Fisiología de la Visión.
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FISIOLOG ÍA DE LA VISI ÓN: FISIOLOGÍA VISIÓN: MECANISMOS B ÁSICOS DEL PROCESO VISUAL BÁSICOS FISIOLOG ÍA DE LA RETINA FISIOLOGÍA Prof. Prof. Dr. Dr. Pablo Pablo Arias Arias Facultad édicas Facultad de de Ciencias Ciencias M Médicas UNR -UNL UNR-UNL Fisiología de la Visión drpabloarias@hotmail.com OBJETIVOS OPERATIVOS EL ESTUDIO DE LOS TEMAS RELACIONADOS CON EL PRESENTE SEMINARIO DEBE PERMITIRLES: Enumerar las funciones del sistema visual Graficar el sistema óptico del ojo humano y la potencia de sus lentes. Describir los errores de refracción más frecuentes y la forma de corregir dichos errores. Graficar el trayecto de las fibras del nervio óptico hasta el núcleo geniculado lateral y la proyección desde esta estación hasta la corteza visual primaria. Utilizando el esquema anterior, describir el campo visual de cada ojo y predecir los déficits visuales que se producirán como consecuencia de lesiones en las distintas partes de la vía óptica Graficar las vías nerviosas aferentes y eferentes relacionadas con la generación de los reflejos fotomotor y consensual Fisiología de la Visión drpabloarias@hotmail.com OBJETIVOS OPERATIVOS EL ESTUDIO DE LOS TEMAS DEL PRESENTE SEMINARIO DEBE PERMITIRLES: Enumerar las células nerviosas que constituyen la retina indicando las conexiones entre ellas. Describir los distintos tipos de fotorreceptores y su sensibilidad espectral. Explicar los conceptos de visión fotópica y escotópica. Diferenciar las dos vías funcionales (conos y bastones) de conducción centrípeta de la señal visual. Enumerar los elementos oculares que permiten una agudeza visual normal y describir la evaluación de este parámetro. Explicar la importancia de la fóvea para la visión discriminativa. Dibujar esquemáticamente el proceso de fototransducción indicando las moléculas y elementos químicos que en él intervienen. Fisiología de la Visión drpabloarias@hotmail.com INTRODUCCION Al principio Dios creó el cielo y la tierra. La tierra era algo informe y vacío, las tinieblas cubrían el abismo. Entonces Dios dijo: "Hágase la luz". Y la luz se hizo. Dios vio que la luz era buena y separó la luz de las tinieblas GEN 1.1.1.1.-1.4. drpabloarias@hotmail.com RELEVANCIA FISIOLOGICA DEL SISTEMA VISUAL (SV) El desarrollo de mecanismos para detectar y transducir la energía lumínica es una ventaja adaptativa relevante El SV es el más complejo de los sistemas sensoriales, aportando al cerebro el 80% de la información proveniente del medio Interviene además en la ritmicidad circadiana, en el equilibrio y en la generación de reflejos posturales drpabloarias@hotmail.com FISIOLOGÍA DEL OJO Y PERCEPCIÓN VISUAL El ojo es el órgano fisiológico del sentido de la vista, mediante el cual se experimentan las sensaciones de luz y color. El ojo enfoca los objetos, capta la energía luminosa y la transforma en señales nerviosas que son enviadas al cerebro para su interpretación. Cada n. óptico tiene ~106 fibras, un 30% aproximadamente de todas las aferencias del cerebro LOS RECEPTORES SENSORIALES ESTÁN ESPECIALIZADOS PARA RECONOCER FORMAS ESPECIFICAS DE LA ENERGIA RECEPTOR SISTEMA SENSORIAL MODALIDAD TIPO DE ESTIMULO CLASE CELULAS Visual Visión Luz Fotorreceptor Conos, bastones Auditivo Oído Sonido Mecanorreceptor C. ciliadas cocleares Vestibular Equilibrio Gravedad Mecanorreceptor C. ciliadas vestibulares Somatosensorial Tacto Presión Mecanorreceptor C. de Pacini, Meissner Propiocepción Desplazamiento Mecanorreceptor R. en músculos y articulaciones Temperatura Frío, calor Termorreceptor R. para frío y calor Dolor Químico, térmico, mecánico Quimio, termo o mecanorr. Polimodales Gustatoria Gusto Químico Quimiorreceptor Papilas gustativas Olfatoria Olfato Químico Quimiorreceptor Epitelio olfatorio La luz visible es sólo una fracción del espectro electromagnético (~400 - ~700 nm) que puede ser captada por el ojo humano… Efectos térmicos Efectos fotoquímicos Efectos ionizantes