del total, campo pequeño, visión en color. Respuesta sostenida.
- Las células ganglionares Y, el campo dendrítico más amplio, el 5% más amplio, responden al movimiento ocular rápido o al cambio rápido en la intensidad de la luz. Respuesta transitoria.
Según sus proyecciones y funciones, existen al menos cinco clases principales de células ganglionares de la retina:
- Célula enana (Parvocelular, o vía P ; células P )
- Célula del parasol (vía magnocelular o M; células M )
- Célula bistratificada (vía koniocelular o K)
- Células ganglionares fotosensibles
- Otras células ganglionares que se proyectan hacia el colículo superior para los movimientos oculares ( sacadas ) [4]
Enano [ editar ]
Las células ganglionares de la retina enanas se proyectan hacia las capas parvocelulares del núcleo geniculado lateral . Estas células se conocen como células ganglionares de la retina enanas, basadas en los tamaños pequeños de sus árboles dendríticos y cuerpos celulares. Alrededor del 80% de todas las células ganglionares de la retina son células enanas en la vía parvocelular . Reciben entradas de relativamente pocos bastones y conos. Tienen una velocidad de conducción lenta y responden a los cambios en el color, pero responden débilmente a los cambios en el contraste, a menos que el cambio sea grande (Kandel et al., 2000). Tienen campos receptivos de envolvente central simples , donde el centro puede estar ENCENDIDO o APAGADO mientras que el envolvente es el opuesto.
Sombrilla [ editar ]
Las células ganglionares de la retina del parasol se proyectan hacia las capas magnocelulares del núcleo geniculado lateral. Estas células se conocen como células ganglionares de la retina parasol , basadas en los grandes tamaños de sus árboles dendríticos y cuerpos celulares. Alrededor del 10% de todas las células ganglionares de la retina son células parasol, y estas células son parte de la vía magnocelular. Reciben entradas de relativamente muchos bastones y conos. Tienen una velocidad de conducción rápida y pueden responder a estímulos de bajo contraste, pero no son muy sensibles a los cambios de color (Kandel et al., 2000). Tienen campos receptivos mucho más grandes que, sin embargo, también son centrales.
Bistratificado [ editar ]
Las células ganglionares de la retina bistratificadas se proyectan a las capas koniocelulares del núcleo geniculado lateral. Las células ganglionares de la retina bistratificadas se han identificado solo relativamente recientemente. Koniocelular significa "células tan pequeñas como el polvo"; su pequeño tamaño los hacía difíciles de encontrar. Alrededor del 10% de todas las células ganglionares de la retina son células bistratificadas, y estas células atraviesan la vía koniocelular. Reciben entradas de números intermedios de bastones y conos. Tienen una resolución espacial moderada, una velocidad de conducción moderada y pueden responder a estímulos de contraste moderado. Pueden estar involucrados en la visión del color. Tienen campos receptivosmuy grandes que solo tienen centros (no rodean) y están siempre encendidos en el cono azul y en el cono rojo y verde.
Células ganglionares fotosensible [ editar ]
Las células ganglionares fotosensibles , que incluyen pero no se limitan a las células ganglionares retinianas gigantes, contienen su propio fotopigmento , la melanopsina , que las hace responder directamente a la luz incluso en ausencia de bastones y conos. Proyectan, entre otras áreas, el núcleo supraquiasmático (SCN) a través del tracto retinohipotalámico para establecer y mantener los ritmos circadianos . Otras células ganglionares de la retina que se proyectan hacia el núcleo geniculado lateral (LGN) incluyen células que hacen conexiones con el núcleo de Edinger-Westphal (EW), para el control del reflejo de luz pupilar , y células ganglionares de la retina gigantes.
Fisiología [ editar ]
La mayoría de las células ganglionares maduras son capaces de disparar potenciales de acción a una alta frecuencia debido a su expresión de canales de potasio K v 3. [5] [6] [7]
Biología del desarrollo [ editar ]
A continuación se muestra un resumen muy rápido. Para obtener una fuente de referencia, consulte "Conexión de la retina al cerebro" por Erskine et al. [8] y "Crecimiento del axón retiniano en el quiasma óptico" por Petros TJ et al. [9] La mayoría de la información resaltada a continuación proviene de estas dos excelentes revisiones.
