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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,...

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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, lo que representa aproximadamente dos tercios de la potencia óptica total del ojo . [ 1 ] [ 2 ] En los seres humanos, el poder refractivo de la córnea es de aproximadamente 43 dioptrías . [ 3 ] La córnea puede remodelarse mediante procedimientos quirúrgicos como LASIK . [ 4 ]

Aunque la córnea aporta la mayor parte del poder de enfoque del ojo, su enfoque es fijo. La acomodación (el reenfoque de la luz para ver mejor los objetos cercanos) se logra cambiando la geometría del cristalino. Los términos médicos relacionados con la córnea a menudo comienzan con el prefijo " kerat- " del griego κέρας, cuerno .

Estructura

La córnea tiene terminaciones nerviosas amielínicas sensibles al tacto, la temperatura y las sustancias químicas; un toque en la córnea provoca un reflejo involuntario para 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 ] Una hipótesis de 2023 de Mazyar Yazdani del Hospital Universitario de Oslo propuso que la capa lipídica de la película lagrimal puede contribuir al suministro de oxígeno a la córnea. [ 6 ] De manera similar, los nutrientes se transportan por 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 la córnea 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 0,5–0,6 mm en el centro y 0,6–0,8 mm en la periferia. La transparencia, la ausencia de vasos sanguíneos, la presencia de células inmunitarias 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 . [ 7 ]

La córnea humana limita con la esclerótica en el limbo corneal . En las lampreas , la córnea es simplemente una extensión de la esclerótica y está separada de la piel suprayacente, pero en los vertebrados más evolucionados siempre está fusionada con la piel para formar una sola estructura, aunque compuesta por múltiples capas. En los peces y 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. [ 8 ]

Microanatomía

Sección vertical de la córnea humana 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: Laminillas, cuyas fibras están cortadas transversalmente, produciendo una apariencia punteada. c: Corpúsculos corneales que aparecen fusiformes en sección. d: Laminillas, 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.
Sección transversal de la córnea obtenida mediante SD-OCT.

La córnea humana tiene cinco capas (posiblemente seis, si se incluye la capa de Dua ). [ 9 ] Las córneas de otros primates tienen cinco capas conocidas. Las córneas de gatos, perros, lobos y otros carnívoros solo tienen cuatro. [ 10 ] De anterior a posterior, las capas de la córnea humana son:

  1. Epitelio corneal : una capa de tejido epitelial multicelular extremadamente delgada (epitelio escamoso estratificado no queratinizado) compuesta por células de rápido crecimiento y fácil regeneración , que se mantiene húmeda gracias a las lágrimas. La irregularidad o el edema del epitelio corneal alteran la uniformidad de la interfaz aire/película lagrimal, el componente más importante del poder refractivo total del ojo, reduciendo así la agudeza visual. El epitelio corneal es continuo con el epitelio conjuntival y está compuesto por aproximadamente seis capas de células que se desprenden constantemente sobre 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 la membrana basal subepitelial, la capa de Bowman es una capa resistente compuesta de colágeno (principalmente fibrillas de colágeno tipo I), laminina , nidógeno , perlecano 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 se puede describir como una región condensada y acelular del estroma apical, compuesta principalmente por fibrillas de colágeno organizadas aleatoriamente pero densamente entrelazadas. Estas fibrillas interactúan y se adhieren entre sí. Esta capa tiene un espesor de ocho a catorce micrómetros (μm) [ 11 ] y está ausente o es muy delgada en animales no primates. [ 10 ] [ 12 ]
  3. Estroma corneal (también sustancia propia ): una capa media gruesa y transparente, compuesta por fibras de colágeno dispuestas regularmente junto con queratocitos interconectados distribuidos de forma dispersa , que son las células para la reparación y el mantenimiento general. [ 11 ] Son paralelas 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 grosor de 1,5 a 2,5 μm. Hasta el 90 % del espesor de la córnea está compuesto por estroma. [ 11 ] Existen dos teorías sobre cómo se produce la transparencia en la córnea:
    1. La disposición reticular de las fibrillas de colágeno en el estroma. La dispersión de la luz por las fibrillas individuales se cancela por la interferencia destructiva de la luz dispersada por otras fibrillas individuales. [ 13 ]
    2.  Para que exista transparencia, la distancia entre las fibrillas de colágeno vecinas en el estroma debe ser inferior a 200 nm. (Goldman y Benedek)
  4. Membrana de Descemet (también membrana limitante posterior ): una fina capa acelular que actúa como membrana basal modificada del endotelio corneal, del cual se derivan las células. Esta capa está compuesta principalmente por fibrillas de colágeno tipo IV, menos rígidas que las de colágeno tipo I, y tiene un grosor de entre 5 y 20 μm, según la edad del sujeto. Justo anterior a la membrana de Descemet, se encuentra la capa de Dua, una capa muy fina y resistente de 15 micras de grosor, capaz de soportar de 1,5 a 2 bares de presión. [ 14 ]
  5. En un ojo sano, la córnea se presenta como una cubierta transparente, abovedada y brillante que recubre el iris y la pupila .
    Endotelio corneal : una monocapa simple escamosa o cúbica baja , de aproximadamente 5 μm de espesor, de células ricas en mitocondrias. Estas células son responsables de regular el transporte de fluidos y solutos entre los compartimentos acuoso y estromal corneal. [ 15 ] (El término endotelio es un nombre inapropiado aquí. El endotelio corneal está bañado por el humor acuoso, no por la sangre ni la linfa , y tiene un origen, función y apariencia muy diferentes a los del endotelio vascular ). 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 fluidos. Si el endotelio ya no puede mantener un equilibrio de fluidos adecuado, se producirá hinchazón del estroma debido al exceso de fluidos y la consiguiente pérdida de transparencia, lo que puede causar edema corneal e interferir con la transparencia de la córnea y, por lo tanto, afectar la imagen formada. [ 15 ] Las células pigmentarias del iris depositadas en el endotelio corneal a veces pueden ser lavadas formando un patrón vertical distintivo por las corrientes acuosas; esto se conoce como el huso de Krukenberg .

