Cours 7 - La Vision : l’oeil Flashcards
Quelles sont les 3 couches de l’œil?
L’œil est une quasi-sphère remplie de liquide et entourée de trois couches de tissus:
- La rétine (couche interne)
- La tunique uvéale (uvée) comprenant la choroide, le corps ciliaire et l’iris
- La sclérotique, qui forme la cornée à l’avant de l’oeil
À quoi sert la choroïde?
Approvisionnement sanguin
Qu’est-ce que la sclérotique?
Membrane opaque et composée d’un tissu résistant
mais qui devient transparent à l’avant de l’œil pour former la cornée qui laisse passer la lumière
Qu’est-ce qui compose la rétine (2)?
Neurones, photorécepteurs
Pour atteindre la rétine, que doivent traverser les rayons lumineux (2)?
Pour atteindre la rétine, les rayons lumineux traversent deux milieux liquides: l’humeur aqueuse (chambre antérieure) et l’humeur vitrée (chambre postérieure)
Décrire l’humeur aqueuse (rôle, produit par qui)
- L’humeur aqueuse nourrit la cornée et le cristallin, et est produite par les procès ciliaires de la chambre
postérieure - Remplacée plusieurs fois par jours (drainage inadéquat peut mener au développement du glaucome)
Décrire l’humeur vitrée (rôle, contient quoi).
- L’humeur vitrée contribue à maintenir la forme de l’œil
- Contient des cellules phagocytaires pour éliminer les débris pouvant causer une obstruction au passage de la lumière
Comment se forme un glaucome (2 étapes)?
- Canal de drainage bouché. Accumulation de liquide
- Augmentation de pression endommageant les vaisseaux sanguins et le nerf optique
Quelles sont les deux propriétés importantes de la cornée et le cristallin?
(1) Un degré remarquable de transparence pour transmettre l’énergie lumineuse. La cataracte qui est l’opacification du cristallin pouvant mener à la cécité
(2) La capacité de la réfraction de la lumière ( courbure) afin de générer une image focalisée sur les photorécepteurs de la rétine.
Définir réfraction.
La réfraction est le changement de direction que subit un rayon lumineux quand il traverse la surface de deux milieux transparents différents
Qui est responsable de presque toute a réfraction nécessaire?
La cornée est responsable de presque toute la réfraction nécessaire.
*La puissance réfringente du cristallin est moins grande que celle de la cornée mais elle est réglable
—> une grande précision à la mise au point sur la rétine des objets visuels qui sont à des distances variables de l’observateur.
Définir amétropie.
anomalie de réfraction
Quels sont les 2 types d’anomalie de la réfraction? Les définir.
Myopie: Courbure trop accentuée de la cornée. Longueur excessive du globe oculaire
Hypermétropie: Longueur insuffisante du globe oculaire. Puissance insuffisante du système réfringent
Que permet la pupille?
La pupille permet d’adapter à la luminosité extérieure la quantité de lumière que l’œil laisse passer: en cas de grande luminosité, la pupille diminue de taille, évitant l’éblouissement et améliorant la netteté de la vision.
Qu’est-ce que la papille optique (3)?
-Point d’entrée de l’artère et des veines ophtalmiques
-Sortie des axones des neurones rétiniens afin d’atteindre, par le nerf optique, leurs cibles
thalamiques et mésencéphaliques
-Pas de photorécepteurs: tache aveugle
Qu’est-ce que la macula lutea (tache jaune)?
-un pigment jaune: xanthophylle qui protège contre les rayons UV.
-L’acuité visuelle est la plus élevée
-Cette acuité est maximale dans la fovéa
Qu’est que la dégénérescence maculaire liée à l’âge (DMLA)?
Dégénérescence des photorécepteurs au niveau de la macula
Quels sont les 2 types de dégénérescence Maculaire liée à l’âge (DMLA)?
Sèche et humide
Comparer DMLA sèche vs humide.
