定義
光変換は、杆体・錐体の外節で光エネルギーを膜電位変化へ変える過程である。暗所ではcGMP依存性陽イオンチャネルが開いて視細胞は比較的脱分極し、光刺激でチャネルが閉じると過分極してグルタミン酸放出が減少する。
イメージ
暗所では蛇口が開いて陽イオンが流れ込み続けている。光が入るとcGMPを減らす連鎖反応が起こり、蛇口が閉じるため、一般的な感覚受容器とは逆に細胞は過分極する。
仕組み
ロドプシンなどの視物質は11シス型レチナールを持つ。光吸収により全トランス型へ異性化すると、活性化した視物質がGタンパク質トランスデューシンを活性化する。続いてcGMPホスホジエステラーゼPDE6がcGMPを分解し、外節膜のcGMP依存性Na⁺・Ca²⁺チャネルが閉じる。視細胞は過分極し、シナプス終末からのグルタミン酸放出が減る。回復時にはロドプシンキナーゼとアレスチンが視物質を不活化し、トランスデューシンがGTPを加水分解する。細胞内Ca²⁺低下はグアニル酸シクラーゼを促進し、cGMPを再生して光順応へ寄与する。 暗所ではNa⁺・Ca²⁺流入とK⁺流出が釣り合う暗電流により、視細胞は約−40 mV付近に保たれる。光で細胞内Ca²⁺が低下すると、cGMP産生とチャネル感受性を調整する負のフィードバックが働き、広い光強度範囲へ順応できる。
例
暗所で抑制されていたON型双極細胞は、光によってグルタミン酸が減ると脱抑制される。杆体は高感度で暗所視に適し、錐体は応答が速く、明所視と色覚を担う。