Inervación

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 70-80 largos nervios ciliares . Las investigaciones sugieren que la densidad de receptores del dolor en la córnea es entre 300 y 600 veces mayor que en la piel y entre 20 y 40 veces mayor que en la pulpa dental , [ 16 ] lo que hace que cualquier lesión en esta estructura sea extremadamente dolorosa. [ 17 ]

Los nervios ciliares discurren bajo el endotelio y salen del ojo a través de orificios en la esclerótica, a excepción del nervio óptico (que transmite únicamente señales ópticas). [ 11 ] Los nervios entran en 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 la cual las fibras inervan las diferentes regiones. Las tres redes son: medioestromal, subepitelial/subbasal y epitelial. Los campos receptivos de cada terminación nerviosa son muy amplios 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 . [ 18 ] La densidad de los nervios epiteliales disminuye con la edad, especialmente después de la séptima década. [ 19 ]

Función

Refracción

El componente óptico se encarga de producir una imagen invertida reducida en la retina. El sistema óptico del ojo consta 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 ángulo más grande. El humor acuoso y el humor 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. [ 11 ] La córnea se considera una lente menisco positiva . [ 20 ] Algunas especies de aves y camaleones, y una especie conocida de pez, también tienen córneas que pueden enfocar. [ 21 ]

Transparencia

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

Tras la muerte o la extracción de un ojo, la córnea absorbe el humor acuoso, se engrosa y se vuelve opaca. La transparencia puede restaurarse 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 esta 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 al entrar. Cuando la energía es insuficiente, la bomba puede fallar o funcionar demasiado lentamente para compensar, lo que provoca hinchazón. Esto ocurre tras la muerte, pero un ojo muerto puede colocarse en una cámara cálida con un depósito de azúcar y glucógeno que generalmente mantiene la córnea transparente durante al menos 24 horas. [ 11 ]

El endotelio controla esta acción de bombeo y, como se mencionó anteriormente, su daño es más grave y causa opacidad e inflamación. Cuando se produce un daño en la córnea, como en una infección viral, el colágeno utilizado para reparar el daño no se organiza correctamente, lo que da lugar a una mancha opaca (leucoma).

