FISIOLOGIA DEL CRISTALINO. La función principal del cristalino es enfocar las imágenes y proyectarlas en la retina. Para lograr esto debe tener: 1. Transparencia. 2. Índice de refracción mayor que el medio que lo rodea. (1.420) 3. Superficie de refracción con la curvatura adecuada la cual debe poder variar para facilitar el enfoque de los objetos próximos o lejanos. Para obtener transparencia e índice de refracción elevado debe contener gran cantidad de proteínas (cristalinas) y tener una organización precisa, ya que cualquier alteración en estos dos puntos puede desarrollar catarata.
Refracción y transparencia. Las propiedades refractivas del cristalino son resultado de la elevada concentración de cristalinas así como de la curvatura de sus superficies. La concentración tres veces mayor de cristalinas hace que las fibras tengan un alto índice de refacción 1.420 superior al de los líquidos que rodean al cristalino. El 65% del cristalino corresponde a agua. En ojos emétropes la curvatura de la superficie anterior y posterior del cristalino hace que la luz enfoque en los fotorreceptores de la retina. Y estas curvaturas a su vez son resultado de la tensión que ejerce la zónula, de la elasticidad de la cápsula y de las células epiteliales del cristalino. “En personas jóvenes los errores de refracción se deben a alteraciones de la curvatura corneal o de longitud del globo ocular y no a defectos en el índice de refracción del cristalino o en su curvatura”. La transparencia se basa en reducir al mínimo la distorsión y absorción de la luz, la cual atraviesa directamente el cristalino por: la estructura regular de sus fibras, ausencia de orgánulos con membrana y uniformidad y escasez del espacio intracelular existente. Paradójicamente la elevada concentración de cristalinas en el citoplasma de las fibras del cristalino es esencial para su transparencia. Constituyen hasta el 40% del peso húmedo de las fibras del cristalino y se clasifican en: clásicas (alfa, beta y gamma que son hidrosolubles) y con especificidad taxonómica. Las proteínas insolubles se conocen como albuminoides. Cristalinas clásicas. Son miembros de las cristalinas α y de la superfamilia β/γ las cuales se encuentran en grandes cantidades en el cristalino de todos los vertebrados. Cristalinas α constituyen el 32% Cristalinas con especificidad taxonómica. Se encuentran en diversas especies pero el ser humano solo lo presenta en el núcleo embrionario en forma de betaína homocisteína metiltransferasa que actúa solo en las fases iniciales de desarrollo del cristalino ya que desaparece en adultos.
Las cristalinas α se dividen en αA y αB. Tienen la función de estabilizar las proteínas para prevenir su agregación y precipitación cuya finalidad es impedir la formación de cataratas. En el humor acuoso se encuentran elevadas las proteínas alfa y gamma cuya concentración disminuye con la edad
Crecimiento. El cristalino crece muy rápido durante la etapa embrionaria y el primer año de vida. La velocidad de crecimiento disminuye entre los 1 y 10 años de edad para continuar de manera lenta y casi lineal durante toda la vida. Se han identificado receptores de IGF, FGF, EGF, PDGF así como receptores muscarínicos de acetilcolina sin embargo se desconoce que factores regulan el crecimiento.