Sèche : La DMLA (Dégénérescence Maculaire Liée à l’Âge) sèche se caractérise par un amincissement de la macula à mesure que les cellules visuelles (cônes et bâtonnets) et les pigments de la couche profonde de la rétine disparaissent. Les déchets de ces cellules s’accumulent et forment des dépôts dans la rétine appelés drusen. Ce phénomène génère dans la macula des trous de taille croissante et provoque ainsi, une altération du champ visuel central.
Humide : La DMLA (Dégénérescence Maculaire Liée à l’Âge) humide ou DMLA exsudative se caractérise par la prolifération de nouveaux vaisseaux sanguins dont la présence sous ou au sein de la rétine est anormale. Ces nouveaux vaisseaux sont fragiles et peuvent laisser échapper des fluides et du sang. Cela entraîne alors un soulèvement de la rétine et l’apparition d’hémorragies rétiniennes.
Où est située la rétine? De quel système nerveux fait-elle partie (périphérique ou central)?
Bien que situé en périphérie, fait partie du système nerveux central
Que retrouve-t-on à la paroi interne de la rétine? Décrire cette structure et ses fonctions.
À la paroi interne de la rétine, on retrouve l’épithélium pigmentaire rétinien (EPR)
– Mince structure exprimant de la mélanine
– Joue un rôle dans la réduction de la réflexion parasite de la lumière
– Rôle essentiel pour la fonction des photorécepteurs
Quels sont les les neurones qui participent à la transmission verticale directe (3) vs transmission horizontale (2)?
Neurones:
Transmission verticale directe
-Photorecepteurs
-Cellules bipolaires
-Cellules ganglionnaires
Transmission horizontale:
Cellules horizontales
Cellules amacrines
Une chaine a 3 neurones, quels sont-ils?
Cellule photoreceptrice, bipolaire et ganglionnaire forme le chemin le plus directe pour le transit des informations jusqu’au nerf optique
Les photorécepteurs font synapse avec ___________, qui elles mêmes font synapse avec __________.
- les cellules bipolaires
- les cellules ganglionnaires
Qu’est-ce qui forme le nerf optique?
Les axones des cellules ganglionnaires forment le nerf optique
Rôle des synapses des cellules horizontales, photorécepteurs et bipolaires.
interactions latérales importantes pour la sensibilité aux contrastes de luminance sur une large gamme
d’intensité.
Rôle des synapses des cellules amacrines, bipolaires et ganglionnaires.
plusieurs fonctions visuelles, ex. une étape
obligatoire dans la transmission des informations des bâtonnets aux cellules ganglionnaires.
Quels sont les 2 types de photorécepteurs? Où sont-ils situés? Les quantifier.
• Bâtonnets: 90 millions/œil concentrés en périphérie
• Cônes: 4.5 millions/œil concentrés au centre de l’œil (fovea)
Décrire l’anatomie des photorécepteurs (3).
- Ont un segment interne riche en mitochondries et un segment externe qui contient un photopigment.
- Les 2 segments sont connectés par un cilium
- Les terminaisons synaptiques contactent les cellules bipolaires et horizontales.
Vrai ou faux : Les cônes sont moins sélectifs pour la direction de la lumière qui les atteint (donc captent plus de lumière)
Faux : Les batônnets sont moins sélectifs pour la direction de la lumière qui les atteint (donc captent plus de lumière)
Définir l’épithélium pigmentaire rétinien.
Monocouche de cellules pigmentées à l’arrière de la rétine.
Quels sont les rôles essentiels de l’épithélium pigmentaire de la rétine (3)?
1) Les disques des segments externes ont une vie de 12 jours. Des nouveaux disques se forment tout le temps. L’ épithélium pigmentaire élimine les disques épuisés.
2) La régénération des molécules des pigments
après leur exposition à la lumière.
3) Contre la choroïde qui est la source majeure
d’alimentation pour les photorécepteurs
Qu’est-ce que la rétinite pigmentaire? Caractérisée par quoi (2)? Causée par quoi?
