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1 ANATOMOFISIOLOGÍA
DE LA CÓRNEA
Juan A. Durán de la Colina
Introducción
Epitelio corneal
Estructura
Renovación celular
Estroma corneal
Endotelio corneal
Metabolismo
Transparencia y características refractivas de la córnea
Transparencia
Refracción
Respuesta corneal ante la agresión
Inervación corneal
La superficie ocular
Concepto de superficie ocular
La película lagrimal precorneal
La conjuntiva
Los párpados
El aparato lagrimal
1. INTRODUCCIÓN
La córnea es un tejido altamente diferenciado para permitir la refracción y la
transmisión de la luz. Su forma consiste básicamente en una lente cóncavo-
convexa con una cara anterior, en contacto íntimo con la película lagrimal
precorneal, y otra cara posterior, bañada por el humor acuoso. Estas relaciones
permiten a la córnea carecer de vascularización, pues estos líquidos son los
máximos responsables de mantener sus requerimiento fisiológicos. El grosor
alcanza casi 1 mm en la perifería y es algo mayor de 0’5 mm en la zona central.
La córnea se compone de un epitelio estrafiticado escamoso no queratinizado,
un estroma de tejido conectivo y de una monocapa celular endotelial. Aunque
este tejido avascular es aparentemente simple en su composición, la enorme
regularidad y uniformidad de su estructura son las que permiten su precisa
transmisión y refracción de la luz.
Debe destacarse que la córnea, por añadidura, debe cumplir sus funciones en
contacto con el exterior, con todas las agresiones posibles por sequedad,
contaminación, bacterias, etc. Para ello necesita de unos sistemas protectores
y de soporte que constituyen los anejos oculares la conjuntiva, el aparato
lagrimal y los párpados. Por su relevancia durante el uso de las lentes de
contacto tambien serán tratados en esta revisión.
2. Epitelio corneal
2.1. Estructura
El epitelio corneal contiene entre 5 y 7 capas celulares de epitelio escamoso
estratificado, con un grosor total de 50-56 mm. En la zona periférica el número
de capas aumenta a 8-10. Aunque tiene mucho en común con el epitelio
conjuntival, se puede decir que son los 123 mm2 más especializados de la
superficie corporal, manteniendo la transparencia y las características
refractivas sobre un tejido conectivo avascular. Además de estas propiedades,
mantiene una actividad metabólica y de barrera a los agentes externos,
presentando una fuerte resistencia a la abrasión y una rápida capacidad de
cicatrización.
Dentro del epitelio, se distinguen tres tipos celulares escamosas, en la
superficie, intermedias y basales. Entre todas ellas existen unas uniones
intercelulares muy desarrolladas con membranas celulares interdigitadas, que
le confieren una gran estabilidad al epitelio. Las células escamosas o apicales
son de forma poligonal y toman dos posibles aspectos al ser estudiadas por
microscopía electrónica de barrido las células claras son células más jóvenes,
mientras que las células oscuras se admite que son hipermaduras, próximas a
la descamación. En la cara externa de las células superficiales existen unos
procesos, denominadosmicrovilli, que alcanzan una longitud entre 0’5 y 1’2
mm, con un grosor entre 0’15 y 0’5 mm que se van perdiendo con el ciclo
celular y su abundancia determina el aspecto de célula clara (1).
Gracias a un denso entramado
intercelular, el epitelio muestra
una gran resistencia a la
abrasión del parpadeo o de las
lentes de contacto.
Existe un denso y complejo entramado intercelular que le permite resistir a las
presiones de abrasión, bien fisiológicas en el parpadeo, bien durante el uso de
lentes de contacto, especialmente las rígidas. Se han descrito varias clases de
moléculas responsables de la adherencia intercelular, destacando en el epitelio
corneal dos grupos 1) cadherinas, glicoproteinas dependientes del calcio, y
2) integrinas, proteinas integradas en la membrana celular. Además y al igual
que otros epitelios, las células basales se unen entre sí utilizando
microestructuras que además tienen un papel de comunicación y formación de
barreras. Son fundamentalmente tres los distintos tipos de estructuras
1) desmosomas, interdigitaciones entre las superficies celulares, con varios
componentes moleculares propios, 2) uniones estrechas ("tight junctions"), que
forman un sistema estanco impidiendo el paso de moléculas, y 3) uniones
comunicantes ("gap junctions"), mayores en las células basales, formando
canales de iones y moléculas hidrofílicas.
Las células del epitelio corneal se unen a su membrana basal por medio de
unos complejos de adhesión, destacando la presencia de filamentos de
queratina en la zona central del citoplasma, que constituyen los
hemidesmosomas. Estos se fijan a fibrillas de anclaje situadas en la membrana
basal, compuestas por colágeno VII, y que penetran en la estructura del
estroma. A este nivel se encuentra toda una red de microestructuras de
adhesión para mantener unido el epitelio, que está sometido a múltiples
tensiones, al estroma (2) (Figura 1). Los nervios sensoriales atraviesan esta
membrana basal para dirigirse al epitelio casi en terminan próximos a su
superficie.
El epitelio central está exento de melanocitos y de células dendríticas
presentadoras del antígeno (células de Langerhans), que sí se encuentran en
el epitelio periférico. Esta característica puede explicar la buena tolerancia
inmunológica del injerto corneal. En cuadros inflamatorios crónicos esta
situación se puede, sin embargo, romper.
Todo este delicado entramado celular y extracelular permite mantener una
barrera al paso de fluidos desde la lágrima al estroma y protege la córnea de
infecciones bacterianas. Los microvilli presentes en la superficie de las células
externas se asocian a un glicocalix al cual se adhiere la capa mucínica de la
película lagrimal, estabilizándola. La importancia del epitelio como barrera
queda demostrada por el edema estromal consecutivo a la abrasión epitelial, al
absorberse fluido desde la lágrima.
El epitelio corneal es una barrera
metabólica -regula el paso de líquidos
y de ciertas sustancias- y defensiva -
las bacterias no tienen capacidad de
adherirse a un epitelio íntegro-.
Bajo el epitelio corneal se encuentra una membrana avascular denominada
de Bowman, de 8-12 m de grosor y compuesta por fibrillas de colágeno (tipos
I, III, V y VI). Su unión con las del estroma se hace de forma imperceptible,
pero existe una evidente delineación con la membrana basal. Aunque se ha
otorgado gran importancia a la membrana de Bowman en el mantenimiento de
la transparencia corneal, lo cierto es que tras su ablación con láser excimer la
claridad corneal se mantiene, así como la adherencia epitelial.
2.2. Renovación del epitelio corneal
Al tratarse de un epitelio de descamación, tienen que existir los medios para
que las células se renueven de forma continuada. La renovación del epitelio
corneal ha sido recientemente explicada por medio del concepto de célula
primordial, localizada en el epitelio basal del limbo corneal. Las evidencias de
dicho teoría se basan en 1) demostración de un ciclo celular lento, 2)
incapacidad para unirse a anticuerpos específicos de la córnea, 3) son células
ricas en ATPasa y anhidrasa carbónica, 4) existencia de un movimiento
centrípeto del epitelio corneal, 5) su lesión provoca defectos de epitelización
corneal y 6) los tumores de la superficie ocular nacen en esta zona. En los
humanos, las células primordiales se encuentran protegidas por pigmentación y
ubicadas en las palizadas de Vogt. Al dividirse en dos células, una de ellas no
pierde su condición de primordial y es la otra la que, por medio de mitosis que
amplifican la división, mantiene línea hacia la diferenciación terminal. Esta
forma de división asimétrica permite tanto la renovación celular como la
autoperpetuación de la célula primordial (3,4).
Las células primordiales del limbo son
la fuente de las nuevas células
epiteliales y aseguran su renovación
constante.
La célula que se va a diferenciar (amplificadora transitoria), continuará
dividiéndose y sufriendo una migración centrípeta desde el epitelio basal del
limbo y, posteriormente, hacia la superficie, para terminar descamándose en la
lágrima (teoría del movimiento XYZ de Thoft) (Figura 2). La velocidad de la
migración centrípeta se ha calculado en 123 m por semana, pudiendo variar
ante situaciones de agresión al epitelio.
Aunque se han señalado diferencias en el perfil de citoqueratinas y de
proteínas en sus complejos de unión, existen todavía dificultades para poder
identificar las células primordiales de las más diferenciadas. Los intentos para
incrementar el ritmo de mitosis en estas células, utilizando factores de
crecimiento o vitamina A, no han resultado convincentes.