Crecimiento de la retina: el comienzo [ editar ]
Las células ganglionares de la retina (RGC) nacen entre el día embrionario 11 (E11) y el día cero postnatal (PN) en el ratón y entre la semana 5 y la semana 18 en el útero en el desarrollo humano. [10] En los mamíferos, los RGC generalmente se agregan al principio en el aspecto dorsal-central de la copa óptica , que se encuentra en el centro del ojo. Luego, el crecimiento RC se barrerá ventralmente y periféricamente desde allí, en un patrón de onda. [11] Este proceso depende de una serie de factores, que van desde factores de señalización como FGF3 y FGF8 hasta la inhibición adecuada de la vía de señalización de Notch. Más importante aún, el bHLH (básico Helix-Loop-Helix) -dominio que contiene el factor de transcripción Atoh7y sus efectores descendentes, como Brn3b e Isl-1 , trabajan para promover la supervivencia y diferenciación de RGC . [8] La "onda de diferenciación" que impulsa el desarrollo de RGC a través de la retina también está regulada en particular de los factores bHLH Neurog2 y Ascl1 y FGF / Shh, derivados de la periferia. [8] [11]
Crecimiento dentro de la célula ganglionar de la retina (fibra óptica) capa [ editar ]
Las RGC progenitoras tempranas típicamente extenderán los procesos que se conectan a las membranas limitantes internas y externas de la retina con la capa externa adyacente al epitelio pigmentario de la retina (RPE) y la adyacente interna al futuro humor vítreo. La célula soma tirará hacia el RPE, experimentará una diferenciación terminal, y luego migrará hacia la membrana limitante interior. Luego extenderá un axón en la capa de células ganglionares de la retina. Este proceso probablemente esté mediado por la señalización Slit-Robo , que controla la retracción del proceso apical del RGC. [8]
Los RGC crecerán a lo largo de los pies del extremo glial colocados en la superficie vítrea interna (lado más cercano al futuro humor vítreo). La molécula de adhesión de células neuronales (N-CAM) mediará esta unión mediante interacciones homofílicas (N-CAM se une solo a ese isótopo de N-CAM: A con A, B con B, nunca A con B). La señalización de hendidura también desempeña un papel, ya que evita que los RGC se conviertan en capas más allá de la capa de fibra óptica. [12]
Los axones de los RGC crecerán y se extenderán hacia el disco óptico , donde salen del ojo. Una vez diferenciados, están rodeados por una región periférica inhibitoria y una región atractiva central, promoviendo así la extensión del axón hacia el disco óptico. Los CSPG existen a lo largo del neuroepitelio retiniano (superficie sobre la cual se encuentran los RGC) en un gradiente bajo central-alto periférico. [8] La hendidura también se expresa en un patrón similar, segregado por las células en la lente. [12]Las moléculas de adhesión, como N-CAM y L1, promoverán el crecimiento centralmente y también ayudarán a fascicular adecuadamente (agrupar) los axones RGC juntos. Shh se expresa en un alto gradiente periférico central y bajo, promoviendo la extensión de los axones RGC de proyección central a través de Patched-1, el principal receptor para Shh, señalización mediada. [13]
Crecimiento en ya través del nervio óptico [ editar ]
Los RGC salen de la capa de células ganglionares de la retina a través del disco óptico, que requiere un giro de 45 °. [8] Esto requiere interacciones complejas con las células gliales del disco óptico que expresarán gradientes locales de Netrin-1, un morfógeno que interactuará con el receptor de cáncer colorrectal eliminado en los conos de crecimiento del axón RGC. Este morfógeno inicialmente atrae los axones RGC, pero luego, a través de un cambio interno en el cono de crecimiento del RGC, Netin-1 se vuelve repulsivo, alejando el axón del disco óptico. [14] Esto está mediado a través de un mecanismo dependiente de AMPc. Además, CSPG y la señalización Eph / Ephrin también pueden estar involucrados.
Los RGC crecerán a lo largo de los pies de las células gliales en el nervio óptico. Estas glías segregarán Semafhorin 5a y Slit repulsivos de forma envolvente, cubriendo el nervio óptico, lo que garantiza que permanezcan en el nervio óptico. Vax1 , un factor de transcripción es expresado por el diencéfalo ventral y las células gliales en la región donde se forma el quiasma, y también puede secretarse para controlar la formación de quiasma. [15]
Crecimiento en el quiasma óptico [ editar ]
Cuando los RGC se acercan al quiasma óptico, el punto en el que los dos nervios ópticos se encuentran, en el diencéfalo ventral alrededor de E10-E11 en el ratón, tienen que tomar la decisión de separarse del tracto óptico contralateral o permanecer en el tracto óptico ipsilateral. En el ratón, alrededor del 5% de los RGC, en su mayoría provenientes de la región de la media luna ventral-temporal (VTc) de la retina, permanecerán ipsilaterales, mientras que el 95% restante de los RGC se cruzarán. [8] Esto se controla en gran medida por el grado de superposición binocular entre los dos campos de visión en ambos ojos. Los ratones no tienen un solapamiento significativo, mientras que los humanos, que sí lo tienen, tendrán aproximadamente el 50% de los CRG cruzados y el 50% permanecerán en posición ipsolateral.
