Una córnea venerable

Seis meses después de que saliera la noticia, me voy a hacer eco acerca de una curiosidad sobre mi especialidad. Salió en algunos blogs; yo lo leí primeramente en microsiervos, y posteriormente en otras bitácoras. La noticia hablaba de que el órgano más longevo que todavía está en funcionamiento es una córnea que vio la luz en 1885. Estuvo en su cuerpo original hasta 1958. Cuando el individuo original falleció con 73 años, la córnea pasó a formar parte del ojo de otro individuo que por aquél entonces tenía 30 años. Ahora su segundo “casero” tiene 80, y la córnea todavía sigue ahí. Con un total de 123 años, no está nada mal.

Sobre la córnea ya he hablado en numerosas ocasiones. Hay que destacar que no se considera un órgano como tal (sería la única pega de la noticia), sino un tejido que forma parte de un órgano completo, el ojo. Es la parte delantera del globo ocular, forma la cubierta externa transparente que permite entrar la luz en el interior. Tiene dos características físicas muy especiales, y otras dos características biológicas también destacables. Y aprovechando la noticia, voy a hablar un poco más de la córnea, de una serie de cualidades que me sorprendían conforme más la estudiaba.

Física de la córnea

Es el momento de contar una batallita, espero que me lo permitan mis queridos lectores. Cuando estudiaba cuarto de carrera me tocó la asignatura de oftalmología. En mi facultad no era una maría como en otros sitios: decidían la nota de aprobado con campana de Gauss y como en mi clase eran bastante empollones, en mi año el corte estaba en el ocho y medio. Pero me desvío del tema: en el libro de texto explicaban las nociones básicas del ojo, y al hablar de la córnea explicaban su transparencia con una afirmación ambigua sobre la distancia entre las fibras que la constituyen. No me quedó nada claro. De hecho, conforme le daba vueltas al tema, menos sentido tenía. La córnea tiene entre 0.5 y 0.8 milímetros de espesor, demasiado gruesa para ser transparente por mera cuestión de grosor. No tiene una estructura cristalina como muchos minerales, sus átomos no forman figuras geométricas. Al contrario, es una malla fibrosa densa y compacta, de las mismas proteínas que se componen los tendones, cartílagos, ligamentos, etc. (hablo del colágeno). Si en otras partes del cuerpo, para el mismo grosor, las mismas proteínas forman tejidos totalmente opacos, ¿cómo podía ser transparente la córnea?.

La ventaja de ser estudiante, y en mi caso, vivir en un colegio mayor con muchos estudiantes como tú, es que tienes a mano una gran variedad de información. Fue un amigo que estudiaba física el que me lo hizo comprender. La cosa no era tan sencilla, no sirve imaginar la luz como un rayo rectilíneo o como una partícula que viaja por los espacios que deja el tejido. Se trata de las propiedades lumínicas es su aspecto de onda electromagnética, y de cómo la distancia entre las fibras de colágeno es tal que no se produce el fenómeno de dispersión. Pero no seré yo quien hable ahora sobre física óptica, lanzo el guante a los que saben más que yo sobre el tema para profundizar. Por ahora baste decir que se trata de que las fibras de colágeno de la córnea deben estar configuradas de forma regular y separadas con una distancia exacta. Si por cualquier motivo las fibras se separan y queda más hueco entre ellas, aunque la intuición nos diga lo contrario, perderíamos transparencia y la córnea se vuelve blanca.

Como concepto teórico podemos llegar a entender por qué la córnea es transparente. Pero es muy difícil hacerse a la idea de qué procesos ocurren en el embrión humano para que estas fibras de proteínas puedan formar una estructura tan regular, con una precisión simplemente asombrosa. Y mirándolo con más perspectiva, debió ser toda una revolución en la evolución animal cuando hace millones de años apareció la córnea.

