Fase III: La reducción de concentración de GMPc cierra los canales iónicos regulados por él, lo que se traduce en una hiperpolarización del receptor

Esta tercera fase ya ha sido ampliamente desarrollada en el apartado anterior, la hidrólisis del GMPc por acción de la difosfoesterasa. Antes de ser destruido el GMPc permanecía unido a la proteína canal de la membrana externa del bastón como una forma de  “inmovilizarla” en el estado de apertura.

 Pero ante la luz la cascada de excitación, la variación del potencial de membrana y posterior generación de un potencial de acción hiperpolarizante a partir de potenciales de acción locales, activa la difosfoesterasa la cual hidroliza el GMPc que deja de actuar sobre los canales de sodio y cesa esa inmovilización en el estado de apertura lo que hace que los canales de sodio se cierren disminuyendo la permeabilidad del sodio a través de la membrana, lo cual como hemos visto anteriormente provoca una hiperpolarización de la membrana, un potencial de acción hiperpolarizante.

 Como vemos los canales de sodio de la membrana de los bastones son regulados por el GMPc, son por tanto canales ligando-dependientes. La unión del ligando ( en este caso el GMPc, que es un segundo mensajero intracelular ) mantiene abierta la compuerta de la proteína canal lo cual posibilita el flujo de iones sodio  (corriente en la oscuridad ). Sin embargo, ante un estímulo luminoso, un fotón de luz se activa la proteína rodopsina localizada en los bastones de la retina, lo que inicia una cascada de fenómenos bioquímicos que culminan con la activación de la enzima fosfodiesterasa, que  hidroliza el GMPc lo cual provoca un cambio conformacional de la proteína canal que determina el cierre del mismo.

 Por cada molécula de rodopsina activada, se cierran varios cientos de canales de sodio. Como el paso de sodio por estos canales es muy rápido, se bloquea el flujo de más de un millón de iones de sodio por el cierre de un canal antes de que este se abra de nuevo, lo que se dar  una vez concluido el periodo refractario absoluto que ser  el intervalo de tiempo inmediato a la producción de un potencial de acción durante la cual la célula ha perdido su excitabilidad y no puede generarse un potencial de acción sea cual sea el estímulo ya que los canales regulados por el GMPc permanecen abiertos al flujo de iones sodio.

Como ya se ha explicado es esta disminución del flujo de los iones de sodio debido a un gradiente eléctrico entre el medio intra y extracelular lo que excita al bastón, es decir, es la disminución de flujo de iones sodio hacia el interior celular la responsable de la generación del potencial de acción hiperpolarizante.

Aproximadamente un segundo después de que se halla producido el cierre de los canales dependientes del GMPc, otra enzima, la rodopsina cinasa, que siempre esté presente en el bastón, inactiva la rodopsina activada (la metarrodopsina II) y toda la cascada se invierte y se vuelve al estado inicial con todos los canales de sodio abiertos (se trata de un fenómeno de retroalimentación positiva – “más de lo mismo”- ya que la apertura de un canal implica la apertura de todos ellos ).

En resumen, cuando los niveles celulares de GMPc están elevados (oscuridad) se mantienen abiertos los canales de sodio de la membrana  y la célula está por lo tanto, relativamente despolarizada. En estas condiciones se produce una liberación mantenida de neurotransmisor, en el botón sináptico del bastón.

 La reducción de los niveles de GMPc  debido a la incidencia de la luz determina el cierre de los canales iónicos regulados por GMPc e hiperpolarización de la membrana, con la consiguiente disminución de la liberación de neurotransmisor. Este cambio en la liberación de neurotransmisor constituye la señal que posteriormente ser  procesada por las células nerviosas de la retina.

Finalmente debemos señalar que se puede registrar la actividad bioeléctrica de la retina realizando un electrorretinograma:

Se monta un electrodo en una lente de contacto que pueda ser colocada sobre la superficie corneada del ojo, el cual está  conectado a un ostiloscopio que posee una pantalla donde se observa la variación de potencial. Se expone el sistema a la luz y mediante los electrodos de detección registramos una zona de salida de la corriente que se denomina zona de iniciación del impulso nervioso, porque en esta zona de la membrana del fotorreceptor se producen potenciales de acción  generados a una frecuencia proporcional a la intensidad del estímulo. estas corrientes reciben el nombre de corrientes excitadoras locales o potencial de receptor. Si la hiperpolarización producida por  el potencial generador o local alcanza  el nivel crítico de hiperpolarización el potencial generador determinar  un potencial de acción en esa zona del receptor. Por el contrario, si el potencial local no alcanza dicho valor crítico no se genera potencial de acción hiperpolarizante.

En consecuencia, la hiperpolarización producida en la zona de iniciación del impulso nervioso es la que determina la generación o no de potenciales de acción.      

Así pues, los bastones tienen ingeniada una importante cascada química que amplifica el efecto de un sólo fotón de luz para producir el desplazamiento de millones de iones de sodio. Esto explica la enorme sensibilidad de los bastones en condiciones de oscuridad.