- Maladie génétique causée par une dégénérescence progressive des photorécepteurs
- Caractérisée par 1) une perte de vision nocturne et 2) une perte progressive du champ visuel externe
- Peut être causée par une dysfonction de l’épithélium pigmentaire (mauvais recyclage du disque externe des photorécepteurs)
Qu’est-ce qu’implique la phototransduction?
- Contrairement aux autres systèmes sensoriels, la phototransduction n’implique pas une dépolarization, mais une hyperpolarization suite à
un stimulus - A l’obscurité, le photorécepteur est dépolarizé; un stimulus lumineux va décroitre encore plus le potentiel de membrane
- Des changements gradées du potentiel de membrane va mener à une variation correspondante de la vitesse de la libération du neurotransmetteur par les terminaisons synaptiques du photorécepteur
Lors de la phototransduction, qu’est-ce qui se passe à l’obscurité vs en présence de lumière?
- A l’obscurité, le taux de guanosine monophosphate
cyclique (GMPc) dans le segment externe est élevé et se lie aux canaux Na+ → les canaux sont maintenus ouverts; cations peuvent pénétrer - En présence de lumière, les niveaux de GMPc diminuent, les canaux Na+ se ferment → hyperpolarization
Vrai ou faux : En obscurité, il y a dépolarisation qui entraine une diminution de glutamate.
Faux : En obscurité, il y a dépolarisation qui entraine une augmentation de glutamate.
En lumière, c’est une hyperpolarisation qui entraine une diminution de glutamate.
Qu’est-ce qui déclenche la réduction du GMPc (5 étapes)?
(1) L’absorption d’un photon par le pigment photosensible des photorécepteurs
- Le rétinal, couplé à une protéine de la famille des opsines
(2) Changement de conformation du rétinal qui conduit a un changement de l’opsine
(3) Le changement de conformation de l’opsine active la Transducine, un messager intracellulaire
(4) La transducine va activer une phosphodiestérase (PDE), qui va hydrolyser le GMPc → baisse des niveaux de GMPc
(5) La réduction des niveaux de GMPc mène à la fermeture des canaux ioniques
L’absorption d’un photon déclenche une cascade biochimique complexe. Quel est l’effet de cette cascade?
• Une amplification du signal:
1 photon → 1 opsine→800 transducines →800 PDE
→800 x6 GMPc →200 canaux ioniques/bâtonnet (2% du nombre de canaux).
• Des mécanismes vont limiter la durée de cette
amplification et rétablissent les différentes molécules dans leur état inactivé:
(1) Opsine activée est phosphorylée par rhodopsine
kinase → arrestine se lie à l’opsine et l’empêche
d’activer la transducine → un arrêt de la transduction
Le rétinal tout-trans est reconverti en…
rétinal-cis et recyclé dans l’épithelium pigmentaire (cycle des rétinoides)
Expliquer le cycle des rétinoides (5 étapes).
- Le rétinal tout trans doit être reconverti en rétinal 11-cis pour pouvoir être réutilisé dans la phototransduction
- Le rétinal tout trans est converti en rétinol tout trans
- Transporté dans l’épithélium pigmentaire
- Reconverti en rétinal 11-cis
- Ramené dans le segment externe des photorécepteurs
Vrai ou faux : La grandeur de l’amplification par la
phototransduction ne varie pas avec le niveau de lumière
Faux : La grandeur de l’amplification par la
phototransduction varie avec le niveau de lumière = adaptation
Comment est la sensibilité à a lumière lors de faibles niveaux d’éclairement vs hauts niveaux d’éclairement?
Faibles niveaux d’éclairement→ sensibilité a la lumière est au max.
Les niveaux d’éclairement augmentent→ sensibilité diminue pour empêcher saturation et accroitre la gamme des intensités lumineuses sur laquelle elles opèrent.
- La concentration du Ca++ dans le segment externe joue un rôle essentiel.
Que va causer la baisse des niveaux de Ca2+ (3)?