drpabloarias@hotmail.com Luz visible FENÓMENO VISUAL SEÑAL ÓRGANO RECEPTOR CAPTACIÓN + FOTOTRANSDUCCIÓN IMPULSO NERVIOSO MENSAJE INTERPRETACIÓN PROCESAMIENTO EN AREAS PRIMARIAS Y SECUNDARIAS (50% DEL NEOCORTEX) Fisiología de la Visión drpabloarias@hotmail.com Se ha comparado el ojo con una cámara: una lente deformable (el cristalino) refracta la luz permitiendo la formación de una imagen bidimensional invertida en la parte posterior del ojo; el iris toma la función del diafragma, regulando la entrada de luz la retina — sensible a la luz hace las veces de película. drpabloarias@hotmail.com Desde la retina se transporta la imagen, a través del nervio óptico, al cerebro, para que allí finalmente pueda “recuperar su posición inicial” haciéndose consciente en la corteza visual. Pero el sistema visual es mucho más que un mero registro pasivo de imágenes, ya que permite transformar la información retiniana (imágenes planas, transitorias) en una interpretación coherente y estable del mundo tridimensional. drpabloarias@hotmail.com PRINCIPALES ESTRUCTURAS OCULARES epitelio pigmentario bastones conos capa plexiforme ext. cél. horizontales cél. bipolares cél. amácrinas capa plexiforme int. cél. ganglionares fibras nerviosas SISTEMA DUAL DE RECEPCIÓN Y PROCESAMIENTO DE LA INFORMACION VISUAL Bastones -N~ 120 x 106 -Visión acromática Conos -Alta convergencia -N~ 5 x 106 -Elevada sensibilidad -Visión cromática -Baja discriminación espacial - Baja convergencia -Adaptación lenta - Baja sensibilidad - Alta discriminación espacial -Adaptación rápida Fisiología de la Visión drpabloarias@hotmail.com LA MAYOR CONVERGENCIA AUMENTA LA SENSIBILIDAD A LA LUZ DE LOS BASTONES, PERO A COSTA DE UNA DISMINUCION EN LA CAPACIDAD DE DISCRIMINACION CAMPO RECEPTIVO Conos y bastones grado de convergencia Convergencia mejor detección de luz, menor resolución espacial Relación conos/CG ~1 maximiza la visión discriminativa (agudeza visual) Fisiología de la Visión drpabloarias@hotmail.com fotorrefotorreceptores ceptores bastón cono cono células bipolares células ganglionares EL AUMENTO DE LA CONVERGENCIA REDUCE EL NUMERO DE UNIDADES DE INFORMACION POR AREA (~DISMINUYE LA CANTIDAD DE PIXELS) Sistema de Bastones (ALTA CONVERGENCIA) (BAJA CONVERGENCIA) Fisiología de la Visión drpabloarias@hotmail.com Sistema de Conos AGUDEZA VISUAL Aparato óptico imagen bidimensional, nítida y pequeña sobre la retina Función nerviosa transducción fótica + integración en la retina Integridad de ambos procesos agudeza visual normal Agudeza visual capacidad para discriminar detalles finos de un objeto en el campo visual c/iluminación adecuada) Fisiología de la Visión drpabloarias@hotmail.com Agudeza visual La exploración ocular comienza determinando la agudeza visual del paciente Nos da una información global de la funcionalidad del sistema visual. Se explora cada ojo por separado. Fisiología de la Visión drpabloarias@hotmail.com Para determinar la agudeza visual en el adulto se utilizan los optotipos, preferiblemente aquellos en los que se representen números o letras. Se colocan a una distancia que oscila entre 3 y 6 metros. Si el paciente ve entre 0.8 y 1.0 en la escala denominada decimal, puede aceptarse que la visión es 'normal'. Como medida válida se toma la última línea que el paciente ve bien, aceptando un máximo de un fallo En la clínica diaria, un aspecto que interesa detectar es la asimetría. Resultados muy diferentes (por ejemplo, 0,8 en OI frente a un 0,3 en OD) son muy sugestivos de alteración visual. drpabloarias@hotmail.com AGUDEZA VISUAL fóvea retina periférica organización vertical de conos y bastones medios transparentes ojo emétrope drpabloarias@hotmail.com ELEMENTOS OCULARES QUE DETERMINAN LA REFRACCION DE LA LUZ Imagen Humor vítreo 1.34 Objeto Cristalino 1.40 Humor acuoso 1.33 Cornea 1.38 Poder total de refracción ~60 dioptrías drpabloarias@hotmail.com Aire 1.00 distancia focal 1.65 cm drpabloarias@hotmail.com Fisiología de la Visión drpabloarias@hotmail.com Ametropías