RECEPTORES, ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA DEL GLOBO OCULAR. 1. Receptores

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1 FUNDACIÓN EDUCACIONAL COLEGIO DE LOS SS.CC. - MANQUEHUE - Departamento de Ciencias Tercero Medio 2017 RECEPTORES, ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA DEL GLOBO OCULAR 1. Receptores El sistema nervioso se puede considerar como un complejo de diferentes subsistemas con distintas funciones. Sin embargo, estos subsistemas interactúan entre sí y su actividad provoca una respuesta unificada. Algunos de los subsistemas nerviosos están relacionados con las funciones sensoriales. Los sistemas sensoriales se activan por medio de receptores sensoriales, que responden a distintos estímulos mediante un proceso de transducción sensorial. Los receptores sensoriales ofrecen la información sensorial de estos estímulos al sistema nervioso central. En su sentido más amplio, las sensaciones son el conocimiento consciente o subconsciente de estímulos internos o externos. La naturaleza de las sensaciones y el tipo de reacción generada varían según el destino final que los impulsos nerviosos tengan en el SNC. Los conceptos relacionados con la fisiología de los receptores son: Campos receptivos Corresponden a las áreas que al ser estimuladas activan los receptores. Transducción Se refiere al proceso por el cual los receptores responden adecuadamente a un estímulo para generar una respuesta, transformando una forma de energía (la del estímulo) en otra forma diferente (la del potencial de acción). Adaptación Se refiere a la capacidad de los receptores de dejar de descargar potenciales ante un estímulo prolongado, con lo cual cambia la percepción del estímulo. Especificidad Es la capacidad de los receptores para responder mejor a un tipo de estímulo. 1

2 Visión Es uno de los sentidos más complejos del ser humano y sus receptores se encuentran en el globo ocular. 2. Globo ocular El globo ocular es una cámara esférica similar a una cámara fotográfica con un sistema de lentes, un diafragma y una lámina fotosensible. El ojo es capaz de captar los estímulos luminosos ambientales y llevarlos en forma de potenciales de acción hasta el cerebro, donde se forma la imagen. El ojo se ubica en la fosa orbitaria de la cara, la cual lo protege de eventuales traumatismos. También lo cubren 2 pliegues de piel y músculo: los párpados. Los párpados tienen insertas las pestañas, las que permiten atrapar partículas pequeñas que intenten ingresar al ojo. La cara interna de los párpados y la superficie anterior del globo ocular se encuentran revestidas por una membrana transparente protectora llamada conjuntiva. 2

3 3. Capas del ojo Presenta 3 capas concéntricas que serán descritas desde la más externa a la más interna: La córnea es una estructura dura y transparente, que ocupa el sexto anterior del ojo. La córnea está en continuidad con la esclerótica que es dura, blanca y opaca. La esclerótica es una capa fibrosa formada por tejido conjuntivo denso. La esclerótica rodea las dos túnicas más internas, excepto en la zona que la perfora el nervio óptico. La coroides tiene un intenso color pardo oscuro debido a la presencia de vasos sanguíneos y melanina. El pigmento (melanina) absorbe la luz reflejada y dispersada para reducir al mínimo el brillo dentro del ojo. La coroides se continúa hacia la parte anterior para formar el cuerpo ciliar y el iris. El cuerpo ciliar posee el músculo ciliar que participa en el proceso de acomodación del cristalino para visión lejana y cercana. El iris es un diafragma de músculo liso que controla la cantidad de luz que ingresa al ojo. La retina es una capa fina y delicada que tiene dos componentes: la retina nerviosa, que es la capa que tiene a los receptores fotosensibles y redes neuronales complejas, y el epitelio pigmentado de la retina, que contiene células con melanina. 3

4 Estructuralmente el ojo está dividido por el cristalino en dos grandes compartimentos. Delante de él tenemos el compartimiento anterior que se encuentra lleno del líquido, llamado humor acuoso por ser poco denso y transparente. Detrás del cristalino se encuentra el compartimiento posterior, ocupado por un líquido más denso, también transparente, llamado humor vítreo. La retina es histológicamente muy compleja, pues está formada por 10 capas celulares, de las cuales una, la más externa, que se encuentra en contacto con la coroides, es la que contiene los fotorreceptores. Estos receptores hacen contacto con neuronas de la misma retina, las que llevarán la información óptica a través de la vía visual hacia la corteza occipital cerebral. La retina contiene a las células fotosensibles, conos y bastones, que son las células responsables de captar el estímulo luminoso y transformarlo en un potencial de acción que se traducirá, a nivel de la corteza cerebral, en una imagen determinada. Los bastones son las células de la retina especializados en la percepción de la luz tenue. Su número es entre 100 a 120 millones, mientras que los conos son aproximadamente 6 millones. Los conos están especializados en la detección de luz brillante y visión de colores. La distribución de estas células sobre la retina es irregular. Los conos están altamente concentrados en la fóvea central, que es la zona de mayor agudeza visual. Alrededor de la fóvea se encuentra la mácula lútea o mancha amarilla, que es una zona donde se encuentran conos y bastones, predominando los primeros. 4

