Aspectos anatômicos do olho e neuroquímicos da retina do mocó (Kerodon rupestris)

The visual system is an important link between the animal and the environment, com profound influences on the habits and lifestyle in various habitats. Adaptive mechanismsto the temporal niche are present in the visual system of many vertebrates, involving changins in ocular dimensios and design, retinal cell distribution and organization of neurochemical circuits related to the retinal resolution or sensitivity. The sensory system of the eye is represented by the retina, whose organization is responsible by receipty, initial analysis, and transmission of the information to the brain. The knowledge of the position of the eyes in the head and the distribution of retinal cells allow to identify adaptive aspects of each species to its visual field, which is characteristic to the ecological niche it occupies. In this research, we study eye anatomical characteristics and retina neurochemical features of the rock cavy (Kerodon rupestris), a tipical Brazilian rodent from the suborder Hystricomorpha, family Caviidae. The rock cavy has lateral eyes well constitute bony orbit and well differentiated extrinsic muscle. The study of the descriptive and morphometric anatomy of the showed mean values of axial diameter 10.7±0,5mm and equatorial diameter 11.6±0.7mm. The pupil is slit shaped and the lens has mean axial diameter 5.4±0.03 mm, corresponding to ~45% of the axial diameter of the eye. The posterior nodal distance and the retinal magnification factor were estimated at 6.74 mm e 118 μm/grau, respectively. Flat mounts were processed for Nissl stain, and the topographic distribution of ganglion cells showed a moderate visual band, just below the optic disc, with higher density in the ventral retina. Retinal vertical sections and flat mounts were processed for immunohistochemistry to visualize tyrosine hydroxilase (TH) and thus two types of TH+ cells were detected. Type 1 cells had strong TH-immunoreactivity, the body cell varied from 120.047 to 269.373 μm2 stratifying in the sublamina 1 of the IPL. Type 2 cells were weakly TH-imunoreactive, had cell body located mostly in the IPL, varying from 54.848 to 177.142 μm2, constituting ~10% of the TH+ cells. Both cell types exhibited similar topographic distribution with higher density found in a horizontal band along of the naso-temporal axis in the dorsal retina. The total population of dopaminergic cells was 2,156±469,4 cells, occupying an average area of 198,164 μm2. The presence of cones and rods was detected by immunohistochemistry in vertical sections and flat mounts. S cones density is around 10 times smaller than L cones, with different degree of spatial organization. Other retinal neuronal populations of the rock cavy were also detected in vertical sections with specific markers. Comparative analysis of the anatomical characteristics of the rock cavy eye 12 suggest that it was designed to acquire higher sensitivity to light, at expense of image sharpness, compatible with a vision at mesopic conditions. Additionally, the distribution of the 2 subtypes of dopaminergic cells in a naso-temporal band in the dorsal retina seems suitable to a gain in sensitivity, coherent with an animal with predominantly crepuscular activity pattern

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico

O sistema visual representa um importante elo entre o animal e o ambiente, com profundas influências sobre os hábitos e estilo de vida nos mais diversos habitats. Mecanismos adaptativos ao nicho temporal estão presentes no sistema visual de muitos vertebrados, envolvendo modificações nas dimensões e desenho ocular, distribuição de células retinianas, e organização dos circuitos neuroquímicos relacionados com a resolução ou sensibilidade retiniana. O sistema sensorial do olho é representado pela retina, cuja organização é responsável pela recepção, análise inicial, e transmissão da informação para o cérebro. O conhecimento da posição dos olhos na cabeça e a distribuição das células retinianas permitem identificar aspectos adaptativos de cada espécie ao seu campo visual, o qual é característico ao nicho ecológico que ocupa. Nesta pesquisa, estudamos características anatômicas do olho e neuroquímicos da retina do mocó (Kerodon rupestris), roedor tipicamente brasileiro da subordem Hystricomorpha, família Caviidae. O mocó tem olhos laterais, órbita óssea bem constituída e musculatura extrínseca bem diferenciada. O estudo da anatomia descritiva e morfométrica do olho mostrou valores médios de diâmetro axial 10.7±0,5mm e diâmetro equatorial de 11.6±0.7mm. Possui pupila em fenda e cristalino com diâmetro axial médio de 5.4±0.03 mm, correspondendo a ~45% do diâmetro axial do olho. A distância nodal posterior e o fator de magnificação retiniana foram estimados como sendo 6.74 mm e 118 μm/grau, respectivamente. Montagens planas foram processadas para marcação de Nissl, e a distribuição topográfica de células ganglionares mostrou uma moderada faixa visual pouco abaixo do disco óptico, com maior densidade na retina ventral. Secções verticais e montagens planas da retina foram processadas por imunohistoquímica para visualização de tirosina hidroxilase (TH) e dois tipos de células TH+ foram detectados. As células do tipo I, apresentaram forte imunorreatividade a TH, corpo celular variando de 120,047 a 269,373 μm2 com estratificação na sublâmina 1 da IPL. As células do tipo II apresentaram fraca imunorreatividade a TH, corpos celulares localizados principalmente na IPL variando de 54,848 a 177,142 μm2, constituindo ~10% das células TH+. Os dois tipos celulares apresentaram uma similar distribuição topográfica com maior densidade localizada em uma faixa horizontal ao longo do eixo naso-temporal na porção superior da retina. A população total de células dopaminérgicas estimada foi em média 2.156±469.4 células, com uma área média de 198.164 μm2. A presença de cones e bastonetes foi detectada por imunohistoquímica tanto em secções verticais quanto em montagens planas. Os cones S têm 10 uma densidade aproximadamente 10 vezes menor dos que os cones L, com diferentes graus de organização espacial. Outras populações neuronais da retina do mocó também foram detectadas em secções verticais com marcadores específicos. Análise comparativa das características anatômicas do olho do mocó sugere que o mesmo foi projetado para adquirir maior sensibilidade à luz, em detrimento da nitidez da imagem, compatível com uma visão em condições mesópicas. Adicionalmente, a distribuição dos 2 subtipos de células dopaminérgicas em uma faixa naso-temporal na retina superior parece adequada para um ganho em sensibilidade, coerente com as características de um animal com padrão de atividade predominantemente crepuscular