Un viaje por nuestro sistema visual (IV)

Éste es el cuarto capítulo de la serie. Aquí tienes los anteriores:

• Un viaje por nuestro sistema visual (I) 
• Un viaje por nuestro sistema visual (II)
• Un viaje por nuestro sistema visual (III)

En la última entrega hemos conseguido llevar a buen término nuestro primer viajero: el fotón. Innumerables fotones que entran en nuestro ojo consiguen ordenarse y dirigirse adecuadamente para originar una imagen virtual (más pequeña e invertida) en donde acabará su viaje: en la retina. Para ello hemos necesitado la ayuda de dos lentes y un diafragma. Las lentes modifican el trayecto del fotón, mientras que el diafragma bloquea los fotones que llegan de la periferia (tanto para mejorar el enfoque y la nitidez de imagen como para modular la intensidad de luz).

Los elementos ópticos

Este apasionante sistema óptico se componen por tanto de:

• La córnea, la lente más importante en cuanto a potencia.
• El iris, nuestro diafragma dinámico.
• El cristalino, menos potente que la córnea pero más versátil porque podemos aumentar su potencia a voluntad.

Si alineamos estas tres estructuras y añadimos la retina, que sería la meta final del rayo lumínico, el «ojo» que hemos estado comentando hasta ahora sería éste:

Pero no parece un ojo, ¿verdad?. Son elementos sueltos que evidentemente no se van a mantener flotando en esa posición. Necesitamos otros tejidos que sujeten los componentes ópticos exactamente en la posición correcta.

Lo que nos falta: cubiertas externas

Pero no sólo se trata de sujetar y mantener. Hay que proteger estos tejidos, ya que son muy delicados. Y además alimentarlos: no son lentes artificiales ni estructuras mecánicas: se componen de células vivas que necesitan oxígeno y nutrientes. Vayamos por partes: primero necesitamos una cubierta externa que proteja al resto de tejidos. Será el elemento estructural más importante, sobre el que se fijarán los demás componentes. ¿Cómo es este estuche protector?. Dotado de cierta flexibilidad, pero resistente, se constituye principalmente por colágeno como los tendones y los ligamentos. Esta cubierta externa se llama esclera o esclerótica.

Bien, ¿cómo ponemos la esclera? ¿Así?

Esta configuración tiene un problema: si la esclera está por delante de la córnea, los rayos de luz no pasan. La esclera es opaca y de color blanco porque no tiene las sorprendentes peculiaridades ópticas de la córnea o el cristalino (dejamos para otro artículo el misterio de por qué un tejido biológico puede ser transparente aunque su composición es esencialmente igual que el resto de tejidos). Si la esclera está por delante de la córnea, la luz no puede entrar a nuestro sistema visual. Mejor lo dejamos así:

Es decir, la córnea forma parte de la cubierta externa, junto con la esclera. De hecho, no hay una separación abrupta entre ambos tejidos: uno se continúa y prolonga en el otro, haciendo del ojo una cavidad completamente cerrada y estanca. Para dejarlo más claro en estos dibujos esquemáticos, las dos lentes (córnea y cristalino) las dejo en azul, y la esclera queda en color negro.

Esto ya comienza a tener forma de ojo; ¿verdad?. Pero, ¿hemos acabado ya con los tejidos externos y nos podemos meter al interior del ojo?. Todavía no, no nos debemos olvidar del otro componente que hemos mencionado en los post anteriores del cual hoy no hemos hablado: la película lagrimal. Es fundamental para el funcionamiento óptico del ojo: sería la «primera capa» de la córnea, donde el fotón cambia de medio de propagación. Es la película lagrimal la que más colabora en la refracción lumínica. Además tiene otras funciones igualmente esenciales: las células de la superficie de la córnea se alimentan a través de la película lagrimal. Además hace de protección, es una capa acuosa con proteínas y lípidos (grasas) que constituye una barrera defensiva frente a microorganismos y partículas que puedan llegar del exterior.

Para crear y mantener esa película lagrimal necesitamos unos elementos:

• Párpados: No hace falta que explique qué son los párpados. Pero conviene resaltar que el parpadeo es esencial para que la lágrima se reparta y circule por la superficie del ojo. En los animales terrestres que tienen ojos en cámara como nosotros, la existencia de párpados es fundamental. Los peces no los necesitan porque, entre otras cosas, no tienen película lagrimal. [Va un punto trivial al primero que me sepa decir qué vertebrados terrestres con ojo en cámara no tienen párpados, aparentemente]. Además de restablecer la película lagrimal protegen al ojo de traumatismos y la luz.
  
