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Córnea

La córnea es la parte frontal transparente del ojo que cubre el iris , la pupila y la cámara anterior . Junto con la cámara anterior y el cristalino , la córnea refracta la luz y representa aproximadamente dos tercios del poder óptico total del ojo . [1] [2] En los seres humanos, el poder refractivo de la córnea es de aproximadamente 43 dioptrías . [3] La córnea se puede remodelar mediante procedimientos quirúrgicos como el LASIK . [4]

Si bien la córnea aporta la mayor parte del poder de enfoque del ojo, su foco es fijo. La acomodación (el reenfoque de la luz para ver mejor los objetos cercanos) se logra modificando la geometría del cristalino. Los términos médicos relacionados con la córnea suelen comenzar con el prefijo " kerat- ", de la palabra griega κέρας, cuerno .

Estructura

La córnea tiene terminaciones nerviosas amielínicas sensibles al tacto, la temperatura y los productos químicos; un toque de la córnea provoca un reflejo involuntario de cerrar el párpado . Debido a que la transparencia es de suma importancia, la córnea sana no tiene ni necesita vasos sanguíneos en su interior. En cambio, el oxígeno se disuelve en las lágrimas y luego se difunde por toda la córnea para mantenerla sana. [5] De manera similar, los nutrientes se transportan mediante difusión desde el líquido lagrimal a través de la superficie externa y el humor acuoso a través de la superficie interna. Los nutrientes también llegan a través de neurotrofinas suministradas por los nervios de la córnea. En los humanos , la córnea tiene un diámetro de aproximadamente 11,5 mm y un grosor de 0,5 a 0,6 mm en el centro y de 0,6 a 0,8 mm en la periferia. La transparencia, la avascularidad, la presencia de células inmunes residentes inmaduras y el privilegio inmunológico hacen de la córnea un tejido muy especial.

La proteína soluble más abundante en la córnea de los mamíferos es la albúmina . [6]

La córnea humana limita con la esclerótica en el limbo corneal . En las lampreas , la córnea es únicamente una extensión de la esclerótica y está separada de la piel que la cubre, pero en los vertebrados más avanzados siempre está fusionada con la piel para formar una única estructura, aunque compuesta de múltiples capas. En los peces y en los vertebrados acuáticos en general, la córnea no desempeña ningún papel en el enfoque de la luz, ya que tiene prácticamente el mismo índice de refracción que el agua. [7]

Microanatomía

Sección vertical de córnea humana desde cerca del margen. (Waldeyer.) Ampliada. 1: Epitelio . 2: Lámina elástica anterior . 3: Sustancia propia . 4: Lámina elástica posterior (membrana de Descemet). 5: Endotelio de la cámara anterior . a: Fibras oblicuas en la capa anterior de la sustancia propia . b: Láminas, cuyas fibras están cortadas transversalmente, produciendo una apariencia punteada. c: Corpúsculos corneales que aparecen fusiformes en sección. d: Láminas, cuyas fibras están cortadas longitudinalmente. e: Transición a la esclerótica , con fibrilación más marcada, y coronada por un epitelio más grueso . f: Pequeños vasos sanguíneos cortados transversalmente cerca del margen de la córnea.
Corte transversal de la córnea obtenido mediante SD-OCT

La córnea humana tiene cinco capas (posiblemente seis, si se incluye la capa de Dua ). [8] Las córneas de otros primates tienen cinco capas conocidas. Las córneas de gatos, perros, lobos y otros carnívoros solo tienen cuatro. [9] De anterior a posterior, las capas de la córnea humana son:

