Retinale horizontale cel

Retinale horizontale cellen zijn de lateraal met elkaar verbonden zenuwcellen met cellichamen in de binnenste nucleaire laag van het netvlies van gewervelden. Ze ontstaan uit multipotente retinale voorlopercellen in de oogbeker van gewervelden^[1] en helpen bij het integreren en reguleren van de input van meerdere lichtgevoelige cellen. Men neemt aan dat retinale horizontale cellen onder andere verantwoordelijk zijn voor het verhogen van het contrast via laterale inhibitie en voor de aanpassing aan zowel lichte als donkere lichtomstandigheden. Retinale horizontale cellen zorgen voor remmende terugkoppeling naar staafjes- en kegeltjes.^[2][3] Men denkt dat ze belangrijk zijn voor de antagonistische centrum-surround-eigenschap van de receptieve velden van veel soorten retinale ganglioncellen.^[4]

Retinale horizontale cellen kunnen worden onderverdeeld in axondragende en axonloze subtypen, een kenmerk dat behouden lijkt te blijven in de lijn van gewervelden, op enkele uitzonderingen na. Bij netvliezen van gewervelden is de retinale horizontale cel met een axon universeel. Subtypen hebben geen axon. In het kippennetvlies zijn drie verschillende subtypen beschreven op basis van morfologie; het "borstelvormige" (H1) met een axon, terwijl het "stellaatvormige" (H2) en het "kandelabervormige" (H3) beide gen axon hebben. Bij sommige soorten worden deze subtypen aangeduid als A-, B- en C-type. Deze morfologische classificatie correleert met de expressie van unieke moleculaire markers.^[5]

Afhankelijk van de soort zijn er doorgaans één of twee klassen horizontale cellen, waarbij soms een derde type wordt voorgesteld.^[2][3]

Retinale horizontale cellen strekken zich uit over lichtgevoelige cellen en tellen de input op voordat ze synapsen vormen met lichtgevoelige cellen.^[2][3] Retinale horizontale cellen zouden ook synapsen kunnen vormen met retinale bipolaire cellen, maar dit is nog onzeker.^[2][3] Horizontal cells may also synapse onto bipolar cells, but this remains uncertain.^[2][6]

De dichtheid van retinale horizontale cellen is groter richting het centrale deel van het netvlies. Bij de kat is waargenomen dat A-type retinale horizontale cellen een dichtheid hebben van 225 cellen/mm² nabij het midden van het netvlies en een dichtheid van 120 cellen/mm² in de meer perifere retina.^[7]

De kans dat retinale horizontale cellen en andere interneuronen in het netvlies zich dicht bij elkaar bevinden, is kleiner dan volgens toeval, wat resulteert in 'uitsluitingszones' die ze scheiden. Mozaïekrangschikkingen bieden een mechanisme om elk celtype gelijkmatig over het netvlies te verdelen, waardoor alle delen van het gezichtsveld toegang hebben tot een volledige set verwerkingselementen.^[7] De transmembraaneiwitten MEGF10 en MEGF11 spelen een cruciale rol bij de vorming van de mozaïeken door retinale horizontale cellen en starburst-amacriene cellen bij muizen.^[8]

Retinale horizontale cellen worden gedepolariseerd door de afgifte van glutamaat uit lichtgevoelige cellen, wat gebeurt bij afwezigheid van licht. Depolarisatie van een retinale horizontale cel zorgt ervoor dat nabijgelegen lichtgevoelige cellen hyperpolariseren. Omgekeerd geeft een lichtgevoelige cel in het licht minder glutamaat af, wat de retinale horizontale cel hyperpolariseert, wat leidt tot depolarisatie van nabijgelegen lichtgevoelige cellen. Retinale horizontale cellen zorgen dus voor negatieve terugkoppeling aan lichtgevoelige cellen. De matig brede laterale spreiding en koppeling van retinale horizontale cellen door gap junctions, meet het gemiddelde lichtniveau dat op een gebied van het netvliesoppervlak valt. Deze retinale horizontale cellen trekken vervolgens een evenredige waarde af van de output van lichtgevoelige cellen om de signaalinvoer naar het interne netvliescircuit binnen het werkingsbereik te houden.^[2] Retinale horizontale cellen zijn ook een van de twee groepen remmende interneuronen die bijdragen aan de omgeving (surround) van retinale ganglioncellen.^[3]

Belichting ${\displaystyle \to }$ Centrum lichtgevoelige cel hyperpolarisatie ${\displaystyle \to }$ Retinale horizontale cel hyperpolarisatie ${\displaystyle \to }$ Surround lichtgevoelige cel depolarisatie

Het exacte mechanisme waarmee depolarisatie van retinale horizontale cellen lichtgevoelige cellen hyperpolariseert is onduidelijk. Hoewel retinale horizontale cellen GABA bevatten, omvatten de belangrijkste mechanismen waarmee retinale horizontale cellen kegeltjes remmen waarschijnlijk niet de afgifte van GABA door retinale horizontale cellen op kegeltjes..^[6][9][10] Twee mechanismen, die elkaar niet uitsluiten, dragen waarschijnlijk bij aan de remming van de retinale horizontale cellen door de glutamaatafgifte van de kegeltjes. Beide veronderstelde mechanismen zijn afhankelijk van de beschermde omgeving die wordt geboden door de invaginerende synapsen die retinale horizontale cellen op kegeltjes maken.^[6][11] Het eerste veronderstelde mechanisme is een zeer snel efaptisch mechanisme dat geen synaptische vertraging heeft, waardoor het een van de snelste remmende synapsen is die bekend zijn.^[6][12][13] Het tweede veronderstelde mechanisme is relatief langzaam met een tijdconstante van ongeveer 200 ms en is afhankelijk van ATP-afgifte via Pannexine 1-kanalen die zich bevinden op de dendrieten van retinale horizontale cellen die de synaptische terminal van de kegel invagineren. De ecto-ATPase NTPDase1 hydrolyseert extracellulair ATP tot AMP, fosfaatgroepen en protonen. De fosfaatgroepen en protonen vormen een pH-buffer met een pK_a van 7,2, waardoor de pH in de synaptische spleet relatief zuur blijft. Dit remt de Ca²⁺-kanalen in de kegeltjes en vermindert daardoor de glutamaatafgifte door de kegeltjes.^{[6][13][14][15][16]}

Het centrum-surround-antagonisme van retinale bipolaire cellen wordt vermoedelijk geërfd van kegeltjes. Wanneer echter opnames worden gemaakt van delen van het kegeltje die zich ver van de kegeltjesuiteinden bevinden die synapsen met bipolaire cellen vormen, lijkt centrum-surround-antagonisme minder betrouwbaar te zijn in kegeltjes dan in retinale bipolaire cellen. Omdat de invaginerende synapsen van retinale horizontale cellen aan kegeltjesuiteinden worden gevormd, wordt gedacht dat het centrum-surround-antagonisme van kegeltjes betrouwbaarder aanwezig is in kegeltjesuiteinden.^[17]

• Illustratie afkomstig uit Mills en Massey, 1994 (67) - Her retinale horizontaal celnetwerk van konijnen zichtbaar gemaakt door middel van kleurstofinjectie. Lucifergeel, geïnjecteerd in één cel, verspreidt zich via de gap junctions die retinale horizontale cellen van type A verbinden, waardoor de centraal geïnjecteerde cel en honderden aangrenzende cellen zichtbaar worden.

Zie de categorie Retina horizontal cells van Wikimedia Commons voor mediabestanden over dit onderwerp.