Photorécepteur (biologie)

Suivant le contexte, le terme photorécepteur peut désigner un neurone sensoriel sensible à la lumière que l'on trouve sur la couche postérieure de la rétine (on parle alors de cellule photoréceptrice ou neurone photorécepteur) ou alors la molécule qui assure la transduction de l'énergie lumineuse en signal biochimique au sein de la cellule photoréceptrice. Les plantes disposent de plusieurs types de photorécepteurs différents  ; dont les cryptochromes, également présents chez de nombreux animaux, et qui ne sont activés que par la lumière bleue ou bleue-verte du spectre visible, mais qui sont également sensible à un champ magnétique ou électromagnétique.

Les observations faites sur une plante modèle (Arabidopsis thaliana), laissent penser que chez les plantes, les cryptochromes agissent synergiquement avec les phytochromes.

Généralités

Chez les mammifères et l'Homme

Structure des cônes et des bâtonnets.

Les cellules photoréceptrices peuvent grâce à leur capacité d'adaptation répondre à de très faibles intensités lumineuses arrivant dans l'œil (dans des conditions expérimentales précises, un photon seul peut suffire à les stimuler). Elles existent sous deux formes :

• les cônes, (5-10 % des photorécepteurs) à réponses rapides et sensibles suivant leur type à différentes gammes de longueur d'onde de la lumière et permettent donc de voir les couleurs, mais aussi d'avoir une vision nette (forte acuité visuelle). Ils peuvent être stimulés avec un minimum expérimental de 100 photons. Ils sont composés principalement d'un pigment photosensible, la iodopsine, qui est présente sous trois types, caractérisant la longueur d'onde de la lumière que chaque pigment peut capter:
  • les cônes bleus contenant majoritairement de l'iodopsine « S » (400 nm à 500 nm avec un pic à 470 nm)
  • les cônes verts contenant majoritairement de l'iodopsine « M » (450 nm à 650 nm avec un pic à 530 nm)
  • les cônes rouges contenant majoritairement de l'iodopsine « L » (450 nm à 700 nm avec un pic à 600 nm)
• les bâtonnets, plus lents et plus grands, il n'y en a qu'un type (mais qui possède plus de pigments photorécepteurs que le cône), permettant la vision nocturne mais pas la vision des couleurs. Ils permettent aussi la vision périphérique.

Propriétés fonctionnelles du neurone photorécepteur

Les neurones photorécepteurs convertissent, par un processus photo-chimique, l'énergie lumineuse en un signal neurochimique. Ils ont la particularité physiologique d'être continuellement activés en l'absence de stimulus. La réponse analogique des photorécepteurs à la puissance lumineuse suit approximativement une loi logarithmique de telle sorte que la comparaison de différentes réponses mesurent des rapports de puissance lumineuse.

Ils diffusent cette activité grâce à leurs synapses avec les cellules bipolaires et horizontales, de telle sorte que les activités de ces cellules sur la surface rétinienne forment une image des contrastes lumineux. Ce signal est ensuite propagé en avant des cellules bipolaires jusqu'aux cellules ganglionnaires. Les cellules horizontales et amacrines jouent alors un rôle important en propageant en même temps le signal latéralement dans la rétine.

voir aussi

Articles connexes

• Rhodopsine
• Phytochrome
• Phototropine
• Iodopsine
• Nerf optique
• Rétine
• Magnétobiologie
• Cryptochrome
• Lumière bleue

Bibliographie

• Prayag, A. S. (2017). Characterisation of non-visual photoreception in humans (Doctoral dissertation, Université de Lyon).