  1. Epitelio corneal : capa de tejido epitelial multicelular extremadamente delgada(epitelio escamoso estratificado no queratinizado) de células de rápido crecimiento y fácil regeneración , que se mantienen húmedas con lágrimas. La irregularidad o el edema del epitelio corneal altera la suavidad de la interfaz aire/película lagrimal, el componente más significativo del poder refractivo total del ojo, lo que reduce la agudeza visual. El epitelio corneal es continuo con el epitelio conjuntival y está compuesto por aproximadamente 6 capas de células que se desprenden constantemente en la capa expuesta y se regeneran por multiplicación en la capa basal.
  2. Capa de Bowman (también conocida como membrana limitante anterior ): cuando se habla de ella en lugar de una membrana basal subepitelial, la capa de Bowman es una capa resistente compuesta de colágeno (principalmente fibrillas de colágeno tipo I), laminina , nidogen , perlecan y otros HSPG que protegen el estroma corneal. Cuando se habla de ella como una entidad separada de la membrana basal subepitelial, la capa de Bowman puede describirse como una región acelular y condensada del estroma apical, compuesta principalmente de fibrillas de colágeno organizadas al azar pero estrechamente entrelazadas. Estas fibrillas interactúan y se adhieren entre sí. Esta capa tiene un grosor de ocho a catorce micrómetros (μm) [10] y está ausente o es muy delgada en los no primates. [9] [11]
  3. Estroma corneal (también sustancia propia ): una capa intermedia gruesa y transparente, que consta de fibras de colágeno dispuestas de forma regular junto con queratocitos interconectados escasamente distribuidos , que son las células encargadas de la reparación y el mantenimiento generales. [10] Son paralelos y se superponen como las páginas de un libro. El estroma corneal consta de aproximadamente 200 capas de fibrillas de colágeno principalmente de tipo I. Cada capa tiene un tamaño de 1,5-2,5 μm. Hasta el 90% del espesor de la córnea está compuesto de estroma. [10] Existen dos teorías sobre cómo se produce la transparencia en la córnea:
    1. Disposición reticular de las fibrillas de colágeno en el estroma. La dispersión de luz por fibrillas individuales se anula por la interferencia destructiva de la luz dispersada por otras fibrillas individuales. [12]
    2. La distancia entre las fibrillas de colágeno vecinas en el estroma debe ser < 200 nm para que haya transparencia. (Goldman y Benedek)
  4. Membrana de Descemet (también membrana limitante posterior ): capa delgada acelular que sirve como membrana basal modificada del endotelio corneal, de donde derivan las células. Esta capa está compuesta principalmente por fibrillas de colágeno tipo IV, menos rígidas que las fibrillas de colágeno tipo I, y tiene un espesor de alrededor de 5-20 μm, dependiendo de la edad del sujeto. Justo por delante de la membrana de Descemet, una capa muy delgada y fuerte, la capa de Dua, de 15 micras de espesor y capaz de soportar de 1,5 a 2 bares de presión. [13]
  5. En un ojo sano, la córnea se presenta como una cubierta transparente, abovedada y brillante sobre el iris y la pupila .
    Endotelio corneal : una monocapa escamosa simple o cuboidea baja , de aproximadamente 5 μm de espesor, de células ricas en mitocondrias. Estas células son responsables de regular el transporte de líquidos y solutos entre los compartimentos acuoso y estromal corneal. [14] (El término endotelio es un nombre inapropiado aquí. El endotelio corneal está bañado por humor acuoso, no por sangre o linfa , y tiene un origen, función y apariencia muy diferentes de los endotelios vasculares ). A diferencia del epitelio corneal, las células del endotelio no se regeneran. En cambio, se estiran para compensar las células muertas, lo que reduce la densidad celular general del endotelio, lo que afecta la regulación de los líquidos. Si el endotelio ya no puede mantener un equilibrio de líquidos adecuado, se producirá hinchazón del estroma debido al exceso de líquidos y la consiguiente pérdida de transparencia, lo que puede causar edema corneal e interferencia con la transparencia de la córnea y, por lo tanto, perjudicar la imagen formada. [14] Las células pigmentarias del iris depositadas en el endotelio corneal a veces pueden ser lavadas hasta formar un patrón vertical distintivo por las corrientes acuosas; esto se conoce como huso de Krukenberg .

