Rhodopsine

Schéma simplifié d'un pigment protéique de rhodopsine

La rhodopsine (du grec rhodos, rose, et opsô, futur du verbe oran, voir) ou pourpre rétinienne est un pigment protéique photosensible présent dans un des deux types des cellules photoréceptrices de la rétine (les bâtonnets) (œil des vertébrés, œil composé des arthropodes). Elle est responsable de la sensibilité de l'œil à la lumière.

Mécanisme de la vision

Cette molécule est formée d'une protéine transmembranaire, l'opsine, sur laquelle vient se fixer un groupement prosthétique, le rétinène ou rétinal, qui n'est autre qu'un aldéhyde de la vitamine A (rétinol), elle même issue de la pro-vitamine A ou β-carotène, fournie par l'alimentation (aliments souvent oranges : carottes, abricots, myrtilles, beurre, épinards …). Le processus de la vision consiste en la réception d'un photon d'énergie appropriée (bande visible, 650 à 400 nm environ) par une molécule de rhodopsine, dont la partie rétinène passe alors de la conformation 11-cis à la conformation tout-trans (appelée métarhodopsine II).

Cette transformation a deux effets :

• Le rétinène trans se détache spontanément de la molécule d'opsine, il diffuse dans le milieu intra- puis extracellulaire où il est repris et, sous action enzymatique (isomérase), reconverti en rétinène 11-cis, au bout de 40 à 60 minutes chez l'Homme lors du cycle de la vision;

• La métarhodopsine II produite par transformation de la rhodopsine sous l'effet de la lumière active une protéine Gt, la transducine, laquelle à son tour active une phosphodiestérase qui transforme le GMPc en GMP. Par suite, les canaux Na⁺ des cellules réceptrices se ferment, provoquant une hyper-polarisation membranaire qui engendre in fine un potentiel d'action dans les cellules ganglionnaires (voir rétine).

Ce processus est valable pour les bâtonnets, responsables de la vision scotopique (et panchromatique). Les cônes, responsables de la vision diurne multispectrale, sont répartis en trois catégories : chacune d'entre elles se caractérise par une opsine particulière sensible soit au rouge, soit au vert, soit au bleu.

Pour avoir une idée de ce que serait la vision provenant uniquement des bâtonnets et donc de la rhodopsine, il suffit de s'intéresser au cas des achromates. Les sujets atteints d'achromatopsie congénitale ont des cônes totalement déficients; leur vision provient donc essentiellement des bâtonnets. Ces sujets ont donc une vision sans couleurs, en nuances de gris, ainsi qu'une acuité visuelle réduite (<2/10) et une forte photophobie. Cette maladie rare a d'ailleurs longtemps été appelée "rod monochromacy".

Sensibilité

L'œil humain atteint une sensibilité de 10^-14 W, ce qui correspond à l'incidence de quelques photons, ou encore l'intensité lumineuse d'une bougie à 16 km ; ce maximum est atteint pour 510 nm, longueur d'onde bleu-verte. En vision diurne, le maximum de sensibilité se déplace vers 560 nm, dans le vert-jaune, correspondant à l'intensité lumineuse maximale du spectre solaire.

La rhodopsine est également sensible aux ultraviolets, mais ces derniers sont absorbés par l'humeur vitrée, et ne produisent donc pas de sensation rétinienne.

Entre le noir absolu et le blanc, l'œil peut distinguer environ 30 à 40 niveaux de gris.

La sensibilité extrêmement acérée de l'œil humain fait de la vision l'un des sens les plus efficaces.

Liens externes

• (en) Rhodopsin and the eye, an excellent summary with pictures.
• (en) Advanced Light And Vision Concepts, an extensive overview.