Hay otro detalle físico más sutil, pero igualmente importante para nuestra visión. La superficie central de la córnea forma un casquete de esfera, sorprendentemente regular. Cuando esto no es así y existe una zona más curvada que otra, hablamos de astigmatismo. Y la mayoría de las personas no tienen astigmatismo o lo tienen muy leve. Pero es que aun en el caso de astigmatismos de cierta importancia (varias dioptrías) aunque produzcan una distorsión visual importante, la asimetría realmente es mínima, inapreciable a simple vista. Para conseguir de forma artificial una lente de exactitud similar hacen falta unos medios muy precisos. Realmente, la córnea sea posiblemente el tejido vivo geométricamente más perfecto.

Biología de la córnea

Un detalle esencial del tejido corneal, que debería llamarnos mucho la atención a poco que sepamos de biología: no tiene vasos sanguíneos. Un dato básico que sabemos todos desde la escuela: las células del cuerpo necesitan oxígeno y nutrientes para vivir. Por lo tanto, cada célula tiene que estar cerca de un vaso sanguíneo que le alimenta. Al comienzo de la carrera de Medicina (y supongo que también otras como veterinaria, biología, enfermería, etc) nos dan datos más concretos: una célula viva y viable no puede estar a más de 50 micras del vaso sanguíneo más cercano. Más adelante estudias los diferentes tejidos del organismo, y parece que a veces la naturaleza parece evadir esa regla de oro. La epidermis, el cartílago, el hueso, el cristalino, son varios ejemplos. Pero hay una trampa: las capas más superficiales de la dermis, las que están lejos del aporte sanguíneo, están muertas. Les pasa lo mismo que al pelo o las uñas. El hueso está bien irrigado de sangre, y tiene relativamente poca densidad de células. Y las que se van encontrando alejadas del aporte sanguíneo, mueren. El cartílago, sin embargo, tiene células viables sin aporte sanguíneo. El oxígeno y los nutrientes llegan por difusión a través de la matriz proteica que compone el cartílago. Por contra, es un tejido muy pobre en células, y éstas tienen poca capacidad metabólica. Si las comparamos con otras células del organismo, se hallan en una situación precaria. Algo parecido le ocurre al cristalino, la mayoría de su volumen está compuesto de proteínas, hay muy pocas células vivas en su interior, y disponen de muy pocos recursos energéticos. De hecho, las células se van muriendo conforme se van desplazando al interior del cristalino.
Por tanto, si bien existen células vivas relativamente alejadas del aporte sanguíneo, se trata de una situación metabólicamente al límite: muy pocas células y poca necesidad energética.
Y aquí es donde sólo tenemos una excepción: nuestra protagonista de hoy, la córnea. Tanto por la parte externa como por la interna, está tapizada por epitelio, capas densas de células, que además tienen un requerimiento energético alto (las células del interior están constantemente bombeando agua, y las del exterior están constantemente regenerándose).
¿Cómo puede ser eso?. ¿Cómo se las ingenia el cuerpo humano para nutrir este tejido tan exigente sin necesidad de sangre?. La clave está en los líquidos que bañan la córnea. En el exterior, la superficie corneal siempre está cubierta por una capa de lágrima. La película lagrimal recibe a su vez los nutrientes de la conjuntiva, que sí tiene vasos sanguíneos. Y por el interior, la córnea está bañada por el humor acuoso, en donde también hay nutrientes disueltos. Con eso las células reciben glucosa, aminoácidos y otros componentes esenciales. Pero con el oxígeno este método indirecto no es suficiente. El gasto de oxígeno es demasiado rápido como para que esta transmisión indirecta funcione. Por lo tanto, el oxígeno que hay en la película lagrimal (y por tanto, del que “vive” el epitelio corneal) viene del exterior. Es el único tejido del cuerpo que “respira” directamente del aire exterior. Este tipo de detalles son los que abren incógnitas: cuando dormimos el párpado protege la córnea de la sequedad y otros traumatismos externos; es el momento del día en el que la córnea repara las pequeñas “heridas” que nos hemos ido haciendo después de estar todo el periodo de vigilia con la córnea al aire. Sin embargo, la pérdida de contacto con el aire atmosférico impide una adecuada oxigenación. Las células corneales deben trabajar en condiciones de anaerobiosis: es decir, sin oxígeno. Con lo cual, el rendimiento energético es peor (desempolvando los conocimientos de biología del instituto: 2 moléculas de ATP por cada 1 de glucosa catabolizada sin oxígeno, en vez de 36 ó 38 de ATP por cada molécula de ATP catabolizada con oxígeno). Además, obtener energía por la ruta anaerobia produce ácido láctico, con lo que se modifica el pH de la película lagrimal. Al volverse ácida se vuelve una lágrima “inflamada”, un espacio relativamente hostil. Por eso, el descanso nocturno es bueno en algunos aspectos, pero no tan bueno en otros.
En fin, que me desvío del tema, con estas divagaciones os quería demostrar que pasan muchas cosas en el ojo sano que no nos damos cuenta.