• Conjuntiva: Produce la mayor parte de los componentes de la lágrima. Además es un tejido con una superficie blanda que recubre el interior del párpado, ya que el párpado se desliza por la córnea. Córnea y conjuntiva constituyen la superficie del ojo. La conjuntiva se encuentra delante de la esclera,  concretamente la parte delantera de la esclera.

Cubiertas internas

Ya tenemos la capa externa: esclera y córnea. También los tejidos auxiliares, fuera del ojo, que son los párpados y la conjuntiva. Ya podemos entrar al interior. Hay una capa interna de la que ya hemos hablado: la retina. Aquí se proyecta la imagen. Estaría en la parte de atrás del interior del ojo. ¿Qué es lo primero que deberíamos añadir ahora?.  Hay que nutrir los tejidos del interior del ojo, necesitamos un tejido rico en vasos sanguíneos que aporte oxígeno y nutrientes tanto a la retina (muy necesitada de nutrientes, y con los vasos propios que lleva ella no es suficiente) como a las cavidades internas. ¿Dónde colocamos este tejido vascular? ¿Aquí?

Está en medio del trayecto de los rayos de luz, ahí no puede ser. Vamos a  colocarlo entonces detrás de la retina, quedando como una capa intermedia entre la retina y la esclera. De esta manera:

Es esa delgada capa marrón que queda entre la retina y la esclera. Este tejido rico en vasos sanguíneso se llama úvea, y se compone de varias partes. Sólo hemos dibujado la mayor de todas, la que se encuentra detrás de la retina, y se llama coroides.

La parte intermedia del ojo

En el último dibujo se aprecia que quedan huecos sin rellenar. ¿Cómo se sujeta el cristalino? ¿Que tejido tapiza la esclera que hay por detrás del iris?. Necesitamos una estructura que se prolongue desde la coroides, que dé soporte al cristalino y llegue hasta la raíz del iris. Este nuevo tejido es una parte más de la úvea, por lo tanto un tejido rico en vasos sanguíneos que va a realizar numerosas funciones. Hablamos del cuerpo ciliar.

Se trata de una parte del ojo relativamente pequeña y bastante desconocida porque no es visible ni a simple vista ni con los métodos tradicionales de exploración. Sin embargo tiene varias funciones diferentes, así que merece la pena que nos detengamos un rato en él. Si partimos de la parte posterior del ojo, nos encontramos que la cubierta interna es la retina, en la parte intermedia está la coroides y más al exterior nos encontramos la esclera. Si vamos desplazándonos hacia adelante, llega un momento la retina finaliza. Pero la coroides no se interrumpe, se continúa hacia la parte anterior pero cambia de nombre, y lo llamamos ya cuerpo ciliar, aunque realmente es un tejido liso con poca función más aparte de la nutritiva y estructural. Esta zona del cuerpo ciliar que está al lado de la retina se llama pars plana, que sin saber mucho latín es fácil deducir que significa «parte plana». Después de unos pocos milímetros, el cuerpo ciliar tiene unas rugosidades (los procesos ciliares). A esta parte se le denomina pars plicata, nuevamente otro término latino, que significa «parte plegada».

Esta pars plicata es una zona interesante del ojo. Aquí se produce el humor acuoso, del que luego hablaremos. De los procesos ciliares salen los ligamentos, a modo de «pequeñas cuerdecitas», que sujetan el cristalino. Y además el interior de la pars plicata contiene el músculo ciliar, que es el que se encarga de cambiar la forma del cristalino y modificar su potencia (como explicábamos en el artículo anterior).

Por lo tanto el cuerpo ciliar se compone de pars plana y pars plicata. Siguiendo hacia adelante, el cuerpo ciliar se continúa con la raíz del iris. El iris es un tejido vascularizado y con pigmento, que es el diafragma que ya conocíamos. Tanto el iris como el cuerpo ciliar forman un contínuo entre ellos y con la coroides, y en global forman la cubierta intermedia del ojo llamada úvea.

Las cavidades internas

Ya hemos hablado de las tres cubiertas del ojo. De fuera a adentro:

• Esclera y córnea
• Úvea: coroides, cuerpo ciliar e iris
• Retina

Ahora bien, ¿qués es lo que rellena el ojo por dentro?. Evidentemente, no es un espacio vacío. Por otra parte, como decíamos antes no podemos interponer un tejido opaco porque los rayos de luz tienen que pasar libremente desde la córnea, a través de la pupila y hasta la retina. Sea lo que sea, tiene que ser transparente.