3. Estroma CORNEAL
Su grosor central es de 0’5-0’54 mm, siendo mayor en la perifería en donde
alcanza hasta 0’7 mm, lo que supone el 90% del grosor corneal total. Para ser
transparente, el estroma corneal posee una estructura peculiar, conteniendo
fibras de colágeno fundamentalmente de los tipos I y V. Estas se ordenan en
unas 200 a 250 láminas paralelas a la superficie, teniendo todas las fibras una
dirección igual dentro de cada lámina (Figura 3), pero entre las láminas la
orientación es oblicua, presentando tendencia a una orientación vertical y
horizontal, probablemente para compensar las deformaciones causadas por la
musculatura extrínseca. El diámetro estrecho de las fibras (entre 30 y 38 nm)
es una característica que contribuye a la transparencia y se debe a la
proporción de la molécula de colágeno V.
El espacio interfibrilar contiene proteoglicanos de tipo keratán sulfato y
dermatán sulfato, estando más presente el primero en el estroma central y
anterior. Su papel en este espacio se explica por la capacidad de atrapar
cationes y agua. Para compensar esta fuerza separadora de las fibras, la
presencia de moléculas de colágeno XII pudiera explicar unos puentes de
unión, con cierta elasticidad para adaptarse a fuerzas tensionales. Tambien
explica la necesidad de ejercer una fuerza para separar las láminas estromales.
La característica disposición de las fibras y de las láminas, aunque no se
entiendan los mecanismos moleculares que la regulan, asegura una tensión
uniforme en toda la estructura de la córnea. Los proteoglicanos se unen a las
fibras col.ágenas de forma ordenada (un proteoglicano a un punto específico
de unión), lo que es esencial para el ordenamiento y el espaciamiento fibrilar
(5).
La disposición de las fibras y de las
láminas del estroma aseguran la
transparencia y la resistencia de toda
la estructura corneal.
Los queratocitos, componentes celulares del estroma, se acomodan entre las
láminas y mantienen la estructura al sintetizar proteoglicanos y colágeno. Las
características enzimáticas de estas células permiten el ensamblaje ordenado
del material sintetizado. Ante las agresiones, emigran hacia el lugar de conflicto
para restaurar las estructuras dañadas. Así, tras la queratotomía radial o el
láser excimer exhiben un incremento de su actividad en las zonas próximas a la
intervención que puede durar varios meses.
Las propiedades mecánicas de la córnea han sido estudiadas de forma
prioritaria desde métodos de cirugía refractiva y existe una revisión reciente (6).
Debido a la diferente estructura y distribución de los componentes corneales,
se considera a la córnea como un material no isotrópico. En condiciones de
edema, la tensión de las fibras posteriores es menor, elongándose las
anteriores, que incluso cambian la curvatura de la cara anterior.
4. Endotelio corneal
Se trata de una monocapa de células cuboideas que forman un mosaico
hexagonal. Ultraestructuralmente no muestran adhesiones especializadas
hacia la membrana de Descemet que la separa del estroma, si bien existen
interdigitaciones intercelulares y algunos desmosomas, por lo que no se
aprecian espacios intercelulares. Son estas invaginaciones las que facilitan a
las células su despliegue para cubrir la pérdida celular constante (7).
En su porción apical se encuentran en contacto con el humor acuoso y
presentan una superficie lisa, permitiendo así una superficie con buenas
condiciones ópticas.
La membrana de Descemet es una capa homogénea y fina (8-12 mm) que se
mantiene tenuemente unida al estroma. Es rica en glicoproteínas, laminina y
colágeno IV, que le confieren una gran elasticidad y resistencia, mayor que el
estroma ante agresiones traumáticas o inflamatorias (2). Cuando se corta,
como ocurre durante algunas intervenciones quirúrgicas, tiende a enrrollarse
hacia la cámara anterior.
El núcleo es grande y en el citoplasma celular la presencia de mitocondrias es
muy abundante y, en menor grado, existen retículo endoplásmico rugoso y liso,
ribosomas y aparato de Golgi. Para la activación de la energía que controla la
hidratación estromal, en los bordes celulares basolaterales hay abundantes
acúmulos de ATPasa.
Una característica del endotelio corneal y a diferencia del epitelio, es su
incapacidad para la renovación celular. Esto origina una pérdida de población
celular con la edad, así como una disminución de su grosor al estar obligadas a
cubrir toda la superficie corneal posterior. Este envejecimiento puede darse de
forma exagerada en distrofias y como consecuencia de patología o cirugía
ocular. Los estudios del endotelio corneal han sido objeto del mayor interés
desde su posibilidad de estudio clínico, que permite el análisis de las
estructuras celulares y de su densidad. En el adulto joven existen entre 3.000 y
3.500 células/mm2, estimándose como críticas la cifras entre 500 y 700
células/mm2. La pérdida endotelial se manifiesta además por el polimegetismo
(diversidad de tamaño entre las células), pleomorfismo (diversidad de formas) y
aumento de la poligonalidad, asociado a un incremento de la permeabilidad (7).
5. Metabolismo corneal
Las claves para entender la fisiología corneal se encuentran en las funciones
de barrera y de bombeo metabólico en el epitelio y en el endotelio. Cualquier
problema en estas capas dará lugar a un edema con pérdida de la
transparencia, más en el caso del endotelio. Esto ocurre por la hipertonicidad
del contenido estromal (colágeno, sales y proteoglicanos) en relación a la
lágrima y al humor acuoso. El contenido en agua disminuye ligeramente en las
capas anteriores del estroma, posiblemente por la evaporación hacia la
atmósfera, y menos contenido de glucosa, por la obtención desde el humor
acuoso y el requerimiento del epitelio, que utiliza la del estroma.
La función barrera del epitelio limita los fluidos que entran a la córnea desde la
lágrima y protege el ojo de muchos patógenos. Para su mantenimiento, es
elemental la integridad celular con su constante renovación, así como su
capacidad de respuesta ante una agresión. El epitelio corneal utiliza
primariamente glucosa, que toma desde el humor acuoso y acumula
intracelularmente en grandes cantidades. Su metabolización sigue en un 85%
la glicolisis anaerobia y, en menor grado la vía de las pentosas. Esta última
facilita la síntesis de ácidos nucleicos, requeridos en este tejido con alto índice
de mitosis. Solo una parte de la energía se forma a través del ciclo de Krebs,
limitado por la escasa concentración de mitocondrias. El acúmulo de glucógeno
celular se ve disminuido en situación de stress, como un traumatismo o por el
uso de lentes de contacto. Por este proceso se acumula un alto contenido de
ácido láctico, pero parte de este pasa al ciclo del ácido cítrico para producir
ATP como almacén de energía.
El epitelio corneal recibe el oxígeno directamente desde la atmósfera, con el
ojo abierto, en que está expuesto a presiones parciales de 155 mm Hg en la
lágrima. Con los ojos cerrados esta presión decrece hasta los 55 mm Hg,
suficiente en teoría para el consumo de 3’5 ml/cm2/hora (8). A pesar de eso, el
epitelio sufre un edema nocturno por la formación y acúmulo de lactato
intracelular que clínicamente se manifiesta en formación de halos y reducción
de sensibilidad al contraste.
Durante el cierre palpebral nocturno el
aporte de oxígeno a la córnea se
reduce a 1/3 del que recibe durante el
día.
La barrera endotelial regula el movimiento de agua y sustancias desde el
humor acuoso hacia el estroma. Se trata de una función esencial que se anula
con la pérdida de la integridad de la monocapa celular. A pesar de ello, existe
un paso constante de humor acuoso a través de los espacios intercelulares
hacia el estroma, transportando glucosa, aminoácidos y otros nutrientes
esenciales. Las uniones celulares son las responsables de limitar este paso por
lo que, al ser dependientes del calcio, requieren una concentración mínima de
este ion en el humor acuoso.
Aparte de la barrera, el endotelio posee la cualidad de retirar el excesivo fluido
acumulado en el estroma, ocasionado por el paso constante de humor acuoso.
De esta forma se mantiene un grosor constante y la transparencia
imprescindible (Figura 4). Una córnea en condiciones normales contiene un
78% de agua. Esta actividad, llamada bomba endotelial, resulta del flujo de
iones sodio y bicarbonato por la membrana celular. La Na+-K+ ATPasa,
localizada en la membrana celular proporciona la actividad más importante en
este mecanismo de bombeo. A pesar de los cambios producidos por la edad, la
actividad de barrera y bombeo del endotelio no sufren alteraciones. Esto es un
indicativo de la reserva en su capacidad funcional, pues incluso un endotelio
anciano normal se recupera de una agresión tan rutinaria como la cirugía
intraocular.
6. Transparencia y características refractivas de la córnea
Todo el complejo anatomofisiológico de la córnea se enfoca a proporcionar una
máxima transparencia y una precisa capacidad refractiva. Se podría decir que
la córnea es, según estas características, una ventana y una lente,
respectivamente.
