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Il ruolo della retina nella visione e nella salute

Uno sguardo su come la retina elabora la luce e mantiene la visione.

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Indice

La retina è una parte fondamentale dell'occhio che elabora la luce così possiamo vedere. Questo processo richiede molta energia, che arriva dal sangue. Per mantenere la retina sana, vari tipi di cellule lavorano insieme per garantire un buon afflusso di sangue, rimuovere i rifiuti, mantenere la barriera protettiva sangue-cervello e regolare il flusso sanguigno in base a quanto è attiva la retina. Questo processo di aggiustamento è importante perché aiuta a fornire i nutrienti e l'ossigeno necessari quando la retina lavora sodo, come quando stiamo guardando qualcosa di luminoso o in movimento.

Struttura della Retina

La retina è composta da diversi strati e tipi di cellule. Contiene cinque tipi principali di neuroni: i Fotorecettori che percepiscono la luce, le cellule orizzontali che aiutano a elaborare queste informazioni, le cellule bipolari che rilasciano segnali, le cellule amacrine che gestiscono il timing dei segnali e le cellule gangliari che inviano i segnali finali al cervello.

Rifornimento di Sangue alla Retina

La maggior parte dei mammiferi, compresi gli esseri umani, ha una rete riccamente fornita di vasi sanguigni nelle loro retine. Quando il flusso sanguigno alla retina viene interrotto, anche solo per poco tempo, può influire notevolmente su come la retina risponde alla luce. I fotorecettori ottengono i loro nutrienti dalla coroide, uno strato di vasi sanguigni sotto la retina, mentre gli altri neuroni retinici si affidano all'arteria centrale della retina. Questa arteria si ramifica in una rete di vasi sanguigni più piccoli chiamati plessi vascolari superficiali, intermedi e profondi. Ognuno di questi strati è cruciale per fornire ossigeno e nutrienti alla retina.

Strati di Vasi Sanguigni
  • Plesso Vascolare Superficiale (SVP): Questo strato si trova all'interno dello strato delle cellule gangliari e contiene piccole vene, arteriole e capillari.
  • Plesso Vascolare Intermedio (IVP): Situato tra lo strato nucleare interno e lo strato plexiforme interno, questo strato è composto principalmente da capillari.
  • Plesso Vascolare Profondo (DVP): Si trova vicino ai terminali sinaptici dei fotorecettori e consiste principalmente di capillari.

Interazione delle Cellule nella Retina

La funzione della retina non dipende solo dai neuroni, ma anche da vari tipi di cellule di supporto. Nella retina, le cellule gliali di Müller, un tipo di cellula di supporto, sono presenti in tutti gli strati. Interagiscono con i vasi sanguigni, aiutando a regolare il flusso sanguigno e mantenere un ambiente sano per i neuroni. Queste cellule gliali si avvolgono attorno ai vasi sanguigni, formando una guaina protettiva.

Il Ruolo dei Periciti e delle Cellule Endoteliali

Insieme alle cellule gliali di Müller, ci sono periciti e cellule endoteliali che formano le pareti dei vasi sanguigni. I periciti sono cellule contrattili che circondano le cellule endoteliali e aiutano a regolare il flusso sanguigno. Le giunzioni strette tra le cellule endoteliali sono fondamentali per mantenere la barriera sangue-cervello, che impedisce a sostanze nocive nel sangue di entrare nel cervello.

Stimolazione Visiva e Flusso Sanguigno

Quando vediamo qualcosa, i vasi sanguigni nella retina si dilatano per consentire un maggiore flusso sanguigno. L'IVP è particolarmente interessante perché mostra un livello di ossigeno più basso rispetto ad altri strati, il che significa che richiede più ossigeno di quanto possa ripristinare. Studi hanno mostrato che i capillari dell'IVP cambiano dimensioni in risposta alla stimolazione visiva, suggerendo un forte legame tra l'attività dei neuroni e l'apporto di sangue.

Risultati della Ricerca

Ricerche usando tecniche di imaging avanzate hanno fornito un quadro più chiaro di come queste cellule interagiscono. Quando si studiano gli strati di vasi sanguigni nella retina, è stato trovato che le cellule gliali di Müller si avvolgono attorno alla maggior parte dei capillari, fornendo quasi una copertura completa. Tuttavia, ci sono spazi in questa guaina, specialmente nell'IVP, dove può avvenire un contatto diretto tra neuroni e cellule dei vasi sanguigni.