Existen tres medios transparentes dentro del ojo. Uno ya lo conocemos, que es el cristalino. Esta lente adaptable no forma parte de las cubiertas, sino que está en el interior. El cristalino es un tejido sólido y flexible que divide al ojo en dos partes diferenciadas:

• El segmento anterior: La córnea, la parte anterior de la esclera, el iris y el propio cristalino están aquí.
• El segmento posterior: Formado por la retina, la coroides y la parte posterior de la esclera.

Los tejidos del segmento posterior están bien nutridos gracias a la coroides. De forma que el elemento transparente que ocupa esta cavidad, la que queda entre el cristalino y la retina, no tiene que encargarse de alimentar a nadie. El nombre que recibe el tejido que llena la cavidad posterior se llama cuerpo vítreo, gel vítreo o simplemente vítreo. No podemos decir que fluya: se trata de una «gelatina» rica en agua y proteínas, y pobre en células. Proporcionalmente, la cavidad posterior es bastante más grande que la anterior, así que en volumen el vítreo es el medio interno más importante.

En el segmento anterior las cosas cambian. La córnea y el cristalino tienen células que precisan alimentarse. Si tuviéramos un gel estático no podríamos alimentar nuestras lentes. Además, la pupila se abre y cierra, una estructura gelatinosa dificultaría estos movimientos. Y por último, necesitamos un sistema más dinámico y fácil de regular para obtener una adecuada presión dentro del ojo.

¿Por qué necesitamos que el ojo tenga en el interior una presión superior a la atmosférica?. Las cubiertas del ojo son delicadas y flexibles, carecen de hueso o cartílago. Ante cualquier presión o movimiento se deformarían. Incluso la esclera, la parte más rígida, se deforma con relativa facilidad. Y ya sabemos que mantener las proporciones y las distancias dentro de nuestro ojo es fundamental para ver. ¿Cómo lo hacemos?. Aumentando la presión del interior para que sea ésta la que se encargue de mantener la forma (aproximadamente) esférica del globo ocular. Imaginemos que tenemos un balón deshinchado: cuando metemos suficiente aire, adquiere la forma esférica. En nuestro ejemplo, es como si hubiéramos llenado el balón en su mayor parte de «plastilina», que sería el gel vítreo que algo puede ayudar a mantener la forma, pero no es suficiente. Si a este balón con plastilina le metemos aire a presión conseguiremos igualmente que sea esférico y resistente, simplemente necesitamos menos aire.

Pues a nuestro ojo le pasa lo mismo: aunque una buena parte del volumen interno está relleno por el vítreo, que podemos considerarlo bastante estático, necesitamos llenar el volumen que queda con un fluido que aporte la presión que queremos. Y además de una presión adecuada, este fluido debe alimentar a la córnea y al cristalino, y dejar al iris moverse con libertad. Todas estas tareas las realiza el humor acuoso.

Nuevamente, es nuestro pluriempleado cuerpo ciliar el que se encarga de producir el humor acuoso. Lo hace filtrando la sangre, reteniendo las células y la mayoría de las proteínas y dejando que entre al interior del ojo el agua, glucosa, aminoácidos, oxígeno, etc. Su composición es básicamente agua con estos nutrientes disueltos. Ópticamente es ideal por su transparencia y porque apenas altera la dirección de la luz. No estorba para nada al iris, que se encuentra flotando y moviéndose con total libertad. Tiene un flujo relativamente alto, de forma que se produce y se renueva continuamente, aportando así nutrientes a la parte posterior de la córnea y al cristalino.  Circula desde la pars plicata donde se filtra, atraviesa la pupila, y drena en la raíz del iris, justo donde éste se une a la córnea. Esta estructura de drenaje se llama ángulo iridocorneal.

Resumiendo, los medios internos del ojo, de adelante a atrás, son:

• Humor acuoso
• Cristalino
• Gel vítreo

 

Resumen

Todos estos tejidos nuevos que hemos presentado hoy (esclera, coroides, cuerpo ciliar, vítreo, acuoso) parece que cumplen funciones auxiliares, asistiendo a los componentes principales del sistema visual (córnea, cristalino, retina). Sin embargo, son igual de importantes, ya que unos no pueden subsistir y funcionar sin los otros. Tan importante es tener una córnea con la curvatura adecuada como una presión intraocular correcta; la función de la retina es tan irremplazable como la del cuerpo ciliar.

En conclusión, si bien los rayos luminosos no pasan o no se ven modificados por estos tejidos que hemos presentado hoy, y por lo tanto no son protagonistas del viaje, creo que se merecían por lo menos un artículo en la serie.