5 4. Medios refringentes del ojo Para llegar a la retina, el rayo luminoso debe atravesar una serie de estructuras que son absolutamente transparentes. Estos medios transparentes, además de dejar pasar la luz, se encargan de desviar y dirigir el rayo de tal manera de enfocarlo directamente sobre la retina. De adelante hacia atrás, estos medios refringentes son: Córnea Es un verdadero lente, muy duro y transparente, que protege el polo anterior del ojo. Es un derivado de la esclerótica. Tiene una curvatura que se adapta al polo anterior del ojo, lo cual la dota de un alto poder de convergencia. La córnea tiene el mayor poder de refracción entre las estructuras oculares. Humor acuoso Después de la córnea, la luz cae en plena cámara anterior del ojo y, por lo tanto, debe atravesar el humor acuoso. Cristalino Posteriormente, el rayo luminoso choca con el cristalino, que es un lente biconvexo transparente en forma de lenteja. El cristalino se ubica justo por detrás del iris, y tiene la facultad de variar su curvatura, cambiando así la dirección de los rayos de luz. Humor vítreo Ocupa el compartimiento posterior y es de consistencia gelatinosa. Actúa como un medio transparente denso para desviar lo menos posible la luz. Junto al humor acuoso contribuye a mantener la forma del globo ocular gracias a la presión que ejerce en su interior. 5

6 5. Formación de la imagen en la retina Se sabe que la luz se propaga en forma rectilínea a través del aire. En el momento en que pasa de un medio a otro (por ejemplo, de aire a agua), el rayo se desvía debido a la diferente densidad del nuevo medio que le puede oponer una mayor o menor resistencia. Este fenómeno se llama refracción. Mientras mayor curvatura tenga la superficie transparente a atravesar, más se desviarán los rayos, llegando a la retina una imagen más pequeña e invertida causada por la refracción que le impone el cristalino. Esto ocurre porque el cristalino es un lente convexo La acomodación se lleva a cabo gracias a la elasticidad del cristalino, a la existencia de un músculo circular que rodea este órgano, denominado músculo ciliar, y al ligamento suspensorio del cristalino. El cristalino se inserta por dentro en el borde externo del ligamento suspensorio del cristalino y, por fuera, en unas prolongaciones que emite el músculo ciliar, denominadas procesos ciliares El cristalino es capaz de cambiar su curvatura gracias al músculo ciliar y ligamentos suspensorios. Para poder enfocar la imagen de un objeto lejano exactamente en la retina, el cristalino debe aplanarse, lo que se logra cuando el músculo ciliar se relaja y la presión intraocular ejerce tensión sobre la coroides traccionando los procesos ciliares hacia atrás y afuera con lo cual se tensan los ligamentos suspensosrios y se aplana el cristalino. Para la visión de objetos cercanos, el cristalino debe aumentar su diámetro anteroposterior, logrando una mayor convexidad y una mayor refracción de los rayos, lo que hace caer la imagen justo en la retina. Esto se logra mediante la contracción del músculo ciliar que tira la coroides hacia adentro y adelante, relajando el ligamento suspensorio y abombando el cristalino. Aunque la acomodación es un fenómeno bastante perfecto, tiene sus límites, por ejemplo, si se acerca mucho un objeto, finalmente, se verá borroso por la imposibilidad del cristalino de seguir enfocando. 6. Fisiología de la visión Después de atravesar los medios transparentes, la luz incide sobre la retina. Aquí debe atravesar 10 capas de neuronas, hasta llegar a los receptores fotosensibles que se ubican casi al llegar a la coroides. Hay dos tipos de receptores: Bastones Son células de forma alargada, y tienen que ver con la visión nocturna o crepuscular. Requieren de bajas intensidades de luz para ser estimulados. Proporcionan una visión en penumbras, en blanco y negro. No permiten una buena discriminación de los detalles. Son muy poco abundantes en la zona 6