Trasplante de córnea

El hecho de que no tenga vasos sanguíneos, nos facilita la posibilidad de realizar transplantes de córnea (cuyo nombre técnico es queratoplastia).

  • La cirugía no sangra, siempre es más limpio. En órganos grandes no sólo hay que colocar dicho órgano en su localización anatómica: hay que asegurar el aporte sanguíneo “empalmando” las arterias y venas. Algo que complica la técnica quirúrgica. Al trasplantar una córnea, no debemos preocuparnos de los vasos sanguíneos.
  • Por otra parte, al invadir la sangre del huésped el órgano donado, las células defensivas (que recordemos, están mayoritariamente en el torrente sanguíneo) entran en contacto directo con proteínas extrañas. Al no reconocerlas como propias, existe el riesgo de que el individuo rechace el órgano trasplantado. Es decir, sus células sanguíneas defensivas ataquen el órgano. Por poner un ejemplo típico: el riñón. Necesitamos hacer pruebas sanguíneas para encontrar donantes compatibles, que sus proteínas sean parecidas, para que no haya mucha reacción defensiva. Y aun en personas compatibles, es necesario que el receptor tome tratamientos que bajen las defensas, a veces de por vida. En la córnea no pasa eso: como no hay contacto directo de la sangre con el tejido donado, hay mucha menos posibilidad de rechazo. Tanto es así que no hay que buscar individuos compatibles. La medicación anti-rechazo (que baja las defensas) se pone principalmente en gotas, así nos evitamos los efectos secundarios de bajar las defensas en todo el organismo. Y en principio el tratamiento en colirio no es para toda la vida. Existe riesgo de rechazo, pero menor que en los grandes órganos internos.

Ya hemos visto que tras la cirugía, el tratamiento postoperatorio es mejor en el caso de la córnea que en otro tipo de trasplantes. Pero, hablando de la cirugía en sí, el hecho de no tener que empalmar vasos sanguíneos, ¿significa que un trasplante de córnea es más fácil que uno de riñón o de corazón?. Bueno, la verdad es que son procedimientos diferentes, poco comparables entre sí. Los trasplantes de órganos grandes son largos, laboriosos; se trata de operaciones arriesgadas. En comparación con cirugías tan comprometidas, la de córnea parece poca cosa. Relativamente rápida, de mortalidad despreciable, muchas veces se hace con el paciente despierto (con anestesia local). Por otra parte, la queratoplastia es un buen ejemplo de microcirugía. Decíamos que tiene un grosor de menos de un milímetro, y hay que dar muchos puntos.

Y no de cualquier manera, no puedes pasar la aguja por todo el espesor: tiene que entrar por la superficie anterior pero no sale por la superficie posterior, sino por el borde de corte, más o menos a la mitad. A unos 0.3 milímetros. Eso es todo juego de muñeca. Y así veintitantos puntos. El cálculo del tamaño de la córnea donante sobre el lecho receptor debe ser muy preciso, un intervalo erróneo de 0.25 milímetros puede dar al traste con el trasplante. Recordemos que la córnea donante mide de largo unos 8 milímetros. Y la tensión de los puntos tiene que ser lo más igual posible. Un punto más apretado que los demás deforma la córnea, produciendo grandes astigmatismos.

