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A.11. La chimie complexe des récepteurs de la rétine

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A.11.1. Les cônes contiennent des pigments photosensibles de différents types


Les cônes contiennent des protéines, qu’on appelle aussi «pigments».

La protéine qui s’appelle «rhodopsine» est sensible à la partie bleue du spectre des lumières visibles (les ondes courtes)… On trouve cette protéine dans les cônes de type «S».

La protéine qui s’appelle «chlorolabe» est sensible à la partie verte du spectre des lumières visibles (les ondes moyennes)… On trouve cette protéine dans les cônes de type «M».

La protéine qui s’appelle «erythrolabe» est sensible à la partie rouge du spectre des lumières visibles (les ondes longues)… On trouve cette protéine dans les cônes de type «L».

Sur les schémas, vous verrez que parfois on désigne les types de protéines par des lettres grecques…

La lettre grecque «beta» (B) désigne la protéine des cônes de type «S», la «rhodopsine», et par extension désigne parfois ce type de cône.

La lettre grecque «gamma» (Y) désigne les protéines des cônes de type «M», la «chlorolabe», et par extension désigne parfois ce type de cône.

La lettre grecque «rho» (R) désigne les protéines des cônes de type «L», l’«erythrolabe», et par extension désigne parfois ce type de cône.

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A.11.2. Le pigment qu’on trouve dans les bâtonnets, c’est de la «rhodopsine»

La protéine, ou «pigment», qui est sensible à la lumière et qu’on trouve dans les bâtonnets, c’est la «rhodopsine». Quand une molécule de rhodopsine absorbe ne fût-ce qu’une seule particule de lumière, cette molécule de rhodopsine passe d’un état énergétique faible à un état énergétique plus élevé. Ce changement énergétique qui a lieu à un niveau microscopique est amplifié par une série de réactions chimiques complexes, qui finalement produisent un signal nerveux, un signal électrique donc.

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La rhodopsine est parfois appelée «visual purple», parce que lorsque ce pigment photosensible est extrait en assez grande quantité, on voit qu’il a une apparence magenta.

La rhodopsine blanchit à la lumière du jour. Cela explique pourquoi les bâtonnets sont insensibles durant la journée.

2004*/2005/2006/2007/2008/2009/2010/2020
A.11.3. Le mécanisme chimique complexe de la perception de la lumière

La perception de la lumière est une réaction chimique en cascade.
Le schéma de la planche 2004 et l’explication qui suit sont donnés ici, dans le cadre de cette formation en colorimétrie appliquée, afin de mieux se rendre compte du niveau de complexité des réactions chimiques qui participent au phénomène de la vision.


1) Un photon, une particule de lumière, atteint une des cellules photoréceptrices de la rétine, comme un bâtonnet par exemple.

2) Ce photon arrive sur une des 100 millions de molécules de protéine de «rhodopsine» qui se trouvent dans le bâtonnet sous la forme de disques empilés.

3) La molécule de «rhodopsine» contient une sorte de vitamine A, la «rétinale», qui absorbe immédiatement le photon, et est activée.

4) la «rétinale» activée alerte la molécule de rhodopsine.

5) la molécule de «rhodopsine» alertée stimule une protéine qui s’appelle la «transducine».

6) La «transducine» active à son tour un «enzyme».

7) l’«enzyme» casse un «cyclic GMP» qui transporte le signal des disques de «rhodopsine» vers la membrane de la cellule.

8) Des ions de sodium et de calcium sortent de la surface de la membrane de la cellule, en passant par des «channels» qui s’ouvrent. Les ions sont des atomes ou des petites molécules qui transportent une charge électrique.

9) Le mouvement des ions à travers la membrane de la cellule modifie la charge électrique de cette cellule… Suivant qu’ils sortent ou qu’ils rentrent, la cellule a une charge négative ou positive.

10) Les neurones qui sont dans la couche suivante de la rétine sont avertis par le changement de polarité de la cellule (polarité négative ou positive) qu’un photon de lumière est arrivé.

(D’après King‑Wai Yau, de la Johns Hopkins University School of Medecine)
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