Construyendo el esquema repulsivo del quiasma [ editar ]
Una vez que los RGCs alcancen el quiasma, las células gliales que las soportan cambiarán de una morfología intrafascicular a radial. Un grupo de células diencefálicas que expresan el antígeno de superficie celular antígeno embrionario específico (SSEA) -1 y CD44 formarán una forma de V invertida. [16] Establecerán el aspecto posterior del borde del quiasma óptico. Además, la señalización Slit es importante aquí: los proteoglicanos de sulfato de heparina (HSPG), proteínas en la ECM, anclarán el morfógeno Slit en puntos específicos en el borde del quiasma posterior. [17] Los RGC comenzarán a expresar Robo, el receptor de Slit, en este punto, facilitando así la repulsión.
Contralateral proyectando RGCs [ editar ]
Los axones RGC que viajan al tracto óptico contralateral deben cruzarse. Shh juega un papel en esto. Se expresa a lo largo de la línea media en el diencéfalo ventral, proporcionando una señal repulsiva para evitar que los RGC crucen la línea media ectópicamente. Sin embargo, se genera un agujero en este gradiente, lo que permite que los RGC se desplacen (la investigación aún se realiza de manera activa para comprender el mecanismo detrás de esta obliteración aislada).
Las moléculas que atraen la atracción incluyen NrCAM, que se expresa mediante el crecimiento de RGCs y la glía de la línea media y actúa junto con Sema6D, mediada a través del receptor Plexin-A1. [8] El VEGF-A se libera desde la línea media para que los RGC tomen un camino contralateral, mediado por el receptor Neuropilin-1 (NRP1). [18] El AMPc parece ser muy importante para regular la producción de proteína NRP1, regulando así la respuesta de los conos de crecimiento al gradiente de VEGF-A en el quiasma. [19]
Ipsilateral proyectando RGCs [ editar ]
El único componente en ratones que se proyectan ipsilateralmente son RGC de la media luna ventral-temporal en la retina, y solo porque expresan el factor de transcripción Zic2 . Zic2 promoverá la expresión del receptor de tirosina quinasa EphB1, que mediante la señalización directa (ver revisión de Xu et al. [20] ) se unirá al ligando Ephrin B2 expresado por la glía de la línea media y se rechazará para alejarse del quiasma. Algunos VTc RGC se proyectarán de forma contralateral porque expresan el factor de transcripción Islet-2 , que es un regulador negativo de la producción de Zic2 . [21]
Shh desempeña un papel clave en el mantenimiento de los axones RGC también como ipsilateral. Shh se expresa mediante las CGR y las células gliales de la línea media que se proyectan contralateralmente. Boc, o hermano de CDO (relacionado con CAM / regulado a la baja por los oncogenes), un co-receptor para Shh que influye en la señalización de Shh a través de Ptch1, [22] parece mediar esta repulsión, ya que es solo en conos de crecimiento provenientes de la proyección ipsilateralmente RGC. [13]
Otros factores que influyen en el crecimiento de RGC ipsilateral incluyen la familia Teneurin, que son proteínas de adhesión transmembrana que utilizan interacciones homofílicas para controlar la guía, y Nogo, que se expresa mediante la glía radial de la línea media. [23] [24] El receptor Nogo solo se expresa mediante VTc RGCs. El papel de Nogo en la señalización en el quiasma, sin embargo, todavía está bajo estudio activo. [8]
Finalmente, otros factores de transcripción parecen jugar un papel importante en la alteración. Por ejemplo, Foxg1, también llamado Brain-Factor 1, y Foxd1, también llamado Brain Factor 2, son factores de transcripción de la hélice alada que se expresan en las copas ópticas nasales y temporales y las vesículas ópticas comienzan a evaginar del tubo neural. Estos factores también se expresan en el diencéfalo ventral, con Foxd1 expresado cerca del quiasma, mientras que Foxg1 se expresa más rostralmente. Parece que desempeñan un papel en la definición de la proyección ipsilateral al alterar la expresión de la producción del receptor Zic2 y EphB1. [8] [25]
El crecimiento en el tracto óptico [ editar ]
Una vez fuera del quiasma óptico, los RGC se extenderán dorsocaudalmente a lo largo de la superficie diencefálica ventral formando el tracto óptico, que los guiará hacia el colículo superior y el núcleo geniculado lateral en los mamíferos, o el tectum en los vertebrados inferiores. [8] Sema3d parece promover el crecimiento, al menos en el tracto óptico proximal, y las reorganizaciones del citoesqueleto a nivel del cono de crecimiento parecen ser significativas. [26]
Mielinización [ editar ]
En la mayoría de los mamíferos, los axones de las células ganglionares de la retina no están mielinizados donde pasan a través de la retina. Sin embargo, las partes de los axones que están más allá de la retina, son mielinizadas. Este patrón de mielinización se explica funcionalmente por la opacidad relativamente alta de la mielina: los axones mielinizados que pasan sobre la retina absorberían algo de la luz antes de que alcance la capa del fotorreceptor, reduciendo la calidad de la visión. Hay enfermedades del ojo humano donde esto, de hecho, ocurre. En algunos vertebrados, por ejemplo el pollo, los axones de células ganglionares estánmielinizados dentro de la retina.
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