Ciclo del retinale

Figura 4. Il ciclo della visione. (a) Il ciclo della visione è un pathway di reazioni enzimatiche responsabili del riciclo dei retinoidi che vengono usati durante la stimolazione dei fotorecettori da parte della luce. L’attivazione del pigmento rodopsina dei fotorecettori avviene con isomerizzazione del cromoforo legato, 11-cis-retinale, a tutto-trans-retinale. Mentre la cascata di foto trasduzione continua, il tutto-trans-retinale viene rilasciato dalla rodopsina, reagisce con il lipide di mem-brana fosfatidiletanolammina (PE) e viene trasportato nel citoplasma dalla proteina ABCA4. Dopo la modifica a tutto-trans-retinolo da reti-nolo deidrogenasi (RDH), viene trasportato al RPE (retinal pigment epithelium) e trans-isomerizzato a 11-cis-retinale attraverso i passaggi di LRAT, RPE65, e 11-cis-RDH. Dopo il trasporto alla cellula foto recettoriale, l’11-cis-retinale lega la rodopsina, rendendola sensibile alla luce. Le proteine che legano i retinoidi IRBP, CRBP e CRALBP sono coinvolte nel trasporto dei retinoidi idrofobici in ambiente acquoso. (b) Interruzione del ciclo della visione a causa di mutazioni nella proteina RPE65 risulta in una mancanza di 11-cis-retinale da legare alla rodopsina. In assenza di pigmento visivo attivo, la visione rimane alterata. (Smith et al., 2009)

Un ruolo fondamentale nel metabolismo del retinale è svolto dal RPE (Retinal Pigment Epithelium). Questo strato di cellule si trova a diretto contatto con i segmenti esterni dei fotorecettori. Il segmento esterno dei bastoncelli infatti è la parte del fotorecettore più vicina all’RPE. Come si può notare dalla Figura 4, il tutto-trans-retinale non è isomerizzato a 11-cis-retinale all’interno del fotorecettore, ma all’interno del RPE. Viene portato in forma di tutto-trans-retinolo dal fotorecettore all’RPE dalla proteina IRBP (interphotoreceptor retinoid-binding protein). IRBP è una glicoproteina che ha la funzione di rendere solubile in acqua il retinolo, altrimenti idrofobico, e rendere così possibile il passaggio attraverso il medium che separa il fotorecettore dal RPE. All’interno del RPE il retinolo viene raccolto da CRBP (Cellular Retinol Binding Protein) e isomerizzato da RPE65 (Retinal Pigment Epithelium specific protein 65 KDa) a 11-cis-retinale. L’11-cis-retinale viene poi legato da CRALBP (Cellular Retinaldehyde Binding protein), trasferito su IRBP e trasportato ai bastoncelli per generare una nuova molecola di rodopsina. In Figura 4b si nota come l’assenza di RPE65 nativo nel RPE porti alla mancata isomerizzazione dell’estere tutto-trans-retinilico (Van Soest et al., 1999).

L’RPE oltre ad essere fondamentale per l’isomerizzazione del retinolo a retinale è importante anche perché ha la funzione di trasferire ai fotorecettori il glucosio e i sali provenienti dal sangue, e di fagocitare la parte superiore del segmento esterno dei bastoncelli. Continuamente esposti alla luce, i fotorecettori nella loro parte più estrema tendono ad accumulare le molecole di rodopsina più vecchie e quindi a rischio di malfunzionamento, e altre molecole rese tossiche dalla continua esposizione alla luce. Per evitare che compromettano il processo visivo, l’RPE è in grado di fagocitare i dischi più esterni del segmento esterno, mentre alla sua base ne vengono sintetizzati sempre di nuovi (Simò et al., 2009).