- Augmenter les niveaux de GMPc
- Augmenter les niveaux de rhodopsine kinase
- Accroitre l’affinité du GMPc pour les canaux ioniques
Par quoi diffèrent les cônes et les batônnets (5)?
- Leur forme
- Le mécanisme de transduction
- L’organisation de leurs connexions synaptiques
- Leur distribution dans la rétine
-Le type de pigments photosensibles qu’ils contiennent
Vrai ou faux : Chaque système, cônes vs bâtonnets, est spécialisé pour des aspects différents de la vision
Vrai
Comparer la sensibilité à la lumière, la résolution spatiale et les couleurs entre batônnets vs cônes.
Batônnets :
- Sensibilité à la lumière = extrêmement sensible, sensible aux rayons lumineux perpendiculaires et obliques, répond à un seul photon
- Résolution spatiale = très faible
- Couleurs = non
Cônes :
- Sensibilité à la lumière = assez peu sensible, sensible aux rayons lumineux perpendiculaires, répond lorsque plus de 100 photons
- Résolution spatiale = très élevée
- Couleurs = oui
Définir scotopique.
Vision n’impliquant que les bâtonnets: Scotopique (faible résolution, pas de perception des couleurs)
Définir mésopique.
Vision impliquant les cônes et les bâtonnets: Mésopique
Définir photopique.
Vision où les bâtonnets sont saturés: Photopique
Différences entre les cônes et batônnets par rapport à leur mécanisme de transduction (3).
• Les bâtonnets répondent invariablement à un
seul photon. Les cônes ont besoin de >100
pour être provoquées.
• La réponse des cônes ne sature pas aux
niveaux élevés d’ éclairage.
• Les mécanismes d’adaptation des cônes sont
plus efficaces avec un décours temporel de la
réponse beaucoup plus court.
Expliquer la réponse des cônes et des batônnets chez l’humain.
Enregistrements, par électrodes à succion, de la
réduction du courant entrant provoqué par des
flashs de lumière d’intensité croissante.
Pour des flashs modérés à intenses , la réponse des bâtonnets persiste pendant plus de 600ms.
La réponse des cônes revient à la ligne de base en à peu près 200ms, même aux plus fortes intensités du flash.
Les cônes et les batônnets ont une différente organisation de leurs connexions synaptiques, comment?
- Chaque cellule bipolaire reçoit les connexions synaptiques de 15 à 30 bâtonnets; cette convergence augmente la détection de la lumière
- Chaque cellule bipolaire ne va faire synapse qu’avec un seul cône; augmente la résolution
Quel photorécepteurs est en plus grandes quantité?
Les batônnets
Où l’acuité visuelle est-elle maximale? Pourquoi?
L’acuité visuelle est maximale dans la Fovéa = Densité extrêmement élevée des cônes ( pas de
bâtonnets)
1 cône→ 1 cellule bipolaire→ 1 cellule ganglionnaire
Les couches des corps cellulaires et des prolongements sont poussées autour de la Fovéa→ Diffusion limitée de la lumière
Zone avasculaire → Diffusion limitée de la lumière
Combien de type de bâtonnets vs de cônes? Les nommer.
Un seul type de bâtonnets, mais trois types de cônes:
- Cônes S (courtes longueurs d’onde; bleus)
- Cônes M (moyennes longueur d’onde; verts)
- Cônes L (longues longueurs d’onde; rouges)
Les 3 types sont présents en quantité différente, expliquer.
Les 3 types sont présents en quantité différente: les cônes S à 5-10% et absents du centre de la fovéa, les cônes M et L sont prédominants et leur proportion varie d’un individu à l’autre.
Vision trichromatique vs dichromatique.
- La vision normale est définie comme Trichromatique (reconstitution des couleurs des trois types de cônes)
- Pour certaines persones, la vision est Dichomatique (reconstitution des couleurs à partir de deux sources colorées)
Où nous vient la majorité des informations visuelles?
Elle nous vient des zones de contrastes entre les régions éclairées et les zones plus sombres.