18 Comments

  1. glhoria
    19 abril, 2009

    Sublime leccion sobre la cornea y el transplante de esta.

    un saludo Gloria

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  2. luigi
    21 abril, 2009

    Hola, Ocularis. Estupendo artículo, lo esperaba con ganas y no me ha defraudado, como siempre son abiertos e invitan a la participación y profundización. Invito a la “comunidad Ocularis”, además, a completarlo con la entrada correspondiente en la wiki, es un ejemplo perfecto de cómo el blog y la wiki se delimitan y se complementan. Al respecto, te quería hacer las siguientes observaciones:

    -Comentas esa aparente contradicción teórica que hay entre la oxigenación externa de la córnea y el cierre de los párpados durante el sueño. Ahora bien, ¿qué ocurre cuando una persona permanece en coma durante mucho tiempo? Que yo sepa no sufren lesiones cornéales, y sí que las sufriría de tener los párpados abiertos permanentemente ¿no?, según comentaste en la entrada sobre los párpados.

    -Desde el punto de vista del médico y humano, supongo que un transplante de córnea debe ser de las cosas más agradables que tiene tu especialidad profesión, ¿no? Lo digo porque posibilitar que una persona ciega vea de repente debe ser una experiencia increíble. Siguiendo con esto, hace unos meses vi una película donde una persona invidente, aparentemente hacía tiempo, podía (o volvía a) ver después de un presunto (creo que no lo dicen) transplante de córnea, y lo presentaban casi como un milagro y un sacrificio para el donante (hablo de “Siete almas”); sin embargo por lo que cuentas de las pocas posibilidades de rechazo no parece que pueda considerarse algo extraordinario; me refiero a que, en principio, parecería que cualquier persona cegada por una enfermedad en la córnea, podría recuperar la vista con una operación de transplante de córnea y obtener una visión mínimamente aceptable, ¿no?

    -Lo siento pero no puedo ayudarte con lo de la física de la córnea; es más, te quería plantear una duda que me surge de la lectura de tus palabras. Creo entender que dices que su transparencia se debe a lo no existencia de la dispersión de la luz, a causa de la exacta distancia entre sus fibras de colágeno. Por lo poco que sé de física óptica, para que haya dispersión debe haber refracción de la luz, quizás, aventuro, también reflexión, en todo caso se necesita un cambio de la direcciónde la luz, afirmo desde la ignorancia; la córnea es un elemento altamente refrectante, sin ello, no tendría sentido; si hay refracción colijo que tiene que haber dispersión, ¿no? Quizás sea un tema del que pienses hablar cuando trates el arco iris y los siete colores y me estoy adelantando. Gracias por tu esfuerzo.

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  3. Ocularis
    23 abril, 2009

    Glhoria: gracias por tu participación.