Cuando una radiación electromagnética, como la luz, alcanza una medio
pueden ocurrir varios fenómenos 1) no modificarse, 2) refracción, 3) reflexión,
4) absorción o 5) dispersión. Todos estos efectos ocurren inevitablemente en
combinación cuando la luz llega al ojo, pero mientras la refracción y la reflexión
están bien explicados por la óptica geométrica (superficies regulares que
separan medios transparentes de distinto índice de refracción), el paso de la
luz a través del interior del tejido corneal se encuentra con más dificultades
teóricas para su entendimiento. Las teorías iniciales que explicaban esta
transparencia se limitaban a mencionar su estructura homogénea (mismo
índice de refracción de todas las estructuras), la ausencia de vasos sanguíneos
y la relativa acelularidad. Los estudios que demostraron diferentes índices de
refracción obligaron a replantear estos simples conceptos, sobre los que existe
una excelente revisión (9).
6.1. Transparencia corneal
Por su estructura, el interior de la córnea forma unas interfases que puede ser
el origen de reflejos, pero al encontrarse paralelas entre sí y a la superficie,
cumple una condición especular aceptable. El mínimo espesor (poco más de
500 mm) y esta disposición, especialmente la de las fibras colágenas del
estroma, es la que explica que la luz se transmita de forma adecuada y no
sufra pérdidas significativas a su paso por la córnea. Ópticamente, el estroma
consiste en una serie de cilíndros (fibras colágenas) paralelos a la superficie
rodeados de una sustancia, con un índice de refracción diferente, por lo que
dispersarían la luz. Maurice, en su clásico estudio, asumió que la emanación de
campos en la misma fase desde cada una de las fibras, resultaría en una
interferencia destructiva de las ondas dispersas, lo que limitaría la dispersión
total (10). Su teoría coincidía con los estudios ultramicroscópicos, por lo que
fué ampliamente aceptada. El caso de la falta de ordenación fibrilar en la
membrana de Bowman se ha explicado por la elevada homogeneidad óptica
dentro de ella.
En resumen, al ser el radio de las fibras inferior a la longitud de onda y por
mantener un orden y una distancia entre ellas, el comportamiento óptico de la
córnea sería similar al de un material homogéneo y la dispersión que ocurriera
sufriría una interferencia, permitiendo el paso de aproximadamente el 95% de
la luz que recibe en una longitud de onda de 500 nm. Esta imperfección es la
que permite que la córnea pueda ser vista, por ejemplo, en la lámpara de
hendidura. El lugar de mayor absorción de luz por la córnea se sitúa en el
epitelio, principalmente para las longitudes de onda cortas (2). La exquisita
alineación de las fibras estromales permite un alto número de fibras por unidad
de volumen y, si bien es importante en la transmisión, tiene más que ver con
una función tectónica ayudando a mantener la forma de la córnea. Con estas
características, la capacidad de transmisición de luz por la córnea se encuentra
entre los 310 nm (radiación ultravioleta) y los 2.500 nm (radiación infrarroja).
Como se puede ver, para cumplir con la esta función de transmisión de luz es
esencial que la disposición de fibras y su diámetro sean constantes. Cuando la
córnea se edematiza, las fibras cambian su orientación y la luz sufre una
dispersión al atravesarla, anulándose la interferencia entre las longitudes de
onda reflejadas por las fibras y explicando la pérdida de transparencia que se
aprecia cuando se observa clínicamente un edema corneal. En esta situación,
parece que contribuye más a la opacidad la irregular disposición de las fibras,
que la separación entre ellas. De cualquier forma existen evidencias que
apuntan a que pérdidas de homogeneidad separadas por una distancia menor
que la mitad de la longitud de onda de la luz, no afectan la transparencia
corneal.
6.2. Refracción de la córnea
La segunda gran sorpresa de la córnea es su enorme capacidad refractiva, que
la constituye en el elemento refractivo principal del ojo. Para ello, aparte de la
transparencia, deberá mantener unas superficies refractivas curvas regulares y
lisas. La integridad física y de la función del epitelio y del endotelio es la que
mantiene esta delicada propiedad, por sus acciones biomecánicas, bioquímicas
y fisiológicas. La anatomía de la córnea, al lado de sus propiedades ópticas, es
la que determinará su poder dióptrico. La forma de la córnea es ovalada, con
un diámetro horizontal medio de 12’6 mm y vertical de 11’7 mm. La perifería
corneal es más plana y más gruesa que la zona central.
El poder dióptrico total de la córnea se sitúa entre 42 y 42’5 dioptrías,
aproximadamente el 70% del sistéma óptico del ojo. La cara anterior de la
córnea tiene una forma esférica o ligeramente toriodeo, con un radio de
curvatura central de 7’7-7’8 mm, que suponen 48’2 dioptrías, debido a la gran
diferencia entre los índices de refracción del aire (1’0) y de la córnea (1’376). La
superficie posterior presenta un radio de 6’8 mm, lo que genera un poder
negativo de 5’9 dioptrías, por separar dos elementos con índice de refracción
similar, pues el del humor acuoso es de 1’336.
Una característica de superficie anterior de la córnea es su asfericidad,
tendiendo a disminuir su curvatura hacia la periferia para corregir la aberración
de esfericidad. La córnea central es la que más interviene en la imagen foveal,
pero la dilatación pupilar determinará el grado de participación de la córnea
periférica.
La asfericidad corneal es fundamental
para corregir las aberraciones del
sistema óptico del ojo.
7. Respuesta corneal ante una agresión
En comparación con la cicatrización de la piel, la corneal es más compleja
como resultado de la mayor diferenciación y de la estricta organización de su
estructura. Debido a que la córnea está sujeta a agresiones de forma tanto
natural (traumatismos, infecciones) como iatrogénica (cirugía, láseres, lentes
de contacto), los mecanismos de su cicatrización han sido objeto de numerosos
estudios.
La renovación epitelial se produce cada 7 dias, pero ante una erosión o un
defecto se inicia una reacción que consiste en tres fases diferentes. La fase
latente consiste en un periodo de 4 a 6 horas durante el cual se eliminan los
restos celulares, las células se redondean y se reducen los hemidesmosomas
del área de la lesión (11). En la fase de migración celular, que dura entre 24 y
36 horas, la movilidad celular se acelera y llega a cubrir en poco tiempo la
pérdida de sustancia, con la recuperación del efecto barrera, gracias a un
incremento de la superficie celular y a la formación de fibrillas y filamentos. Se
le ha atribuido a la fibronectina un papel fundamental en esta fase de la
cicatrización, permitiendo una fuerte unión celular con la membrana basal (12).
En la fase de proliferación celular se activan las células primordiales del limbo,
se desarrollan los complejos de unión con la membrana basal y se restablecen
las terminaciones nerviosas. Es clave entonces para la recuperación epitelial,
tanto una membrana basal en condiciones como una adecuada capacidad
regenerativa de las células primordiales del limbo.
Las agresiones al estroma provocan una liberación de ciertas citoquinas que
estimulan el movimiento de los queratocitos hacia los márgenes de la herida,
iniciando la formación de nuevo tejido colágeno y mucopolisacáridos, pero las
células pierden su especialización, liberando sustancias comúnes a cualquier
herida, con un tamaño y disposición irregular de las fibras. Se ha insistido
mucho en la importancia del epitelio en este proceso de cicatrización, pues no
se inicia hasta que cubre el área afectada una capa de epitelio. La
recuperación de las características normales no se llega a cumplir, al perderse
la disposición de las fibras, incrementarse el diámetro de las mismas y
disminuir la resistencia del tejido. La tensión y la forma global de la córnea se
puede ver profundamente afectada en heridas amplias, lo que se traduce en
menor resistencia y astigmatismo, respectivamente.
En humanos adultos no existen fenómenos de mitosis en las células
endoteliales, por lo que la pérdida celular se debe cubrir con la expansión de
las células vecinas. La pérdida celular causada tanto por el envejecimiento
como por agresiones externas o enfermedades, provoca la disminución de la
actividad endotelial y pone en peligro sus efectos bomba y barrera (7).
8. Inervación corneal
Existe en la córnea una rica trama de nervios sensitivos provenientes de la
división oftálmica del nervio trigeminal, fundamentalmente por via de los nervios
ciliares largos. Se calcula que en la córnea hay una inervación sensitiva que es
300 veces mayor que la de la piel y 80 la del tejido dentario. Tras formar un
plexo anular en el limbo, pierden sus vainas de mielina y penetran en el
estroma anterior, desde donde perforan la membrana de Bowman y penetran
en el epitelio, en donde se encuentran sus terminaciones (13) (Figura 5). La
concentración de estas terminaciones es de 20 a 40 veces mayor que la pulpa
dental y entre 300 a 600 veces más que la piel (14), con mayor densidad en los
dos tercios centrales de la córnea. Esto indicaría que la lesión sobre una sola
célula epitelial sería suficiente para provocar la percepción dolorosa (15).
