 | Эта статья требует дополнительных ссылок для проверки . ( май 2017 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить это сообщение-шаблон ) |
Процесс отбеливания и рециркуляции используется в сетчатке, чтобы гарантировать, что хромофор 11-цис ретиналя присутствует в молекулах опсина в достаточных количествах, чтобы позволить происходить фототрансдукция . В нем используются производные витамина А (ретинол).
Транспорт ретиноидов в сетчатку [ править ]
Витамин А необходимо употреблять с пищей, так как он не синтезируется организмом. Однако он может потребляться косвенно, в форме каротиноидов, таких как бета-каротин , который может расщепляться с образованием двух молекул ретинола. Он всасывается в кишечнике и транспортируется по телу двумя путями. В первом и наиболее распространенном случае он этерифицируется жирной кислотой с образованием ретинилового эфира и упаковывается в хиломикрон . Во втором второстепенном пути он связывается с ретинол-связывающим белком (RBP) и транстиретином , что предотвращает его фильтрацию в клубочках.. Именно через этот путь RBP-транстиретин сетчатка получает большую часть своих ретиноидов.
Как и при транспортировке через путь RBP-транстиретин, ретиноиды всегда должны связываться с молекулами шаперонов по нескольким причинам. Ретиноиды токсичны, нерастворимы в водных растворах и склонны к окислению, поэтому они должны быть связаны и защищены, когда находятся в организме. Организм использует различные шапероны, особенно в сетчатке, для транспортировки ретиноидов.
Отбеливание и переработка [ править ]
Когда фотон света поглощается, сетчатка из 11-цис превращается в сетчатку, полностью состоящую из транс, и перемещается к месту выхода родопсина . Он не покинет опсиновый белок, пока другой свежий хромофор не заменит его, за исключением пути ABCR. Хотя все еще связанный с опсином, полностью транс-ретиналь превращается в полностью-транс-ретинол под действием полностью-транс-ретинолдегидрогеназы. Затем он переходит к клеточной мембране стержня, где он сопровождается пигментным эпителием сетчатки (RPE) интерфоторецепторным ретиноид-связывающим белком (IRBP). Затем он попадает в клетки RPE и переносится на шаперон клеточного ретинол-связывающего белка (CRBP).
Находясь внутри клетки RPE, связанной с CRBP, полностью транс-ретинол этерифицируется лецитин -ретинол- ацилтрансферазой (LRAT) с образованием ретинилового эфира. Ретиниловые эфиры RPE сопровождаются белком, известным как RPE65. Именно в этой форме RPE хранит большую часть своих ретиноидов, поскольку RPE хранит в 2-3 раза больше ретиноидов, чем сама нервная сетчатка. Когда требуется дополнительный хромофор, на ретиниловые эфиры воздействует изомерогидролаза с образованием 11-цис-ретинола, который переносится в клеточный ретинальдегид-связывающий белок (CRALBP). 11-цис-ретинол трансформируется в 11-цис-ретиналь под действием 11-цис-ретинолдегидрогеназы., затем он отправляется обратно на стержневые фоторецепторы через IRBP. Там он заменяет отработанный хромофор в молекулах опсина, позволяя опсину снова функционировать как световой рецептор.
Путь ABCR [ править ]
При некоторых обстоятельствах отработанный хромофор может покинуть молекулу опсина до его замены, когда он связан с белком ABCA4 (также известным как ABCR), когда он также трансформируется в полностью транс-ретинол, а затем покидает внешний сегмент фоторецептора. через сопровождающего IRBP. Затем он следует традиционному пути рециркуляции. Именно этим путем можно объяснить присутствие опсина без хромофора.
Регламент рециркуляции RGR [ править ]
Процесс рециркуляции может регулироваться системой рецепторов G-белка ретинола . Когда свет падает на рецептор ретинола G-белка (RGR), рециклинг хромофора в RPE ускоряется. Этот механизм обеспечивает дополнительный хромофор после интенсивного обесцвечивания и может рассматриваться как важный механизм на ранних этапах адаптации к темноте и пополнения хромофора.
Альтернативный путь конуса [ править ]
Считается, что помимо этого пути рециклинга хромофора, описанного выше, фоторецепторы колбочек имеют альтернативный путь рециклинга хромофора, в котором используются глиальные клетки Мюллера.внутри сетчатки, чтобы ускорить переработку хромофора. По этому пути колбочки восстанавливают полностью транс-ретиналь до полностью-транс-ретинола посредством полностью-транс-ретинолдегидрогеназы, а затем транспортируют полностью-транс-ретинол к клеткам Мюллера. Там он превращается в 11-цис-ретинол полностью транс-ретинолизомеразой и может либо храниться в виде ретиниловых эфиров в клетках Мюллера, либо транспортироваться обратно к фоторецепторам колбочек, где он трансформируется из 11-цис-ретинола в 11-цис-ретинол. ретиналь с помощью 11-цис-ретинальной дегидрогеназы. Этот путь помогает объяснить быструю адаптацию к темноте в колбочковой системе и присутствие 11-цис-ретинальной дегидрогеназы в фоторецепторах колбочки, поскольку она не обнаруживается в палочках, а только в РПЭ.
Врожденный амавроз Лебера [ править ]
Возможный механизм врожденного амавроза Лебера был предложен как дефицит RPE65. Если бы в одном из них не было RPE65, RPE не мог бы хранить ретиниловые эфиры, и, таким образом, пути отбеливания и рециркуляции были бы нарушены. Это привело бы преимущественно к куриной слепоте (поскольку у палочек есть только один механизм, через RPE, для регенерации своего хромофора) на ранних стадиях болезни, на которой фоторецепторы колбочек будут сохранены, поскольку у них есть альтернативная клетка Мюллера путь регенерации фотопигмента.
На более поздних стадиях заболевания наблюдается общая ретинопатия, поскольку палочковые фоторецепторы теряют способность сигнализировать о наличии света из-за дефицита 11-цис-хромофора сетчатки. Таким образом, стержни будут постоянно выделять нейротрансмиттер глутамата, и через некоторое время клетки Мюллера не смогут убрать избыток глутамата. Уровни глутамата будут накапливаться в сетчатке, где они достигнут нейротоксичных уровней, и сетчатка начнет разрушаться.
Дефицит RPE65 имеет генетическое происхождение и является лишь одной из многих предполагаемых возможных патофизиологий заболевания.