    Luigi: Una persona en coma despierta bastantes interrogantes desde el punto de vista ocular. No he insistido mucho en el artículo por no irme con las ramas, pero ocurren ciertas peculiaridades. Por una parte, si se quedara con los ojos abiertos, la córnea se desecaría muy rápidamente y la evolución sería hacia úlcera, perforación ocular y pérdida del ojo. Con los ojos cerrados la córnea no sufre desecación. Y aunque metabólicamente está más comprometida (por lo que decía en el artículo de la falta de oxígeno, el metabolimos anaerobio y menos producción de energía), puede regenerar menos. Por suerte, los daños epiteliales (las pérdidas de células) suceden cuando estamos despiertos y la córnea está al aire. Por otra parte, la regeneración corneal también está comprometida por el propio coma: el estímulo de las células corneales para regenerarse está mediado por estímulos nerviosos, que en un coma profundo no llegan.
    En cuanto a lo satisfactorio que es hacer trasplantes de córnea, no te lo puedo decir de primera mano porque no me dedico a esa parte de la oftalmología (los oftalmólogos estamos muy subespecializados, y en mi quirófano me dedico a otras cosas), pero sin duda tiene que ser muy satisfactorio. Además de por lo que ofreces al paciente, como reto técnico, exige mucha destreza para el cirujano. Bien es cierto que la experiencia de devolver la vista a una persona ciega es más evidente en una cirugía mucho más frecuente: la catarata. Visto desde fuera, lo contemplamos como algo mucho más trivial. Sin embargo, técnicamente puede ser más innovador: el transplante de córnea consiste básicamente en quitar una córnea y suturar otra. En la a cirugía de catarata se fractura y desmenuza el cristalino con un sistema de ultrasonidos muy complejo, y colocamos una lente artificial de unos 11 mm a través de un orificio de menos de 3. Muchos pacientes con cataratas llegan a quirófano con bastante mala visión, en rangos de ceguera legal. Y la recuperación visual es mucho más rápida en esta cirugía que en el transplante de córnea. Aunque técnicamente es más difícil e inusual el trasplante, la satisfacción de devolver la vista a un paciente suele ser más habitual en la cirugía de cataratas.
    En cuanto a la duda física sobre la trasparencia corneal, yo no soy el indicado en explicarlo, lo puedo hacer con mis palabras. Un físico sería más riguroso y didáctico, pero ahí va. Las fibras de colágeno constituyen un obstáculo sólido que produce una desviación de la onda lumínica. Por tanto, a pequeña escala sí hay dispersión. Lo normal es que esta dispersión sea caótica y anárquica, desviándose las ondas en infinidad de direcciones. Pero la distancia entre las fibras de colágeno es tal que las ondas desviadas se anulan entre sí (interseccionan en fases opuestas de onda). Estas interferencias borran la dispersión, por lo que las ondas no dispersadas pueden pasar a través del tejido.

    Un saludo.

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  4. C.Martín
    14 mayo, 2009

    Te leo con mucho retraso, pero no puedo por menos que felicitarte por el estupendo post tan ameno y didáctico como siempre.
    Repito, un placer leerte.

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  5. Ocularis
    18 mayo, 2009

    Muchas gracias por estar ahí, C
    😀

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  6. Nagore
    19 mayo, 2009

    Hola,
    Queria que explicases por què a las personas transplantadas de cornea no se les deja donar sangre, aunque tengan un buen estado de salud general.
    Un saludo.

    Responder
  7. Ocularis
    20 mayo, 2009

    No ando muy puesto en la normativa para la donación de sangre, pero supongo que a un individuo con trasplante de córnea se le aplicará directamente el protocolo general de los trasplantes de órganos, y tiene sentido minimizar los riesgos de posibles enfermedades transmisibles no descubiertas.
    Un saludo.

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  8. Nagore
    25 mayo, 2009

    He vuelto a pensar en el tema, y si la cuestion se trata de no trasmitir enfermedades, claro, y mas a personas enfermas generalmente, pues a partida la persona que recibe el trasplante supongo que lo recibira de una persona sana, luego eso ya es un filtro. Si la que recibe el transplante tambien lo es, no que quedan muy claras en esos casos las posibilidades de transmision de enfermedades. Pero sin duda debe haberlas, me gsutaria que las comentases un poco.

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  9. Ocularis
    26 mayo, 2009

    El concepto de “sano” y “enfermo” están bien en teoría. En la práctica, la medicina raramente puede asegurar algo al 100%. Por eso digo en mi anterior comentario lo de “enfermedades transmisibles no descubiertas”. En los consentimientos informados de un transplante (o en general de cualquier injerto biológico, que no es siempre lo mismo), siempre explican esa posibilidad. Aunque se hacen numerosas pruebas en el donante para descartar enfermedades, no existe una certeza completa.
    Un saludo.