Vrai ou faux : Les mécanismes qui permettent de détecter une sensibilité particulière aux frontières entre les régions claires e les régions sombres de la scène visuelle impliquent un seul type de neurones de la rétines (cellules ganglionnaires).
Faux : Les mécanismes qui permettent de détecter une sensibilité particulière aux frontières entre les régions claires e les régions sombres de la scène visuelle impliquent tous les types de neurones de la rétines (cellules ganglionnaires, cellules horizontales, cellules bipolaires).
Deux types de cellules ganglionnaires jouent un rôle critique dans la détection de la luminance, quels sont-ils?
- Les cellules ganglionnaires à centre ON
- Les cellules ganglionnaires à centre OFF
Quelles cellules ganglionnaires permet un potentiel d’action vs réduction du potentiel d’action?
- Éclairage du champ récepteur d’une cellules ganglionnaire à centre ON = Potentiel d’action
- Éclairage du champ récepteur d’une cellules ganglionnaire à centre OFF = Réduction du Potentiel d’action
Que suggère l’existence des 2 types de cellules ganglionnaiers?
L’existence de ces 2 types de cellules ganglionnaires suggère que l’augmentation et la baisse de luminance sont toujours communiquées au cerveau par une augmentation de la fréquence de décharge
Différences entre les cellules ganglionnaires ON et OFF par rapport à leur récepteurs du glutamate et leur mécanisme.
ON: mGluR6 → hyperpolarisation en réponse en glutamate
Augmentation Lumière → hyperpolarisation des
photorécepteurs → diminution Glutamate → cellules bipolaires ON dépolarisées.
—> Ces cellules« inversent le signe » des photorécepteurs
Off: AMPA et kaïnate → dépolarisation en réponse
au glutamate.
Augmentation Lumière → hyperpolarisation des
photorécepteurs → diminution Glutamate → cellules bipolaires OFF hyperpolarisées.
—> Ces cellules« conservent le signe » des photorécepteurs.
Quel récepteur des cellules ganglionnaires ON/OFF produit une hyperpolarisation en réponse au glutamate?
mGluR6 (ON) = hyperpolarisation
AMPA et Kainate (OFF) = dépolarisation
Les cellules ganglionnaires répondent d’une façon plus vigoureuse à ___________ qu’à ___________.
- d’étroits faisceaux de lumière dans le centre du champ visuel
-des plages lumineuses étendues ou à un éclairement uniforme du champ visuel.
Le centre du champ récepteur est entouré par quoi?
Le centre du champ récepteur est entouré par une région concentrique qui antagonise la réponse à la stimulation du centre
Les effets suppresseurs liés à l’éclairage du pourtour du champ récepteur d’une cellules ganglionnaire ont leur origine dans…
Les connexions latérales des photorécepteurs et des cellules horizontales.
Expliquer le lien entre les photorécepteurs et les cellules horizontales.
Les photorécepteurs sécrètent le glutamate qui dépolarise les cellules horizontales.
Les cellules horizontales sécrètent le GABA qui hyperpolarise les photorécepteurs.
Expliquer plus en détail le rôle des cellules horizontales (l’antagonisme centre-pourtour).
- L’éclairement du centre du champ récepteur cause une hyperpolarisation des photorécepteurs et la phototransduction se déroule tel qu’attendu
- si le signal lumineux déborde dans le pourtour du champ récepteur, la diminution de libération du glutamate par les cônes du pourtour causent une hyperpolarisation des cellules horizontales qui vont libérer moins de GABA, ce qui cause une dépolarisation des photorécepteurs —> réponse réduite à la lumière dans la zone du champ récepteur
- Joue un rôle important dans l’adaptation à la lumière
Résumer l’effet de la lumière sur les cônes et les cellules horizontales.
Lumière —> Hyperpolarisation des cônes et diminution glutamate —> hyperpolarisation des cellules horizontales (signe +) et dépolarisation des cônes (signe -) —> Réponse réduite à l’éclairement