7 central de la retina, pero su número aumenta notablemente hacia la periferia. Los bastones poseen un pigmento llamado rodopsina o púrpura visual, que se descompone en opsina o escotopsina, una proteína, y retineno o retinal, un derivado de la vitamina A, en presencia de luz. Esta reacción química es la que origina los impulsos nerviosos que viajan al cerebro a través del nervio óptico. La rodopsina que se emplea en este proceso es recuperada por mecanismos enzimáticos que la resintetizan constantemente. Conos Son el segundo tipo de receptores que existe en la retina. Tienen que ver con la visión de día, en colores, nítida y con percepción de detalles. Son estimulados en presencia de luz de alta intensidad. Aunque no se conoce mucho del proceso químico que conlleva este tipo de visión, se ha postulado que los conos poseerían un pigmento llamado iodopsina o violeta visual. Existen tres clases de conos, para los tres colores básicos: rojo, azul, verde. Los demás colores se obtienen mediante la estimulación simultánea, a diferentes intensidades, de estos tipos básicos de conos. Los conos son mucho más abundantes en el área central de la retina, donde forman la mancha amarilla. En el centro de ella, hay una pequeña depresión llamada fóvea, que es el lugar donde hay mayor agudeza visual y percepción de colores. Un poco más adentro y abajo, se encuentra el punto por donde penetra el nervio óptico al ojo. En esta zona no existen receptores, sino sólo axones, por lo que se la ha llamado papila o punto ciego. Éste se puede poner de manifiesto a través de la siguiente actividad: cierra o tapa tu ojo izquierdo, con tu ojo derecho centra la mirada en la cruz sin mover la cabeza y sin mover tu ojo derecho. Puede ser que inmediatamente notes que dejas de observar el círculo negro. Si no es así puedes mover lentamente tu cabeza hacia atrás o adelante hasta que desaparezca el círculo. X 7. Vía visual Como se sabe, la retina es una capa nerviosa que genera impulsos nerviosos. Es aquí donde comienza la vía óptica. Conos y bastones contactan con las neuronas bipolares de la retina, los que tienen dos prolongaciones. La primera conecta con los fotorreceptores y la otra, con la segunda neurona de la vía o célula ganglionar, que también se encuentra en la retina. Desde aquí las prolongaciones de todas las células ganglionares se unirán para formar el nervio óptico. El nervio óptico sale por la parte posterior de la órbita, y sus fibras confluyen en el entrecruzamiento quiasma óptico. Aquí las fibras internas o nasales se entrecruzan, mientras que las externas o temporales siguen su trayecto periférico. 7

8 De la parte posterior del quiasma, emergen las cintillas ópticas (cuyas fibras ya han sufrido el entrecruzamiento) que terminan en el cuerpo geniculado lateral del tálamo. Éste, a su vez, envía prolongaciones, llamadas radiaciones ópticas, hacia la corteza del lóbulo occipital o área visual. 8. Campo visual Es toda el área visual que pueden abarcar nuestros globos oculares en la mirada fija al frente. Por el hecho de que en la retina la imagen se forma invertida, la parte más externa (o temporal) de ella nos permite ver la parte más interna del campo visual, mientras que la parte más interna (o nasal) es responsable de la visión de la parte más externa del campo visual. En la vía visual se puede definir en cada globo ocular una retina nasal (hacia la parte media en relación a la cavidad nasal) y una retina temporal (hacia fuera en relación al hueso temporal). Los campos visuales, que corresponden a la región externa que podemos visualizar, también se pueden dividir en regiones nasales y temporales. Lo importante es comprender que por la forma esférica del globo ocular, la recepción del campo visual es contraria. Es decir, la retina nasal del ojo izquierdo capta el campo visual temporal del ojo izquierdo y la retina temporal del ojo izquierdo capta el campo visual del ojo izquierdo, como lo muestra la imagen superior. Lo mismo es válido para el ojo derecho 8

9 9. Alteraciones oculares Catarata: Se denomina así a las enfermedades que provocan opacidad del cristalino, hecho que conduce a la ceguera por imposibilidad de atravesar la luz. Hipermetropía: Anomalía del ojo mismo en la cual el globo ocular es demasiado corto en su diámetro antero-posterior, por lo cual la imagen en foco se forma detrás de la retina. También puede corresponder a una alteración del cristalino o de sus elementos suspensorios. Para enfocar, el sujeto debe alejar los objetos para que la imagen se enfoque en la retina. Este defecto se corrige con lentes biconvexos llamados convergentes. Miopía: Aquí el globo ocular es más largo que lo normal. Además, en un pequeño porcentaje de los casos, la alteración reside en el cristalino, que tiene demasiada curvatura (muy convexo). De este modo, la imagen se forma por delante de la retina y para ver nítidamente, el sujeto debe acercar los objetos. Así, corre la imagen hasta que cae en la retina. Por lo tanto, estos sujetos son cortos de vista, ven mal de lejos y bien de cerca. El defecto se corrige con lentes bicóncavos o divergentes, que separan los rayos luminosos de tal manera que éstos convergen más atrás, cayendo sobre la retina. Astigmatismo: El defecto es una desigualdad en la curvatura de la córnea y/o del cristalino, por lo cual parte del objeto es enfocado en la retina, mientras que otros segmentos de la imagen se forman por atrás o delante de ésta. Se corrige con lentes cilíndricos. Éstos son cristales especiales pulidos de tal forma que tienen diferentes curvaturas en sus distintas partes, que corresponden con el defecto ocular. 9