    Responder
  10. Nagore
    28 mayo, 2009

    Solo queria agregar unos comentarios o reflexiones que me surgen.
    Como siempre, se agradece tu dedicacion en cada respuesta, y van unas cuantas, aunque me qede con las mismas dudas que tenia, basicamente. Esta claro que no tienes ninguna obligacion, ni posibilidad, de satisfacer la curiosidad de todos sobre cualquier tema relacionado con los ojos, que te saquemos.
    Ya se que este es un blog de divulgacion y participacion para “el publico en general”, y que hay muchos otros sitios donde buscar o ampliar informacion sobre aspectos que no se traten aqui. (Punto aparte es que sean al mismo tiempo amenos, veraces y accesibles, pero haberlos haylos.)
    Tambien comprendo, lo has remarcado en numerosas ocasiones, que en medicina las cosas suelen ser mas complejas de lo que puedan parecer, y resumir y simplificar ciertos temas tiene su complicacion, por muy buenas aptitudes didacticas que le presupongamos a alguien.
    Un saludo.

    Responder
  11. Ocularis
    31 mayo, 2009

    La decisión de permitir la donación de sangre a los trasplantados de córnea no depende de los oftalmólogos. De hecho, no es nuestro terreno. Se trata de temas de inmunidad. Yo no soy inmunólogo ni hematólogo. Por eso no me meto mucho en el tema, no tengo un conocimiento actualizado y de primera mano.
    Además, muchas veces las decisiones en el tema de donación y recepción de tejidos, órganos y sangre están muy protocolizadas hacia la “prudencia”. Por ejemplo, para trasplantes de corazón y de hígado existen criterios bastante estrictos para descartar donantes. No quiere decir que todos los que excluyen tienen órganos que van a funcionar mal. Pero lo que se hace es “curarse en salud”, prefiriendo descartar órganos sanos antes de asumir riesgos de ofrecer sangre o tejidos enfermos.
    Un saludo.

    Responder
  12. Angel de Andres Pinillos
    2 junio, 2009

    Hola,

    Hace unos años me operaron con cirugia LASIK, […]

    Muchas gracias, Angel.

    Responder
  13. Ocularis
    6 junio, 2009

    Tengo varios artículos dedicados al tema, te recomiendo utilizar el buscador por palabras o bien la wiki.
    Un saludo.

    Responder
  14. dikandi
    2 noviembre, 2011

    Hola!
    me parece muy buen articulo, però al finalizar la lectura de la biologia de la cornea me surge una pregunta que no sé si llamarla tonta o pràctica. Si quando no tenemos los parpados cerrados la cornea toma el oxigeno del exterior, el uso de lentes de contacto nos obliga a realizar una respiración anaeròbica? porque entonces llevar lentes seria malo por el exceso de àcido làctico que se crearia….. y a mi nadie me ha dicho hasta el momento que haya este inconeviente.
    Un saludo!

    Responder
    1. Ocularis
      3 noviembre, 2011

      Las lentes de contacto alteran la oxigenación de la córnea, y es una de las causas de que aparezcan complicaciones en la superficie ocular y rechazo de estas lentes. El problema de la falta de oxígeno no es principalmente por el lactato, sino porque se afecta la integridad del epitelio (el metabolismo de las células epiteliales se altera) y se producen cambios histológicos, aparecen vasos sanguíneos que no deberían estar, etc.

      Responder
  15. […] hay una solución “final” que es el trasplante de córnea (queratoplastia), del que ya hemos hablado. Está el trasplante “clásico” donde se recambia la zona central de la córnea por […]

    Responder
  16. […] injertando de donante, hablamos de queratoplastia. Cuando se trasplanta toda la cornea se trata de queratoplastia penetrante, y cuando sólo se trasplantan las capas superficiales lo llamamos queratoplastia lamelar (aunque […]

    Responder
  17. invitado
    4 diciembre, 2014

    Excelente página. Te felicito.
    Las explicaciones son muy buenas y deductivas.

    Responder

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