photopigmenten

Fotopigmenten zijn lichtabsorberende pigmenten die voorkomen in fotoreceptorcellen van het netvlies en in sommige andere lichtgevoelige weefsels. In vertebraten ogen bestaan ze meestal uit een eiwitgedeelte (opsine) gebonden aan een chromofor, meestal retinal (11-cis-retinal). Bij lichtabsorptie verandert retinal van 11-cis naar all-trans-retinol, wat een conformatiestoring in het opsine veroorzaakt en de activiteit van het pigment omzet in een signaal.

Dit signaal wordt via een G-eiwit (transducine) doorgegeven aan een enzymcascade die de concentratie van cGMP verlaagt. Door de daling van cGMP sluiten Na+- en Ca2+-kanalen in de fotoreceptor, waardoor de cel hyperpolariseert en minder glutamaat afgeeft aan de aangrenzende neuronen. Het uiteindelijke signaal wordt via bipolaire en ganglioncellen naar de hersenen gestuurd voor beeldverwerking.

Soorten fotopigmenten variëren per dier en per celtype. Rods bevatten rhodopsine en zijn extreem gevoelig bij weinig licht, maar leveren weinig kleurinformatie. Cones bevatten photopsines (in mensen S-, M- en L-types) die gevoelig zijn voor korte, middellange en lange golflengten en samen kleurvisie mogelijk maken. Veel diersoorten hebben extra pigmenttypen; in invertebraten komen andere koppelingen en fotopigmenten voor. Daarnaast bestaan niet-visuale fotopigmenten zoals melanopsine in intrinsieke photosensorische ganglioncellen, die circadiane ritmes en pupilreflexen beïnvloeden.

Regeneratie van fotopigmenten vindt plaats via de retinoïd-cyclus: all-trans-retinal wordt teruggezet naar 11-cis-retinal in het retinale pigmentepitheel, waardoor gevoeligheid van de fotoreceptors wordt hersteld en de videostroom kan doorgaan. Defecten in fotopigmenten kunnen nachtblindheid, verminderde kleurwaarneming of storingen zoals retinitis pigmentosa veroorzaken.