Metabolismo del cristalino. La estructura del cristalino origina problemas para la mayor parte de las fibras que no están en contacto con el epitelio o la cápsula del cristalino. Los nutrientes alcanzan estas células por difusión a través del espacio intercelular, a través de las uniones intercelulares especializadas o zonas de fusión celular. Con el fin de reducir la dispersión de la luz y mantener la transparencia las fibras del cristalino, mantienen un pequeño espacio extracelular, así el transporte de nutrientes y metabolitos es mas probable a través de la células que entre ellas. En consecuencia se acumulan metabolitos en el centro del cristalino y la difusión limita la disponibilidad de nutrientes y de metabolitos esenciales a células mas profundas del cristalino. La mayoría de las fibras no sintetizan proteínas y deben afrontar las consecuencias del envejecimiento molecular sin capacidad de reparación. El cristalino obtiene la mayor parte de su energía por glucólisis cuyo producto final es el ácido láctico. La tensión de O2 es de aproximadamente 15 mm Hg esta baja concentración de O2 protege a las proteínas y lípidos de la lesión oxidativa e incluso así obtiene una proporción significativa de ATP a través de la fosforilación oxidativa que necesariamente genera radicales libres. Los radicales libres alteran el DNA de las células dañando las proteínas y membranas lipídicas de la corteza lo que produce elevación de las proteínas no hidrosolubles. Protección frente al daño oxidativo. El glutatión proporciona la principal protección frente a la lesión oxidativa en el cristalino, pues impide la oxidación de los componentes del citoplasma de las células del cristalino debido a su elevada concentración y a que se oxida con mucha facilidad, cuando el glutatión disminuye en el cristalino aparecen lesión celular y catarata. Las células epiteliales y las fibras superficiales del cristalino sintetizan glutatión El ácido ascórbico también protege al cristalino. Es transportado desde la sangre hasta el humor acuoso alcanzando concentraciones en humor acuoso hasta 20 veces mayores que las que existen en la sangre. Reacciona con radicales libres y con otros oxidantes en el
humor acuoso y el cristalino impidiendo el daño de lípidos, proteínas y ácidos nucleicos del cristalino. Producción de energía. El cristalino depende del metabolismo glucolítico para producir la mayor parte del ATP, la glucosa necesaria para el metabolismo glucolítico proviene del humor acuoso donde los niveles de glucosa se mantienen mediante difusión facilitada a través del epitelio ciliar. Las células epiteliales y las fibras superficiales del cristalino contienen numerosas mitocondrias x lo que las células mas cercanas a la superficie del cristalino utilizan las vías glucolítica y oxidativa para obtener energía a partir de la glucosa. El 50% del ATP producido por las células epiteliales procede de metabolismo oxidativo y la mayor parte del ATP producido por las fibras del cristalino procede de la glucólisis. Existen 3 vías que son las mas importantes:
1. Glucólisis anaerobia 70% de la energía. 1 mol de glucosa = 2 ATP Glucosa
Glucosa 6 fosfato Fructuosa 1-6 difosfato. Hexoquinasa Fosfofructoquinasa Produce piruvato que puede tomar dos vías la de acido láctico y que sale al humor acuoso o viajar y entrar al ciclo de Krebs.
2. Glicólisis aerobia 20% de la energía. 1 mol de glucosa = 38 ATP Cliclo de Krebs. Se produce en el epitelio. Solo el 5% de la glucosa viaja por esta vía.
3. Sorbitol 5% de la energía. Glucosa
Sorbitol
Fructuosa.
Produce edema cristaliniano o catarata metabólica. Esta generalmente sucede en pacientes diabéticos cuando los niveles de glucosa elevan los niveles de 140 mg/dl.
Equilibrio hidroelectrolítico. Las membranas de las células epiteliales y de las fibras superficiales del cristalino presentan actividad ATPasa activada por sodio y potasio. (Na, K ATPasa), tiene K 140 mEq y Na 14 a 26 mEq. Esta bomba gasta una molécula de ATP y entran 3 moléculas de
sodio y salen 2 moléculas de potasio. La bomba Na K puede estar inhibida por la oubaína la cual es un digitálico. El gradiente de Ca se mantiene por la bomba Ca-ATPasa, las membranas del cristalino son relativamente impermeables al Ca. Ya que la elevada concentración elevada de Ca inhibe el metabolismo de la glucosa. La glucosa entra al cristalino por difusión facilitada y los productos del metabolismo se eliminan por difusión simple.
ACOMODACIÓN. Thomas Young demostró que la acomodación tiene lugar mediante las modificaciones en la curvatura del cristalino. Crampton descubre el músculo ciliar en aves y Müller propone la forma mecánica en como el músculo ciliar puede modificar la forma del cristalino. Durante los primeros años de la infancia el ser humano presenta un máximo de acomodación de 15 dioptrías y esta disminuye de forma gradual hasta aproximadamente los 50 años tiempo en el cual se pierde casi por completo pareciendo la presbicia. La palabra presbicia significa anciano y Aristóteles fue el primero en emplear el término describiendo aquellas personas que veían mal de cerca pero bien de lejos. Presbys - anciano, ops – ojo.