Importanza dei Contatti Diretti

La presenza di questi spazi permette un segnale diretto tra neuroni e le cellule che supportano i vasi sanguigni. I neuroni possono entrare in contatto con i periciti e le cellule endoteliali, il che può influenzare il flusso sanguigno e l'apporto di nutrienti, essenziali per la funzione della retina.

Segnali di Calcio nelle Cellule di Müller

È stato dimostrato che le cellule gliali di Müller hanno segnali di calcio, importanti per controllare il flusso sanguigno. Quando si applica un neurotrasmettitore chiamato ATP, provoca un aumento dei livelli di calcio nelle cellule di Müller, indicando che queste cellule sono sensibili ai segnali provenienti dai neuroni. Questo segnale di calcio sembra essere cruciale per regolare la risposta dei vasi sanguigni agli stimoli visivi.

Visione e Salute Retinica

Il buon funzionamento della retina è fondamentale per una buona vista. Quando ci sono interruzioni, come nelle malattie retiniche come la retinite pigmentosa, queste interazioni tra neuroni, cellule gliali e vasi sanguigni possono essere compromesse. Nei modelli di degenerazione retinica, si è notato che la struttura delle cellule gliali di Müller e la loro interazione con i vasi sanguigni cambiano significativamente, suggerendo che i segni precoci di degenerazione possono essere legati a cambiamenti nel modo in cui funzionano queste cellule di supporto.

Implicazioni per le Malattie Retiniche

Cambiamenti nella relazione tra le cellule di Müller e i vasi sanguigni possono contribuire alla progressione delle malattie retiniche. Man mano che i fotorecettori perdono funzionalità, le cellule gliali di Müller vicine possono alterare la loro struttura e ridurre la loro capacità di supportare efficacemente i vasi sanguigni. Questo può portare a ulteriori complicazioni, inclusa la rottura della barriera sangue-retina, rendendo ancora più difficile per la retina funzionare correttamente.

Conclusione: Il Complesso Sistema della Retina

In conclusione, la retina è un sistema altamente complesso in cui neuroni, cellule gliali e vasi sanguigni lavorano tutti insieme. Le interazioni tra questi diversi tipi di cellule sono fondamentali per mantenere una retina sana e garantire che la nostra vista rimanga nitida. Continueremo a ricercare queste relazioni per ottenere informazioni su come si sviluppano le malattie retiniche e come potrebbero essere trattate in futuro.

Fonte originale

Titolo: The retina's neurovascular unit: Mueller glial sheaths and neuronal contacts

Estratto: The neurovascular unit (NVU), comprising vascular, glial and neural elements, supports the energetic demands of neural computation, but this aspect of the retinas trilaminar vessel network is poorly understood. Only the innermost vessel layer - the superficial vascular plexus (SVP) - is ensheathed by astrocytes, like brain capillaries, whereas glial ensheathment in other layers derives from radial Muller glia. Using serial electron microscopy reconstructions from mouse and primate retina, we find that Muller processes cover capillaries in a tessellating pattern, mirroring the tiled astrocytic endfeet wrapping brain capillaries. However, gaps in the Muller sheath, found mainly in the intermediate vascular plexus (IVP), permit different neuron types to contact pericytes and the endothelial cells directly. Pericyte somata are a favored target, often at spine-like structures with a reduced or absent vascular basement lamina. Focal application of adenosine triphosphate (ATP) to the vitreal surface evoked Ca2+ signals in Muller sheaths in all three vascular layers. Pharmacological experiments confirmed that Muller sheaths express purinergic receptors that, when activated, trigger intracellular Ca2+ signals that are amplified by IP3-controlled intracellular Ca2+ stores. When rod photoreceptors die in a mouse model of retinitis pigmentosa (rd10), Muller sheaths dissociate from the deep vascular plexus (DVP) but are largely unchanged within the IVP or SVP. Thus, Muller glia interact with retinal vessels in a laminar, compartmentalized manner: glial sheathes are virtually complete in the SVP but fenestrated in the IVP, permitting direct neural-to-vascular contacts. In the DVP, the glial sheath is only modestly fenestrated and is vulnerable to photoreceptor degeneration.

Autori: Jeffrey S Diamond, W. S. Grimes, D. M. Berson, A. Sabnis, M. Hoon, R. Sinhah, H. Tian

Ultimo aggiornamento: 2024-05-01 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.30.591885

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.30.591885.full.pdf

Licenza: https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia biorxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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