Se han detectado tres tipos de terminaciones nerviosas 1) nociceptoras, 2)
polimodales y 3) de temperatura. Las segundas responden a variados
estímulos de tipo químico, mecánico, etc. Cuando se dañan estas
terminaciones, la regeneración no recupera exactamente la sensibilidad
específica anterior.
Tanto en el trofismo tisular como en la regeneración del tejido después de un
trauma, la inervación juega un papel fundamental al liberar neuropéptidos, que
a su vez estimulan la llegada de células inflamatorias, NGF, neurotrofinas, etc.
9. la superficie ocular
9.1. Concepto de superficie ocular
El concepto relativamente reciente de superficie ocular incluye a todas las
estructuras oculares y anejos que se encuentran en contacto con el exterior.
Como se ha descrito con anterioridad, el epitelio corneal es una estructura muy
peculiar que requiere un sistema de mantenimiento y defensa para permitir al
ojo su relación con el exterior, y que le provea de una humectación constante.
De hecho, puede decirse que la conjuntiva, los párpados y el aparato lagrimal
están dirigidos fundamentalmente hacia ese mantenimiento.
Conceptos importantes en el tratamiento de las enfermedades de
la superficie ocular y lagrimales
1. La integridad de la superficie ocular está asegurada por una fuerte relación entre el epitelio corneal y la película lagrimal
precorneal
2. Una película lagrimal estable se mantiene por la acción de los anejos externos
3. El mecanismo protectivo intacto está controlado por la integración neuroanatómica eficaz
4. Las células primordiales del epitelio corneal están localizadas en el limbo corneoescleral
5. La función epitelial de las células de la superficie ocular está mantenida por los fibroblastos y la matriz estromal
Tomado de Tseng SCG, Tsubota K. Important concepts for treating ocular surface and tear disorders. Am J Ophthalmol
1997124825-835
Desde el punto de vista anatómico, la superficie ocular incluye el epitelio
mucoso limitado por la piel del borde libre de los párpados, lo que incluye la
córnea y la conjuntiva (16). La interdependencia de las estructuras integradas
en este sistema y su influencia sobre el epitelio corneal (y en definitiva sobre la
córnea y el globo ocular), hace que sea necesaria una revisión de las mismas.
9.2. La película lagrimal
precorneal
También denominada película lagrimal interpalpebral o preocular, se considera
en muchos sentidos como la capa más superficial de la córnea. En condiciones
normales contiene tres capas, de delante a atrás 1) capa lipídica, 2) capa
acuosa y 3) capa mucínica. La capa lipídica está producida por las glándulas
de Meibomio, que liberan la secreción por efecto del parpadeo. Esta capa tiene
un espesor aproximado de 0’1 mm y su función más importante es el retrasar la
evaporación de la película, además de proporcionar una superficie de gran
calidad óptica.
La capa acuosa supone el 95% del grosor total de la película y está segregada
por las glándulas lagrimales principal y accesorias,. Aparte del efecto
fundamental de la humectación, esta capa contiene proteinas, electrolitos,
metabolitos y enzimas para las funciones de defensa y mantenimiento. Si bien
se ha aceptado que existía un lagrimeo básico y otro reflejo, se considera hoy
en día que la secreción es una respuesta contínua a la estimulación sensitiva
del V par (16).
Si bien se consideran tres capas en la
película lagrimal, es probable que
estén mal delimitadas, encontrándose
sus componentes en forma de
gradiente.
La aportación de la capa mucínica a la película lagrimal permite su estabilidad
sobre el epitelio córneo-conjuntival. En cualquier caso, este esquema en tres
capas bien diferenciadas, que sirve para reconocer las características de la
película lagrimal, ha sido cuestionado recientemente (17,18). Según las nuevas
evidencias, las capas de la película lagrimal no quedarían bien delimitadas,
pues la mucina tendría presencia en la porción acuosa en un gradiente que
pudiera influir de alguna manera sobre la capa lipídica superficial.
9.3. La conjuntiva
La conjuntiva es una membrana mucosa que cubre la cara posterior de los
párpados y se extiende hacia el limbo por la superficie del ojo.
Histológicamente se compone de una capa de epitelio no queratinizado
estratificado y de sustancia propia. El epitelio tiene un número de capas
variable, entre tres y siete, estableciéndo las células apicales un intenso
intercambio con el exterior, como la fagocitosis de partículas y bacterias o la
secreción de sustancias. La sustancia propia consiste en un tejido conectivo
altamente vascularizado, con presencia de fibroblastos, linfocitos, mastocitos,
células plasmáticas y neutrófilos (19).
Las dos principales funciones de la conjuntiva son 1) aportar la capa mucosa
de la película lagrimal y 2) participar en el sistema de defensa. Las células
caliciformes, distribuidas entre las epiteliales, segregan mucina que es
distribuida por la superficie ocular para formar la capa interna de la lágrima. La
densidad de estas células es mayor precisamente en las áreas cercanas a la
desembocadura de los conductos lagrimales. Los mecanismos para el control
de esta secreción siguen sin dilucidarse (1).
Aunque es evidente que la conjuntiva juega un papel crucial en la defensa de la
superficie ocular, las claves de su sistema innmunitario están siendo revisadas.
Por una parte no parece claro que tenga capacidad para la presentación de
antígenos externos debido a la restricción de paso a través del epitelio, siendo
posible que la inmunización tópica se inicie por el paso de antígenos a través
del conducto nasolagrimal. Por otra parte, tampoco está muy definida la
circulación de linfocitos por la conjuntiva (19).
9.4. Párpados
Se trata de unas estructuras compuestas de piel, músculos, tejido fibroso,
glándulas y conjuntiva destinadas a la protección del ojo (agentes externos, luz)
y a propiciar la dinámica lagrimal, reformando la película y contribuyendo a su
eliminación. El espacio que queda entre ambos párpados y por el que el globo
ocular queda expuesto se denomina fisura palpebral o hendidura interpalpebral.
El borde o margen palpebral es el lugar en el que se ubican las pestañas
(borde anterior) y la boca de las glándulas de Meibomio (borde posterior),
reconociéndose la línea gris (límite anterior del tarso) y la transición piel-
conjuntiva (al nivel de la boca de las glándulas de Meibomio).
El parpadeo permite restablecer la
película lagrimal, libera la secreción
meibomiana y ejerce un mecanismo de
bombeo para la eliminación de
lágrimas.
La función de los párpados es, fundamentalmente, restablecer una película
lagrimal estable por medio del mecanismo del parpadeo. Dicho mecanismo se
produce a un ritmo variable, dependiendo de factores internos (excitación,
atención,...) y externos (humedad ambiental, viento, luminosidad,...) y es
controlado por la rama motora del facial, posiblemente por mínimos cambios de
temperatura ocasionados por la rotura de la película lagrimal (20).
Además, el parpadeo moviliza la lágrima hacia el los puntos lagrimales desde
donde es aspirada por efecto de la presión negativa del saco lagrimal al cesar
la compresión del ligamento interno en el momento de la apertura palpebral.
Otro efecto del parpadeo es la liberación del contenido meibomiano por
compresión de las glándulas. Se entiende entonces que ante un párpado laxo
que no puede ejercer un parpadeo eficaz, la función lagrimal se encuentre
alterada y de lugar a síntomas mixtos de sequedad y epífora.
9.5. Aparato lagrimal
La secreción acuosa, el componente más voluminoso de la lágrima, está
segregado por la glándulas lagrimales principal y accesorias. La primera,
ubicada en la fosa lagrimal de la órbita, consiste en una estructura de conjuntos
túbuloacinares de tipo seroso, que libera su contenido hacia el fonde de saco
conjuntival.
Se ha debatido mucho acerca de los mecanismos de control de la secreción
acuosa desde las glándulas lagrimales. El nervio trigeminal sería el brazo
aferente y la rama parasimpática del facial el eferente, pero también se conoce
la influencia hormonal, que explica la hiposecreción durante el embarazo, el
uso de anticonceptivos orales o tras la menopasia. Esto hechos determinan de
forma muy directa la tolerancia a las LC (21). Más que a los cambios en los
estrógenos, se ha atribuido a los niveles bajos de andrógenos este efecto.
También parece probable que la prolactina juegue algún papel en este asunto
(22).
El control hormonal sobre la función de
la glándula lagrimal explica la mayor
frecuencia de ojo seco y la peor
tolerancia a las lentes de contacto por
las mujeres.
La integración neuroanatómica del reflejo facial motor (parpadeo) y
parasimpático (secreción acuosa) determina el aclaramiento y renovación de
lágrimas (16). Si el parpadeo genera un efecto de bombeo que elimina por la
vía lagrimal la lágrima presente en el menisco, por su parte la secreción acuosa
incrementada también facilitará el aclaramiento; cuando decrece la lágrima, la
osmolaridad de la misma aumenta, entre otras razones, porque la renovación
es mínima y la evaporación está acelerada.