Importancia clínica

Los trastornos corneales más comunes son los siguientes:

  • Abrasión corneal : una afección médica que implica la pérdida de la capa epitelial superficial de la córnea del ojo como resultado de un traumatismo en la superficie del ojo.
  • Distrofia corneal : una afección en la que una o más partes de la córnea pierden su transparencia normal debido a la acumulación de material opaco.
  • Úlcera corneal : afección inflamatoria o infecciosa de la córnea que implica la alteración de su capa epitelial con afectación del estroma corneal.
  • Neovascularización corneal : crecimiento excesivo de vasos sanguíneos desde el plexo vascular límbico hacia la córnea, causado por la privación de oxígeno del aire.
  • Distrofia muscular de Fuchs : visión borrosa por la mañana.
  • Queratitis : inflamación de la córnea.
  • Queratocono : una enfermedad degenerativa en la que la córnea se adelgaza y cambia de forma, adquiriendo una apariencia más parecida a la de un cono.
  • Cuerpo extraño corneal: un objeto extraño presente en la córnea, uno de los riesgos laborales prevenibles más comunes. [ 22 ]

Gestión

Imagen de la córnea, el iris y el cristalino mediante 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 correctivas o mejorar el estado refractivo del ojo. En muchas de las técnicas utilizadas actualmente, la remodelación de la córnea se realiza mediante fotoablación con láser excimer .

También se están desarrollando córneas sintéticas (queratoprótesis). La mayoría son simplemente inserciones de plástico, pero también existen aquellas compuestas de materiales sintéticos biocompatibles que favorecen el crecimiento de tejido en la córnea sintética, promoviendo así la biointegración. Otros métodos, como las membranas magnéticas deformables [ 23 ] y la estimulación magnética transcraneal ópticamente coherente de la retina humana [ 24 ], aún se encuentran en fases muy tempranas de investigación.

Otros procedimientos

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

En 2009, investigadores del Centro Médico de la Universidad de Pittsburgh demostraron que las células madre recolectadas de córneas humanas pueden restaurar la transparencia sin provocar una respuesta de rechazo en ratones con daño corneal. [ 25 ] Para enfermedades del epitelio corneal como el síndrome de Stevens-Johnson, úlcera corneal persistente, etc., se ha encontrado que las células madre del limbo corneal expandidas in vitro derivadas del limbo suprabasal contralateral (normal) autólogo son efectivas [ 26 ] ya que la expansión basada en membrana amniótica es controvertida. [ 27 ] Para enfermedades endoteliales, como la queratopatía bullosa, se ha demostrado que las células precursoras endoteliales corneales de cadáver son eficientes. Se espera que las tecnologías de ingeniería de tejidos emergentes recientes sean capaces de hacer que las células corneales de un donante cadavérico se expandan y se utilicen en más de un ojo de paciente. [ 28 ] [ 29 ] Se ha informado que una de estas técnicas es segura y eficaz en un estudio piloto clínico con seguimiento a largo plazo. [ 30 ]

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 fármacos debido a su alta impermeabilidad. Su irrigación continua con líquido lagrimal también resulta en una baja retención de los agentes terapéuticos en la superficie ocular. La baja permeabilidad de la córnea y el rápido lavado de los agentes terapéuticos de la superficie ocular dan como resultado una biodisponibilidad muy baja de los fármacos administrados por vía tópica (generalmente inferior al 5%). La baja retención de las formulaciones en la superficie ocular podría mejorarse con el uso de polímeros mucoadhesivos. [ 31 ] La permeabilidad de los fármacos a través de la córnea podría facilitarse con la adición de potenciadores de la penetración a las formulaciones tópicas. [ 32 ]

Trasplante

Si el estroma corneal desarrolla opacidad, irregularidad o edema que afecten la visión, se puede trasplantar una córnea de un donante fallecido . Dado que la córnea carece de vasos sanguíneos, el rechazo de la nueva córnea suele ser poco frecuente.

Cuando se necesita una córnea para trasplante, como la que se obtiene de un banco de ojos, el mejor procedimiento es extraer la córnea del globo ocular, evitando que absorba el humor acuoso. [ 11 ]

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 reveló que 12,7 millones de personas con discapacidad visual necesitaban un trasplante de córnea, con solo una córnea disponible por cada 70 necesarias. [ 33 ] Muchos países tienen listas de espera de años para la cirugía de trasplante de córnea debido a la escasez de córneas donadas. [ 34 ] [ 35 ] Solo un puñado de países mantienen un suministro suficientemente grande de córneas donadas para satisfacer la demanda local sin listas de espera, entre ellos Estados Unidos, Italia y Sri Lanka. [ 33 ]

Véase también

Referencias

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