Suministro de nervios

La córnea es uno de los tejidos más sensibles del cuerpo, ya que está densamente inervada por fibras nerviosas sensoriales a través de la división oftálmica del nervio trigémino mediante 70 a 80 nervios ciliares largos . Las investigaciones sugieren que la densidad de receptores de dolor en la córnea es entre 300 y 600 veces mayor que la de la piel y entre 20 y 40 veces mayor que la de la pulpa dental [15] , lo que hace que cualquier lesión en la estructura sea extremadamente dolorosa [16] .

Los nervios ciliares pasan por debajo del endotelio y salen del ojo a través de orificios en la esclerótica, aparte del nervio óptico (que transmite solo señales ópticas). [10] Los nervios ingresan a la córnea a través de tres niveles: escleral, epiescleral y conjuntival . La mayoría de los haces dan lugar por subdivisión a una red en el estroma, desde donde las fibras irrigan las diferentes regiones. Las tres redes son: medioestromal, subepitelial/subbasal y epitelial. Los campos receptivos de cada terminación nerviosa son muy grandes y pueden superponerse.

Los nervios corneales de la capa subepitelial terminan cerca de la capa epitelial superficial de la córnea en un patrón espiral logarítmico . [17] La ​​densidad de los nervios epiteliales disminuye con la edad, especialmente después de la séptima década. [18]

Función

Refracción

El componente óptico se ocupa de producir una imagen invertida reducida en la retina. El sistema óptico del ojo consta no sólo de dos sino de cuatro superficies: dos en la córnea y dos en el cristalino. Los rayos se refractan hacia la línea media. Los rayos distantes, debido a su naturaleza paralela, convergen en un punto de la retina. La córnea admite la luz en el mayor ángulo. Los humores acuoso y vítreo tienen un índice de refracción de 1,336-1,339, mientras que la córnea tiene un índice de refracción de 1,376. Debido a que el cambio en el índice de refracción entre la córnea y el humor acuoso es relativamente pequeño en comparación con el cambio en la interfaz aire-córnea, tiene un efecto refractivo insignificante, típicamente -6 dioptrías. [10] La córnea se considera un lente de menisco positivo . [19] En algunos animales, como especies de aves, camaleones y una especie de pez, la córnea también puede enfocar. [20]

Transparencia

La córnea se vuelve opaca después de la muerte
(procedencia: género Bos )

Tras la muerte o la extirpación de un ojo, la córnea absorbe el humor acuoso, se espesa y se vuelve turbia. La transparencia se puede recuperar colocándola en una cámara cálida y bien ventilada a 31 °C (88 °F, la temperatura normal), lo que permite que el líquido salga de la córnea y se vuelva transparente. La córnea absorbe líquido del humor acuoso y de los pequeños vasos sanguíneos del limbo, pero una bomba expulsa el líquido inmediatamente después de entrar. Cuando la energía es deficiente, la bomba puede fallar o funcionar demasiado lentamente para compensar, lo que provoca hinchazón. Esto se produce al morir, pero un ojo muerto se puede colocar en una cámara cálida con un depósito de azúcar y glucógeno que generalmente mantiene la córnea transparente durante al menos 24 horas. [10]

El endotelio controla esta acción de bombeo y, como se ha comentado anteriormente, su daño es más grave y es causa de opacidad e hinchazón. Cuando se produce un daño en la córnea, como en el caso de una infección vírica, el colágeno que se utiliza para reparar el proceso no se distribuye de forma regular, lo que da lugar a una placa opaca (leucoma).

Importancia clínica

Los trastornos corneales más comunes son los siguientes:

Gestión

Imagen de la córnea, el iris y el cristalino obtenida con lámpara de hendidura (que muestra una catarata leve )

Procedimientos quirúrgicos

Diversas técnicas de cirugía refractiva ocular modifican la forma de la córnea para reducir la necesidad de lentes correctoras o mejorar el estado refractivo del ojo. En muchas de las técnicas que se utilizan hoy en día, la remodelación de la córnea se realiza mediante fotoablación con láser excimer .