La integración neuroanatómica del V
par (brazo aferente) y del VII par
(parpadeo y secreción acuosa)
permiten mantener el aclaramiento y la
renovación constante de la película
lagrimal.
La presencia de células plasmáticas dentro del tejido intralobular permite la
secreción de inmunoglobulinas que, al lado de otras células
inmunocompetentes y de sustancias como la lisozima o lactoferrina,
contribuyen activamente a la defensa de la superficie ocular. Estas sustancias
son controladas por estímulos aparentemente similares a los que tienen lugar
en otras mucosas del organismo (19).

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1

  • 1. 1 ANATOMOFISIOLOGÍA DE LA CÓRNEA Juan A. Durán de la Colina Introducción Epitelio corneal Estructura Renovación celular Estroma corneal Endotelio corneal Metabolismo Transparencia y características refractivas de la córnea Transparencia Refracción Respuesta corneal ante la agresión Inervación corneal La superficie ocular Concepto de superficie ocular La película lagrimal precorneal La conjuntiva Los párpados El aparato lagrimal
  • 2. 1. INTRODUCCIÓN La córnea es un tejido altamente diferenciado para permitir la refracción y la transmisión de la luz. Su forma consiste básicamente en una lente cóncavo- convexa con una cara anterior, en contacto íntimo con la película lagrimal precorneal, y otra cara posterior, bañada por el humor acuoso. Estas relaciones permiten a la córnea carecer de vascularización, pues estos líquidos son los máximos responsables de mantener sus requerimiento fisiológicos. El grosor alcanza casi 1 mm en la perifería y es algo mayor de 0’5 mm en la zona central. La córnea se compone de un epitelio estrafiticado escamoso no queratinizado, un estroma de tejido conectivo y de una monocapa celular endotelial. Aunque este tejido avascular es aparentemente simple en su composición, la enorme regularidad y uniformidad de su estructura son las que permiten su precisa transmisión y refracción de la luz. Debe destacarse que la córnea, por añadidura, debe cumplir sus funciones en contacto con el exterior, con todas las agresiones posibles por sequedad, contaminación, bacterias, etc. Para ello necesita de unos sistemas protectores y de soporte que constituyen los anejos oculares la conjuntiva, el aparato lagrimal y los párpados. Por su relevancia durante el uso de las lentes de contacto tambien serán tratados en esta revisión. 2. Epitelio corneal 2.1. Estructura El epitelio corneal contiene entre 5 y 7 capas celulares de epitelio escamoso estratificado, con un grosor total de 50-56 mm. En la zona periférica el número de capas aumenta a 8-10. Aunque tiene mucho en común con el epitelio conjuntival, se puede decir que son los 123 mm2 más especializados de la superficie corporal, manteniendo la transparencia y las características refractivas sobre un tejido conectivo avascular. Además de estas propiedades, mantiene una actividad metabólica y de barrera a los agentes externos, presentando una fuerte resistencia a la abrasión y una rápida capacidad de cicatrización. Dentro del epitelio, se distinguen tres tipos celulares escamosas, en la superficie, intermedias y basales. Entre todas ellas existen unas uniones intercelulares muy desarrolladas con membranas celulares interdigitadas, que le confieren una gran estabilidad al epitelio. Las células escamosas o apicales son de forma poligonal y toman dos posibles aspectos al ser estudiadas por microscopía electrónica de barrido las células claras son células más jóvenes, mientras que las células oscuras se admite que son hipermaduras, próximas a la descamación. En la cara externa de las células superficiales existen unos procesos, denominadosmicrovilli, que alcanzan una longitud entre 0’5 y 1’2
  • 3. mm, con un grosor entre 0’15 y 0’5 mm que se van perdiendo con el ciclo celular y su abundancia determina el aspecto de célula clara (1). Gracias a un denso entramado intercelular, el epitelio muestra una gran resistencia a la abrasión del parpadeo o de las lentes de contacto. Existe un denso y complejo entramado intercelular que le permite resistir a las presiones de abrasión, bien fisiológicas en el parpadeo, bien durante el uso de lentes de contacto, especialmente las rígidas. Se han descrito varias clases de moléculas responsables de la adherencia intercelular, destacando en el epitelio corneal dos grupos 1) cadherinas, glicoproteinas dependientes del calcio, y 2) integrinas, proteinas integradas en la membrana celular. Además y al igual que otros epitelios, las células basales se unen entre sí utilizando microestructuras que además tienen un papel de comunicación y formación de barreras. Son fundamentalmente tres los distintos tipos de estructuras 1) desmosomas, interdigitaciones entre las superficies celulares, con varios componentes moleculares propios, 2) uniones estrechas ("tight junctions"), que forman un sistema estanco impidiendo el paso de moléculas, y 3) uniones comunicantes ("gap junctions"), mayores en las células basales, formando canales de iones y moléculas hidrofílicas. Las células del epitelio corneal se unen a su membrana basal por medio de unos complejos de adhesión, destacando la presencia de filamentos de queratina en la zona central del citoplasma, que constituyen los hemidesmosomas. Estos se fijan a fibrillas de anclaje situadas en la membrana basal, compuestas por colágeno VII, y que penetran en la estructura del estroma. A este nivel se encuentra toda una red de microestructuras de adhesión para mantener unido el epitelio, que está sometido a múltiples tensiones, al estroma (2) (Figura 1). Los nervios sensoriales atraviesan esta membrana basal para dirigirse al epitelio casi en terminan próximos a su superficie. El epitelio central está exento de melanocitos y de células dendríticas presentadoras del antígeno (células de Langerhans), que sí se encuentran en el epitelio periférico. Esta característica puede explicar la buena tolerancia inmunológica del injerto corneal. En cuadros inflamatorios crónicos esta situación se puede, sin embargo, romper.
  • 4. Todo este delicado entramado celular y extracelular permite mantener una barrera al paso de fluidos desde la lágrima al estroma y protege la córnea de infecciones bacterianas. Los microvilli presentes en la superficie de las células externas se asocian a un glicocalix al cual se adhiere la capa mucínica de la película lagrimal, estabilizándola. La importancia del epitelio como barrera queda demostrada por el edema estromal consecutivo a la abrasión epitelial, al absorberse fluido desde la lágrima. El epitelio corneal es una barrera metabólica -regula el paso de líquidos y de ciertas sustancias- y defensiva - las bacterias no tienen capacidad de adherirse a un epitelio íntegro-. Bajo el epitelio corneal se encuentra una membrana avascular denominada de Bowman, de 8-12 m de grosor y compuesta por fibrillas de colágeno (tipos I, III, V y VI). Su unión con las del estroma se hace de forma imperceptible, pero existe una evidente delineación con la membrana basal. Aunque se ha otorgado gran importancia a la membrana de Bowman en el mantenimiento de la transparencia corneal, lo cierto es que tras su ablación con láser excimer la claridad corneal se mantiene, así como la adherencia epitelial. 2.2. Renovación del epitelio corneal Al tratarse de un epitelio de descamación, tienen que existir los medios para que las células se renueven de forma continuada. La renovación del epitelio corneal ha sido recientemente explicada por medio del concepto de célula primordial, localizada en el epitelio basal del limbo corneal. Las evidencias de dicho teoría se basan en 1) demostración de un ciclo celular lento, 2) incapacidad para unirse a anticuerpos específicos de la córnea, 3) son células ricas en ATPasa y anhidrasa carbónica, 4) existencia de un movimiento centrípeto del epitelio corneal, 5) su lesión provoca defectos de epitelización corneal y 6) los tumores de la superficie ocular nacen en esta zona. En los humanos, las células primordiales se encuentran protegidas por pigmentación y ubicadas en las palizadas de Vogt. Al dividirse en dos células, una de ellas no pierde su condición de primordial y es la otra la que, por medio de mitosis que amplifican la división, mantiene línea hacia la diferenciación terminal. Esta forma de división asimétrica permite tanto la renovación celular como la autoperpetuación de la célula primordial (3,4). Las células primordiales del limbo son la fuente de las nuevas células epiteliales y aseguran su renovación constante.