Acomodación. Es un cambio óptico dinámico de la potencia dióptrica del ojo. Permite modificar el punto de enfoque del ojo respecto de los objetos alejados y próximos. El aumento en la potencia óptica se consigue mediante el incremento en las curvaturas de las superficies anterior y posterior del cristalino y mediante el aumento en el grosor del mismo. En un ojo emétrope los objetos situados mas allá del infinito óptico (6 metros) quedan enfocados sobre la retina cuando la acomodación se relaja. Cuando dichos objetos se acercan se presenta la acomodación para mantener una imagen enfocada de dicho objeto situado sobre la retina. Los elementos ópticos del ojo son la córnea, humor acuoso, cristalino y vítreo. La córnea tiene un radio de curvatura de 7.8 mm y un grosor en su eje óptico de 0.5 mm, tiene un índice de refracción de 1.376 la suma de esto aporta el 70% de la potencia óptica, después la luz alcanza el humor acuoso con un índice de refracción de 1.333, el efecto óptico producido en la interfase del endotelio y el humor acuoso es escaso. La superficie anterior del cristalino con un radio de curvatura de +10 mm incrementa la potencia óptica, tiene un índice de refracción de 1.420 y continua a la superficie posterior con una curvatura de -6.00 mm, debido a que se desplaza de un medio con índice de refracción alto a un medio con IR bajo 1.333 del vítreo, la superficie posterior del cristalino también aumenta la potencia óptica del ojo en una proporción mayor que la superficie anterior del cristalino. Las curvaturas de ambas superficies del cristalino son importantes para la potencia óptica del ojo ya que son ellas las que aumentan cuando tiene lugar la acomodación. La superficie anterior del cristalino se desplaza aproximadamente 185 µm y la superficie posterior 69 µm. Acomodación se denomina al cambio de potencia óptica del ojo expresada en dioptrías. Los factores que influyen en la acomodación son: Profundidad de campo. Es el intervalo en el cual un objeto puede acercar o alejar del ojo sin que se produzca un cambio perceptible en la borrosidad o el enfoque de la imagen.
Profundidad de foco. Es el error de enfoque que se puede tolerar sin que aparezca una disminución apreciable de la agudeza visual o tenga lugar un cambio en la borrosidad o el enfoque de la imagen en la retina. Depende del tamaño de la pupila y del nivel de iluminación. Agudeza visual y sensibilidad al contraste también influyen sobre la determinación subjetiva de la amplitud de la acomodación. Aparato de la acomodación: esta constituido por el cuerpo ciliar, músculo ciliar, coroides, fibras zonulares, cápsula del cristalino y cristalino. La contracción de todo el músculo ciliar ejerce un efecto de tracción hacia delante de la coroides anterior y realiza la función principal de relajar la tensión zonular en reposo en el ecuador del cristalino para permitir la acomodación. La función principal de la zónula es estabilizar el cristalino y facilitar la acomodación. Existen diferentes teorías: La teoría de Helmontz El cristalino aumenta en su diámetro AP gracias a la contracción del músculo ciliar que relaja la zónula ecuatorial por lo que la cara anterior y posterior del cristalino aumentan y de esta forma el poder dióptrico del cristalino aumenta. Teoría de Shashar. La inserción de la zónula ecuatorial se encuentra detrás del cristalino o en el ecuador, durante la acomodación al contraerse el músculo ciliar se desplaza el cristalino anteriormente tensándose la zónula ecuatorial y relajándose la zónula periférica (fibras zonulares anteriores y posteriores) por lo que aumenta el diámetro AP en la zona ecuatorial. En función a las teorías de Shashar se han implementado varías técnicas quirúrgicas para el tratamiento de presbicia. Teoría de Gultzan. 1/3 parte de la acomodación se debe a fuerzas intracapsulares, las fibras contráctiles de la curvatura de las fibras cristalinianas aumentan en función de la cápsula (debido a gran concentración de miosina en pacientes jóvenes).
Presbicia Teoría de Fischer. Hay disminución de la elasticidad de la cápsula con cambios en la sustancia del cristalino así como un aplanamiento del globo ocular debido a su crecimiento constante por lo que se pierde la capacidad de abombamiento de la cara anterior y posterior durante la acomodación impidiendo el aumento del poder dióptrico del cristalino. Teorías geométricas. Se basan el la localización de la inserción zonular por crecimiento.
