광신호 변환

막대 광수용세포에서 광신호 변환

신경계통에서 정보가 표현되는 한 가지 방법은 신경세포의 세포막 전위를 통해서이다. 따라서 빛 에너지가 흡수되어 광수용세포의 세포막전위의 변화의 형태로 변환이 일어나는 기전을 알아본다. 이 과정은 여러모로 신경연접에서 신호전달 과정 중에 일어나는 화학신호가 전기신호로 전환되는 것과 유사하다.

G-단백 결합 신경전달물질 수용체에서 신경전달물질은 그 수용체에 결합하여 세포막에 위치한 G-단백질을 활성화하고, 이는 다시 다양한 효소들을 활성화한다. 

이 효소들은 세포질 내의 이차전령물질들의 농도를 변화시키고, 이는 여러 이온채널의 전도도를 번화시켜 결국 세포막 전위를 변화시킨다. 이와 유사하게 광수용세포에서 빛이 광색소를 작극하여 G-단백질을 활성화하고, 이는 다시 효소를 활성화하고, 이들이 세포질 내의 이차전령물질의 농도를 변화시킨다. 이러한 변화가 세포막의 이온채널을 닫게 만들고, 세포막 전위가 결국 변하게 된다.

암순응과 명순응

낮에 전적으로 원뿔 광수용세포에 의해 이루어지는 주간시에서 밤에 전적으로 막대 광수용세포에 의해 이뤄지는 야간시로의 전환은 즉각적으로 이뤄지지 않는다. 이는 초기 빛의 밝기에 의존적이어서 어두운 곳에서 최고의 빛 민감도에 도달하는 데 거의 1시간 정도가 소요될 수도 있다.

이러한 현상을 암순응이라고 한다. 빛에 대한 민감도는 이 시기에 백만 배 이상 증가한다. 가장 명백한 인자는 동공의 확대이다. 이는 더 많은 양의 빛이 들어오게 한다. 이보다 더 비중있는 성분은탈색 이전의 로돕신 재생과 망막회로의 기능적인 조정으로 각 신경절세포에 더 많은 막대 광수용세포로부터의 정보가 전달되도록 하여 준다. 

이러한 엄청난 민감도 증가 때문에 암순응된 눈이 갑자기 밝은 빛을 받게 되면 눈은 일시적으로 포화된 상태가 된다. 이는 명순응 과정을 겪게된다.