casa |  | Saúde e Doença >  | Condições e Tratamentos | Olhos e Distúrbios da Visão

Química sensível à cor nos cones da retina

A cor como resultado de interações complexas

A cor resulta de uma cadeia de interações complexas. Uma das principais é entre comprimentos de onda da luz e as células cônicas no olho humano. Compreender a interação luz-matéria e os mecanismos de sinalização em neurônios ajuda a entender a absorção de luz — e por que humanos veem em três cores diferentes.

Luz e matéria

Diferentes comprimentos de onda carregam diferentes energias. Ondas longas = menos energia; curtas = mais. Quando um fóton (menor quantidade de luz) atravessa um material, três coisas podem acontecer: transmite, reflete ou é absorvido. O destino depende das características do material. Se o átomo ou molécula tem dois estados de energia separados pela energia do fóton, a probabilidade de absorção é maior.

Luz visível

Átomos são cercados por elétrons em diferentes estados de energia, preferindo o de menor energia. As energias da luz visível estão exatamente na faixa de diferença de energia dos elétrons ao redor dos átomos. Quando a luz visível atravessa um material e sua cor corresponde exatamente à energia necessária para mover um elétron de uma configuração para outra, a luz é absorvida e o elétron vai para a nova configuração.

Sinalização celular

Neurônios transmitem sinais abrindo e fechando canais em suas membranas. À medida que moléculas específicas mudam de configuração, modificam a distribuição de seus átomos e disparam outras moléculas. Em uma "cascata enzimática", um sinal inicial pequeno é amplificado pela célula, abrindo canais na membrana. Canais abertos liberam outras moléculas sinalizadoras, transmitindo a mensagem. Nas células cônicas do olho, a mensagem é "vi luz".

Retinal e células cônicas

Existem três tipos de células cônicas no olho humano normal (pessoas com menos tipos têm deficiência de cor; com quatro são tetracromáticas). Cada tipo absorve cor ligeiramente diferente: azul, verde e amarelo-verde. A luz é melhor absorvida quando corresponde perfeitamente a uma diferença de energia nos elétrons de um átomo. Nos cones, essa molécula é o retinal. O retinal absorve luz visível, movendo um elétron de um nível de energia a outro. A mudança de energia desse elétron altera a forma do retinal. Esse é o cerne de toda visão humana — e de quase toda visão na Terra: um fóton absorvido muda a forma do retinal.

Retinal no olho

O retinal em sua configuração normal está preso a outra molécula na superfície de uma célula cônica. A opsina é uma molécula maior que segura o retinal. Quando o retinal muda de forma, salta para fora da opsina. A opsina muda de configuração e inicia uma cascata de sinalização. Um fóton resulta em sinal de cerca de 100.000 moléculas adiante na cadeia. A opsina retorna à forma original por outra molécula na célula. O retinal distorcido sai da retina, é reciclado de volta à outra forma e fica livre para ligar-se a outra opsina.

Cores diferentes

Se a luz é absorvida pela mesma molécula (retinal), como fótons de diferentes energias são absorvidos? As três células cônicas produzem versões ligeiramente diferentes da molécula de opsina. Essas opsinas, que seguram o retinal, modificam as energias eletrônicas possíveis no retinal. Energia modificada = fóton diferente absorvido. Por isso humanos têm três sensores de cor diferentes no olho.