  • 5. La célula que se va a diferenciar (amplificadora transitoria), continuará dividiéndose y sufriendo una migración centrípeta desde el epitelio basal del limbo y, posteriormente, hacia la superficie, para terminar descamándose en la lágrima (teoría del movimiento XYZ de Thoft) (Figura 2). La velocidad de la migración centrípeta se ha calculado en 123 m por semana, pudiendo variar ante situaciones de agresión al epitelio. Aunque se han señalado diferencias en el perfil de citoqueratinas y de proteínas en sus complejos de unión, existen todavía dificultades para poder identificar las células primordiales de las más diferenciadas. Los intentos para incrementar el ritmo de mitosis en estas células, utilizando factores de crecimiento o vitamina A, no han resultado convincentes. 3. Estroma CORNEAL Su grosor central es de 0’5-0’54 mm, siendo mayor en la perifería en donde alcanza hasta 0’7 mm, lo que supone el 90% del grosor corneal total. Para ser transparente, el estroma corneal posee una estructura peculiar, conteniendo fibras de colágeno fundamentalmente de los tipos I y V. Estas se ordenan en unas 200 a 250 láminas paralelas a la superficie, teniendo todas las fibras una dirección igual dentro de cada lámina (Figura 3), pero entre las láminas la orientación es oblicua, presentando tendencia a una orientación vertical y horizontal, probablemente para compensar las deformaciones causadas por la musculatura extrínseca. El diámetro estrecho de las fibras (entre 30 y 38 nm) es una característica que contribuye a la transparencia y se debe a la proporción de la molécula de colágeno V. El espacio interfibrilar contiene proteoglicanos de tipo keratán sulfato y dermatán sulfato, estando más presente el primero en el estroma central y anterior. Su papel en este espacio se explica por la capacidad de atrapar cationes y agua. Para compensar esta fuerza separadora de las fibras, la presencia de moléculas de colágeno XII pudiera explicar unos puentes de unión, con cierta elasticidad para adaptarse a fuerzas tensionales. Tambien explica la necesidad de ejercer una fuerza para separar las láminas estromales. La característica disposición de las fibras y de las láminas, aunque no se entiendan los mecanismos moleculares que la regulan, asegura una tensión uniforme en toda la estructura de la córnea. Los proteoglicanos se unen a las fibras col.ágenas de forma ordenada (un proteoglicano a un punto específico
  • 6. de unión), lo que es esencial para el ordenamiento y el espaciamiento fibrilar (5). La disposición de las fibras y de las láminas del estroma aseguran la transparencia y la resistencia de toda la estructura corneal. Los queratocitos, componentes celulares del estroma, se acomodan entre las láminas y mantienen la estructura al sintetizar proteoglicanos y colágeno. Las características enzimáticas de estas células permiten el ensamblaje ordenado del material sintetizado. Ante las agresiones, emigran hacia el lugar de conflicto para restaurar las estructuras dañadas. Así, tras la queratotomía radial o el láser excimer exhiben un incremento de su actividad en las zonas próximas a la intervención que puede durar varios meses. Las propiedades mecánicas de la córnea han sido estudiadas de forma prioritaria desde métodos de cirugía refractiva y existe una revisión reciente (6). Debido a la diferente estructura y distribución de los componentes corneales, se considera a la córnea como un material no isotrópico. En condiciones de edema, la tensión de las fibras posteriores es menor, elongándose las anteriores, que incluso cambian la curvatura de la cara anterior. 4. Endotelio corneal Se trata de una monocapa de células cuboideas que forman un mosaico hexagonal. Ultraestructuralmente no muestran adhesiones especializadas hacia la membrana de Descemet que la separa del estroma, si bien existen interdigitaciones intercelulares y algunos desmosomas, por lo que no se aprecian espacios intercelulares. Son estas invaginaciones las que facilitan a las células su despliegue para cubrir la pérdida celular constante (7). En su porción apical se encuentran en contacto con el humor acuoso y presentan una superficie lisa, permitiendo así una superficie con buenas condiciones ópticas.
  • 7. La membrana de Descemet es una capa homogénea y fina (8-12 mm) que se mantiene tenuemente unida al estroma. Es rica en glicoproteínas, laminina y colágeno IV, que le confieren una gran elasticidad y resistencia, mayor que el estroma ante agresiones traumáticas o inflamatorias (2). Cuando se corta, como ocurre durante algunas intervenciones quirúrgicas, tiende a enrrollarse hacia la cámara anterior. El núcleo es grande y en el citoplasma celular la presencia de mitocondrias es muy abundante y, en menor grado, existen retículo endoplásmico rugoso y liso, ribosomas y aparato de Golgi. Para la activación de la energía que controla la hidratación estromal, en los bordes celulares basolaterales hay abundantes acúmulos de ATPasa. Una característica del endotelio corneal y a diferencia del epitelio, es su incapacidad para la renovación celular. Esto origina una pérdida de población celular con la edad, así como una disminución de su grosor al estar obligadas a cubrir toda la superficie corneal posterior. Este envejecimiento puede darse de forma exagerada en distrofias y como consecuencia de patología o cirugía ocular. Los estudios del endotelio corneal han sido objeto del mayor interés desde su posibilidad de estudio clínico, que permite el análisis de las estructuras celulares y de su densidad. En el adulto joven existen entre 3.000 y 3.500 células/mm2, estimándose como críticas la cifras entre 500 y 700 células/mm2. La pérdida endotelial se manifiesta además por el polimegetismo (diversidad de tamaño entre las células), pleomorfismo (diversidad de formas) y aumento de la poligonalidad, asociado a un incremento de la permeabilidad (7). 5. Metabolismo corneal Las claves para entender la fisiología corneal se encuentran en las funciones de barrera y de bombeo metabólico en el epitelio y en el endotelio. Cualquier problema en estas capas dará lugar a un edema con pérdida de la transparencia, más en el caso del endotelio. Esto ocurre por la hipertonicidad del contenido estromal (colágeno, sales y proteoglicanos) en relación a la lágrima y al humor acuoso. El contenido en agua disminuye ligeramente en las capas anteriores del estroma, posiblemente por la evaporación hacia la atmósfera, y menos contenido de glucosa, por la obtención desde el humor acuoso y el requerimiento del epitelio, que utiliza la del estroma. La función barrera del epitelio limita los fluidos que entran a la córnea desde la lágrima y protege el ojo de muchos patógenos. Para su mantenimiento, es elemental la integridad celular con su constante renovación, así como su capacidad de respuesta ante una agresión. El epitelio corneal utiliza primariamente glucosa, que toma desde el humor acuoso y acumula intracelularmente en grandes cantidades. Su metabolización sigue en un 85% la glicolisis anaerobia y, en menor grado la vía de las pentosas. Esta última facilita la síntesis de ácidos nucleicos, requeridos en este tejido con alto índice de mitosis. Solo una parte de la energía se forma a través del ciclo de Krebs, limitado por la escasa concentración de mitocondrias. El acúmulo de glucógeno
  • 8. celular se ve disminuido en situación de stress, como un traumatismo o por el uso de lentes de contacto. Por este proceso se acumula un alto contenido de ácido láctico, pero parte de este pasa al ciclo del ácido cítrico para producir ATP como almacén de energía. El epitelio corneal recibe el oxígeno directamente desde la atmósfera, con el ojo abierto, en que está expuesto a presiones parciales de 155 mm Hg en la lágrima. Con los ojos cerrados esta presión decrece hasta los 55 mm Hg, suficiente en teoría para el consumo de 3’5 ml/cm2/hora (8). A pesar de eso, el epitelio sufre un edema nocturno por la formación y acúmulo de lactato intracelular que clínicamente se manifiesta en formación de halos y reducción de sensibilidad al contraste. Durante el cierre palpebral nocturno el aporte de oxígeno a la córnea se reduce a 1/3 del que recibe durante el día. La barrera endotelial regula el movimiento de agua y sustancias desde el humor acuoso hacia el estroma. Se trata de una función esencial que se anula con la pérdida de la integridad de la monocapa celular. A pesar de ello, existe un paso constante de humor acuoso a través de los espacios intercelulares hacia el estroma, transportando glucosa, aminoácidos y otros nutrientes esenciales. Las uniones celulares son las responsables de limitar este paso por lo que, al ser dependientes del calcio, requieren una concentración mínima de este ion en el humor acuoso. Aparte de la barrera, el endotelio posee la cualidad de retirar el excesivo fluido acumulado en el estroma, ocasionado por el paso constante de humor acuoso. De esta forma se mantiene un grosor constante y la transparencia imprescindible (Figura 4). Una córnea en condiciones normales contiene un 78% de agua. Esta actividad, llamada bomba endotelial, resulta del flujo de iones sodio y bicarbonato por la membrana celular. La Na+-K+ ATPasa, localizada en la membrana celular proporciona la actividad más importante en este mecanismo de bombeo. A pesar de los cambios producidos por la edad, la actividad de barrera y bombeo del endotelio no sufren alteraciones. Esto es un indicativo de la reserva en su capacidad funcional, pues incluso un endotelio anciano normal se recupera de una agresión tan rutinaria como la cirugía intraocular.