También se están desarrollando córneas sintéticas (queratoprótesis). La mayoría son meros insertos de plástico, pero también las hay compuestas de materiales sintéticos biocompatibles que estimulan el crecimiento de tejido en la córnea sintética, promoviendo así la biointegración. Otros métodos, como las membranas magnéticas deformables [22] y la estimulación magnética transcraneal ópticamente coherente de la retina humana [23] , todavía se encuentran en etapas muy tempranas de investigación.

Otros procedimientos

La ortoqueratología es un método que utiliza lentes de contacto especiales, rígidas o duras, permeables al gas para remodelar transitoriamente la córnea con el fin de mejorar el estado refractivo del ojo o reducir la necesidad de anteojos y lentes de contacto.

En 2009, investigadores del centro médico de la Universidad de Pittsburgh demostraron que las células madre extraídas de córneas humanas pueden restaurar la transparencia sin provocar una respuesta de rechazo en ratones con daño corneal. [24] En el caso de enfermedades epiteliales corneales como el síndrome de Stevens Johnson, úlcera corneal persistente, etc., se ha descubierto que las células madre del limbo corneal expandidas in vitro derivadas del limbo suprabasal contralateral (normal) autólogo son eficaces [25] , ya que la expansión basada en la membrana amniótica es controvertida. [26] En el caso de enfermedades endoteliales, como la queratopatía ampollosa, se ha demostrado que las células precursoras endoteliales corneales de cadáveres son eficaces. Se espera que las tecnologías de ingeniería de tejidos que han surgido recientemente sean capaces de hacer que las células corneales de un donante cadavérico se expandan y se puedan utilizar en más de un ojo de paciente. [27] [28]

Retención y permeabilidad corneal en la administración tópica de fármacos al ojo

La mayoría de los agentes terapéuticos oculares se administran al ojo por vía tópica. La córnea es una de las principales barreras para la difusión de los fármacos debido a su naturaleza altamente impermeable. Su irrigación continua con un fluido lacrimal también da como resultado una mala retención de los agentes terapéuticos en la superficie ocular. La mala permeabilidad de la córnea y la rápida eliminación de los agentes terapéuticos de la superficie ocular dan como resultado una biodisponibilidad muy baja de los fármacos administrados por vía tópica (normalmente menos del 5%). La mala retención de las formulaciones en las superficies oculares podría mejorarse potencialmente con el uso de polímeros mucoadhesivos. [29] La permeabilidad de los fármacos a través de la córnea podría facilitarse con la adición de potenciadores de la penetración en las formulaciones tópicas. [30]

Trasplante

Si el estroma corneal desarrolla una opacidad, irregularidad o edema visualmente significativos, se puede trasplantar una córnea de un donante fallecido . Como en la córnea no hay vasos sanguíneos, también hay pocos problemas de rechazo de la nueva córnea.

Cuando se necesita una córnea para trasplante, por ejemplo de un banco de ojos, el mejor procedimiento es retirar la córnea del globo ocular, evitando que la córnea absorba el humor acuoso. [10]

Existe una escasez mundial de donaciones de córneas, lo que limita gravemente la disponibilidad de trasplantes de córnea en la mayor parte del mundo. Un estudio de 2016 descubrió que 12,7 millones de personas con discapacidad visual necesitaban un trasplante de córnea, y que solo había una córnea disponible por cada 70 necesarias. [31] Muchos países tienen listas de espera de años para cirugías de trasplante de córnea debido a la escasez de córneas donadas. [32] [33] Solo un puñado de países tienen de manera constante un suministro lo suficientemente grande de córneas donadas para satisfacer la demanda local sin una lista de espera, incluidos Estados Unidos, Italia y Sri Lanka. [31]

Véase también

Referencias

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Referencias generales

Enlaces externos

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