  • 9. 6. Transparencia y características refractivas de la córnea Todo el complejo anatomofisiológico de la córnea se enfoca a proporcionar una máxima transparencia y una precisa capacidad refractiva. Se podría decir que la córnea es, según estas características, una ventana y una lente, respectivamente. Cuando una radiación electromagnética, como la luz, alcanza una medio pueden ocurrir varios fenómenos 1) no modificarse, 2) refracción, 3) reflexión, 4) absorción o 5) dispersión. Todos estos efectos ocurren inevitablemente en combinación cuando la luz llega al ojo, pero mientras la refracción y la reflexión están bien explicados por la óptica geométrica (superficies regulares que separan medios transparentes de distinto índice de refracción), el paso de la luz a través del interior del tejido corneal se encuentra con más dificultades teóricas para su entendimiento. Las teorías iniciales que explicaban esta transparencia se limitaban a mencionar su estructura homogénea (mismo índice de refracción de todas las estructuras), la ausencia de vasos sanguíneos y la relativa acelularidad. Los estudios que demostraron diferentes índices de refracción obligaron a replantear estos simples conceptos, sobre los que existe una excelente revisión (9). 6.1. Transparencia corneal Por su estructura, el interior de la córnea forma unas interfases que puede ser el origen de reflejos, pero al encontrarse paralelas entre sí y a la superficie, cumple una condición especular aceptable. El mínimo espesor (poco más de 500 mm) y esta disposición, especialmente la de las fibras colágenas del estroma, es la que explica que la luz se transmita de forma adecuada y no sufra pérdidas significativas a su paso por la córnea. Ópticamente, el estroma consiste en una serie de cilíndros (fibras colágenas) paralelos a la superficie rodeados de una sustancia, con un índice de refracción diferente, por lo que dispersarían la luz. Maurice, en su clásico estudio, asumió que la emanación de campos en la misma fase desde cada una de las fibras, resultaría en una interferencia destructiva de las ondas dispersas, lo que limitaría la dispersión total (10). Su teoría coincidía con los estudios ultramicroscópicos, por lo que fué ampliamente aceptada. El caso de la falta de ordenación fibrilar en la membrana de Bowman se ha explicado por la elevada homogeneidad óptica dentro de ella. En resumen, al ser el radio de las fibras inferior a la longitud de onda y por mantener un orden y una distancia entre ellas, el comportamiento óptico de la córnea sería similar al de un material homogéneo y la dispersión que ocurriera sufriría una interferencia, permitiendo el paso de aproximadamente el 95% de la luz que recibe en una longitud de onda de 500 nm. Esta imperfección es la que permite que la córnea pueda ser vista, por ejemplo, en la lámpara de hendidura. El lugar de mayor absorción de luz por la córnea se sitúa en el epitelio, principalmente para las longitudes de onda cortas (2). La exquisita alineación de las fibras estromales permite un alto número de fibras por unidad
  • 10. de volumen y, si bien es importante en la transmisión, tiene más que ver con una función tectónica ayudando a mantener la forma de la córnea. Con estas características, la capacidad de transmisición de luz por la córnea se encuentra entre los 310 nm (radiación ultravioleta) y los 2.500 nm (radiación infrarroja). Como se puede ver, para cumplir con la esta función de transmisión de luz es esencial que la disposición de fibras y su diámetro sean constantes. Cuando la córnea se edematiza, las fibras cambian su orientación y la luz sufre una dispersión al atravesarla, anulándose la interferencia entre las longitudes de onda reflejadas por las fibras y explicando la pérdida de transparencia que se aprecia cuando se observa clínicamente un edema corneal. En esta situación, parece que contribuye más a la opacidad la irregular disposición de las fibras, que la separación entre ellas. De cualquier forma existen evidencias que apuntan a que pérdidas de homogeneidad separadas por una distancia menor que la mitad de la longitud de onda de la luz, no afectan la transparencia corneal. 6.2. Refracción de la córnea La segunda gran sorpresa de la córnea es su enorme capacidad refractiva, que la constituye en el elemento refractivo principal del ojo. Para ello, aparte de la transparencia, deberá mantener unas superficies refractivas curvas regulares y lisas. La integridad física y de la función del epitelio y del endotelio es la que mantiene esta delicada propiedad, por sus acciones biomecánicas, bioquímicas y fisiológicas. La anatomía de la córnea, al lado de sus propiedades ópticas, es la que determinará su poder dióptrico. La forma de la córnea es ovalada, con un diámetro horizontal medio de 12’6 mm y vertical de 11’7 mm. La perifería corneal es más plana y más gruesa que la zona central. El poder dióptrico total de la córnea se sitúa entre 42 y 42’5 dioptrías, aproximadamente el 70% del sistéma óptico del ojo. La cara anterior de la córnea tiene una forma esférica o ligeramente toriodeo, con un radio de curvatura central de 7’7-7’8 mm, que suponen 48’2 dioptrías, debido a la gran diferencia entre los índices de refracción del aire (1’0) y de la córnea (1’376). La superficie posterior presenta un radio de 6’8 mm, lo que genera un poder negativo de 5’9 dioptrías, por separar dos elementos con índice de refracción similar, pues el del humor acuoso es de 1’336. Una característica de superficie anterior de la córnea es su asfericidad, tendiendo a disminuir su curvatura hacia la periferia para corregir la aberración de esfericidad. La córnea central es la que más interviene en la imagen foveal, pero la dilatación pupilar determinará el grado de participación de la córnea periférica. La asfericidad corneal es fundamental para corregir las aberraciones del sistema óptico del ojo.
  • 11. 7. Respuesta corneal ante una agresión En comparación con la cicatrización de la piel, la corneal es más compleja como resultado de la mayor diferenciación y de la estricta organización de su estructura. Debido a que la córnea está sujeta a agresiones de forma tanto natural (traumatismos, infecciones) como iatrogénica (cirugía, láseres, lentes de contacto), los mecanismos de su cicatrización han sido objeto de numerosos estudios. La renovación epitelial se produce cada 7 dias, pero ante una erosión o un defecto se inicia una reacción que consiste en tres fases diferentes. La fase latente consiste en un periodo de 4 a 6 horas durante el cual se eliminan los restos celulares, las células se redondean y se reducen los hemidesmosomas del área de la lesión (11). En la fase de migración celular, que dura entre 24 y 36 horas, la movilidad celular se acelera y llega a cubrir en poco tiempo la pérdida de sustancia, con la recuperación del efecto barrera, gracias a un incremento de la superficie celular y a la formación de fibrillas y filamentos. Se le ha atribuido a la fibronectina un papel fundamental en esta fase de la cicatrización, permitiendo una fuerte unión celular con la membrana basal (12). En la fase de proliferación celular se activan las células primordiales del limbo, se desarrollan los complejos de unión con la membrana basal y se restablecen las terminaciones nerviosas. Es clave entonces para la recuperación epitelial, tanto una membrana basal en condiciones como una adecuada capacidad regenerativa de las células primordiales del limbo. Las agresiones al estroma provocan una liberación de ciertas citoquinas que estimulan el movimiento de los queratocitos hacia los márgenes de la herida, iniciando la formación de nuevo tejido colágeno y mucopolisacáridos, pero las células pierden su especialización, liberando sustancias comúnes a cualquier herida, con un tamaño y disposición irregular de las fibras. Se ha insistido mucho en la importancia del epitelio en este proceso de cicatrización, pues no se inicia hasta que cubre el área afectada una capa de epitelio. La recuperación de las características normales no se llega a cumplir, al perderse la disposición de las fibras, incrementarse el diámetro de las mismas y disminuir la resistencia del tejido. La tensión y la forma global de la córnea se puede ver profundamente afectada en heridas amplias, lo que se traduce en menor resistencia y astigmatismo, respectivamente. En humanos adultos no existen fenómenos de mitosis en las células endoteliales, por lo que la pérdida celular se debe cubrir con la expansión de las células vecinas. La pérdida celular causada tanto por el envejecimiento como por agresiones externas o enfermedades, provoca la disminución de la actividad endotelial y pone en peligro sus efectos bomba y barrera (7). 8. Inervación corneal
  • 12. Existe en la córnea una rica trama de nervios sensitivos provenientes de la división oftálmica del nervio trigeminal, fundamentalmente por via de los nervios ciliares largos. Se calcula que en la córnea hay una inervación sensitiva que es 300 veces mayor que la de la piel y 80 la del tejido dentario. Tras formar un plexo anular en el limbo, pierden sus vainas de mielina y penetran en el estroma anterior, desde donde perforan la membrana de Bowman y penetran en el epitelio, en donde se encuentran sus terminaciones (13) (Figura 5). La concentración de estas terminaciones es de 20 a 40 veces mayor que la pulpa dental y entre 300 a 600 veces más que la piel (14), con mayor densidad en los dos tercios centrales de la córnea. Esto indicaría que la lesión sobre una sola célula epitelial sería suficiente para provocar la percepción dolorosa (15). Se han detectado tres tipos de terminaciones nerviosas 1) nociceptoras, 2) polimodales y 3) de temperatura. Las segundas responden a variados estímulos de tipo químico, mecánico, etc. Cuando se dañan estas terminaciones, la regeneración no recupera exactamente la sensibilidad específica anterior. Tanto en el trofismo tisular como en la regeneración del tejido después de un trauma, la inervación juega un papel fundamental al liberar neuropéptidos, que a su vez estimulan la llegada de células inflamatorias, NGF, neurotrofinas, etc. 9. la superficie ocular 9.1. Concepto de superficie ocular El concepto relativamente reciente de superficie ocular incluye a todas las estructuras oculares y anejos que se encuentran en contacto con el exterior. Como se ha descrito con anterioridad, el epitelio corneal es una estructura muy peculiar que requiere un sistema de mantenimiento y defensa para permitir al ojo su relación con el exterior, y que le provea de una humectación constante. De hecho, puede decirse que la conjuntiva, los párpados y el aparato lagrimal están dirigidos fundamentalmente hacia ese mantenimiento. Conceptos importantes en el tratamiento de las enfermedades de la superficie ocular y lagrimales
  • 13. 1. La integridad de la superficie ocular está asegurada por una fuerte relación entre el epitelio corneal y la película lagrimal precorneal 2. Una película lagrimal estable se mantiene por la acción de los anejos externos 3. El mecanismo protectivo intacto está controlado por la integración neuroanatómica eficaz 4. Las células primordiales del epitelio corneal están localizadas en el limbo corneoescleral 5. La función epitelial de las células de la superficie ocular está mantenida por los fibroblastos y la matriz estromal Tomado de Tseng SCG, Tsubota K. Important concepts for treating ocular surface and tear disorders. Am J Ophthalmol 1997124825-835 Desde el punto de vista anatómico, la superficie ocular incluye el epitelio mucoso limitado por la piel del borde libre de los párpados, lo que incluye la córnea y la conjuntiva (16). La interdependencia de las estructuras integradas en este sistema y su influencia sobre el epitelio corneal (y en definitiva sobre la córnea y el globo ocular), hace que sea necesaria una revisión de las mismas. 9.2. La película lagrimal precorneal También denominada película lagrimal interpalpebral o preocular, se considera en muchos sentidos como la capa más superficial de la córnea. En condiciones normales contiene tres capas, de delante a atrás 1) capa lipídica, 2) capa acuosa y 3) capa mucínica. La capa lipídica está producida por las glándulas de Meibomio, que liberan la secreción por efecto del parpadeo. Esta capa tiene un espesor aproximado de 0’1 mm y su función más importante es el retrasar la evaporación de la película, además de proporcionar una superficie de gran calidad óptica. La capa acuosa supone el 95% del grosor total de la película y está segregada por las glándulas lagrimales principal y accesorias,. Aparte del efecto fundamental de la humectación, esta capa contiene proteinas, electrolitos, metabolitos y enzimas para las funciones de defensa y mantenimiento. Si bien se ha aceptado que existía un lagrimeo básico y otro reflejo, se considera hoy en día que la secreción es una respuesta contínua a la estimulación sensitiva del V par (16). Si bien se consideran tres capas en la película lagrimal, es probable que estén mal delimitadas, encontrándose sus componentes en forma de gradiente. La aportación de la capa mucínica a la película lagrimal permite su estabilidad sobre el epitelio córneo-conjuntival. En cualquier caso, este esquema en tres capas bien diferenciadas, que sirve para reconocer las características de la película lagrimal, ha sido cuestionado recientemente (17,18). Según las nuevas evidencias, las capas de la película lagrimal no quedarían bien delimitadas,
  • 14. pues la mucina tendría presencia en la porción acuosa en un gradiente que pudiera influir de alguna manera sobre la capa lipídica superficial. 9.3. La conjuntiva La conjuntiva es una membrana mucosa que cubre la cara posterior de los párpados y se extiende hacia el limbo por la superficie del ojo. Histológicamente se compone de una capa de epitelio no queratinizado estratificado y de sustancia propia. El epitelio tiene un número de capas variable, entre tres y siete, estableciéndo las células apicales un intenso intercambio con el exterior, como la fagocitosis de partículas y bacterias o la secreción de sustancias. La sustancia propia consiste en un tejido conectivo altamente vascularizado, con presencia de fibroblastos, linfocitos, mastocitos, células plasmáticas y neutrófilos (19). Las dos principales funciones de la conjuntiva son 1) aportar la capa mucosa de la película lagrimal y 2) participar en el sistema de defensa. Las células caliciformes, distribuidas entre las epiteliales, segregan mucina que es distribuida por la superficie ocular para formar la capa interna de la lágrima. La densidad de estas células es mayor precisamente en las áreas cercanas a la desembocadura de los conductos lagrimales. Los mecanismos para el control de esta secreción siguen sin dilucidarse (1). Aunque es evidente que la conjuntiva juega un papel crucial en la defensa de la superficie ocular, las claves de su sistema innmunitario están siendo revisadas. Por una parte no parece claro que tenga capacidad para la presentación de antígenos externos debido a la restricción de paso a través del epitelio, siendo posible que la inmunización tópica se inicie por el paso de antígenos a través del conducto nasolagrimal. Por otra parte, tampoco está muy definida la circulación de linfocitos por la conjuntiva (19). 9.4. Párpados Se trata de unas estructuras compuestas de piel, músculos, tejido fibroso, glándulas y conjuntiva destinadas a la protección del ojo (agentes externos, luz) y a propiciar la dinámica lagrimal, reformando la película y contribuyendo a su eliminación. El espacio que queda entre ambos párpados y por el que el globo ocular queda expuesto se denomina fisura palpebral o hendidura interpalpebral. El borde o margen palpebral es el lugar en el que se ubican las pestañas (borde anterior) y la boca de las glándulas de Meibomio (borde posterior), reconociéndose la línea gris (límite anterior del tarso) y la transición piel- conjuntiva (al nivel de la boca de las glándulas de Meibomio). El parpadeo permite restablecer la película lagrimal, libera la secreción
  • 15. meibomiana y ejerce un mecanismo de bombeo para la eliminación de lágrimas. La función de los párpados es, fundamentalmente, restablecer una película lagrimal estable por medio del mecanismo del parpadeo. Dicho mecanismo se produce a un ritmo variable, dependiendo de factores internos (excitación, atención,...) y externos (humedad ambiental, viento, luminosidad,...) y es controlado por la rama motora del facial, posiblemente por mínimos cambios de temperatura ocasionados por la rotura de la película lagrimal (20). Además, el parpadeo moviliza la lágrima hacia el los puntos lagrimales desde donde es aspirada por efecto de la presión negativa del saco lagrimal al cesar la compresión del ligamento interno en el momento de la apertura palpebral. Otro efecto del parpadeo es la liberación del contenido meibomiano por compresión de las glándulas. Se entiende entonces que ante un párpado laxo que no puede ejercer un parpadeo eficaz, la función lagrimal se encuentre alterada y de lugar a síntomas mixtos de sequedad y epífora. 9.5. Aparato lagrimal La secreción acuosa, el componente más voluminoso de la lágrima, está segregado por la glándulas lagrimales principal y accesorias. La primera, ubicada en la fosa lagrimal de la órbita, consiste en una estructura de conjuntos túbuloacinares de tipo seroso, que libera su contenido hacia el fonde de saco conjuntival. Se ha debatido mucho acerca de los mecanismos de control de la secreción acuosa desde las glándulas lagrimales. El nervio trigeminal sería el brazo aferente y la rama parasimpática del facial el eferente, pero también se conoce la influencia hormonal, que explica la hiposecreción durante el embarazo, el uso de anticonceptivos orales o tras la menopasia. Esto hechos determinan de forma muy directa la tolerancia a las LC (21). Más que a los cambios en los estrógenos, se ha atribuido a los niveles bajos de andrógenos este efecto. También parece probable que la prolactina juegue algún papel en este asunto (22). El control hormonal sobre la función de la glándula lagrimal explica la mayor frecuencia de ojo seco y la peor tolerancia a las lentes de contacto por las mujeres. La integración neuroanatómica del reflejo facial motor (parpadeo) y parasimpático (secreción acuosa) determina el aclaramiento y renovación de lágrimas (16). Si el parpadeo genera un efecto de bombeo que elimina por la vía lagrimal la lágrima presente en el menisco, por su parte la secreción acuosa
  • 16. incrementada también facilitará el aclaramiento; cuando decrece la lágrima, la osmolaridad de la misma aumenta, entre otras razones, porque la renovación es mínima y la evaporación está acelerada. La integración neuroanatómica del V par (brazo aferente) y del VII par (parpadeo y secreción acuosa) permiten mantener el aclaramiento y la renovación constante de la película lagrimal. La presencia de células plasmáticas dentro del tejido intralobular permite la secreción de inmunoglobulinas que, al lado de otras células inmunocompetentes y de sustancias como la lisozima o lactoferrina, contribuyen activamente a la defensa de la superficie ocular. Estas sustancias son controladas por estímulos aparentemente similares a los que tienen lugar en otras mucosas del organismo (19).