Miopía Hipermetropía Astigmatismo drpabloarias@hotmail.com Captación de información Enfoque exacto de las ondas Miopía Defecto refractivo: rayos que inciden paralelos (infinito teórico) se enfocan por delante de la retina axial – de curvatura – de índice. “no veo bien de lejos, dotor” Para corregir se necesitan lentes divergentes: divergen los rayos que llegan. drpabloarias@hotmail.com Hipermetropía Rayos paralelos forman foco por detrás de la retina Para ver los objetos situados en el infinito tiene que realizar acomodación. Tiene el punto próximo más lejos que el ojo normal (más de 30 cm) porque "gasta antes" el recorrido de acomodación Se corrige con lentes convergentes. En algunos casos se corrige al crecer la persona y agrandarse el globo ocular. drpabloarias@hotmail.com Astigmatismo Los rayos de luz no llegan a formar un foco, pues el sistema óptico no tiene la misma capacidad refractiva en todos los meridianos Para corregirlo es necesario una lente cilíndrica compensadora. Fisiología de la Visión drpabloarias@hotmail.com Presbicia En condiciones normales la acomodación permite enfocar sobre la retina objetos entre el infinito y la distancia de lectura (2530 cm) A partir de los 40 años esta capacidad se ve reducida por la pérdida progresiva de la elasticidad del cristalino y con ello se pierde su capacidad para enfocar los objetos cercanos. Este defecto se llama presbicia y se corrige con lentes convergentes. Fisiología de la Visión drpabloarias@hotmail.com AGUDEZA VISUAL La reducción del diámetro pupilar contribuye a la formación de una imagen nítida en la retina, aumentando la profundidad del campo Fisiología de la Visión drpabloarias@hotmail.com LA FOVEA RETINIANA, ELEMENTO CLAVE DE LA VISION DISCRIMINATIVA drpabloarias@hotmail.com epitelio pigmentario conos capa plexiforme ext. cél. horizontales cél. bipolares fovéola cél. amácrinas capa plexiforme int. cél. ganglionares fóvea = 500-700 m La retina foveal mide menos de 150 m de espesor, desapareciendo la capa de fibras nerviosas y gran parte de los cuerpos de las células ganglionares y amácrinas Fisiología de la Visión drpabloarias@hotmail.com 32 ESQUEMA DE LA DISPOSICION DE LAS FIBRAS GANGLIONARES EN EL POLO POSTERIOR DEL OJO IZQUIERDO Disco óptico o papila fovéola ESTUDIO DIRECTO DE LA FOVEA MEDIANTE UNA TOMOGRAFIA DE COHERENCIA OPTICA Fisiología de la Visión densidad máxima de bastones DISCO OPTICO DENSIDAD DE RECEPTORES (103 / mm2) densidad máxima de conos conos EXCENTRICIDAD en grados Fisiología de la Visión drpabloarias@hotmail.com bastones Primeras observaciones de la Microscopía de fluorescencia: región foveal realizadas bastones densamente 35 Fisiología de la Visión por Ramón y Cajal en 1888 agrupados en la fóvea drpabloarias@hotmail.com FONDO DE OJO El haz luminoso amplio, es el más extenso, el que ilumina más área de retina. El haz luminoso reducido, tiene 5 grados de amplitud. Su utilidad radica en que permite medir las estructuras del fondo del ojo. La luz verde aneritra carece de la longitud de onda del rojo. Permite valorar sobre todo la retina más interna, y aumenta mucho los contrastes. Cuando se proyecta, llega sólo hasta el epitelio pigmentario, la capa más externa de la retina, que la absorbe (melanoma vs hipertrofia del epitelio pigmentario o un nevus/ resalta exudados y hemorragias/ potencia el contraste entre la excavación y el anillo neuroretiniano). drpabloarias@hotmail.com Mácula c/fóvea central AGUDEZA VISUAL FONDO DE OJO NORMAL AGUDEZA VISUAL 9/10 Papila óptica AGUD Arcadas vasculares Fisiología de la Visión drpabloarias@hotmail.com 37 AGUDEZA VISUAL LESION CASI TOTAL DE LA RETINA PERIFERICA POR TRATAMIENTO CON RAYOS LASER CON MACULA INTACTA: AGUDEZA VISUAL 9/10 Fisiología de la Visión drpabloarias@hotmail.com 38 Mácula c/edema AGUDEZA VISUAL EDEMA Y OTRAS LESIONES DE MACULOPATIA EN PACIENTE CON DM TIPO 2 AGUDEZA VISUAL 4/10 Fisiología de la Visión drpabloarias@hotmail.com 39 ¿POR QUÉ VEMOS LOS COLORES QUE VEMOS? R JA E L EF AB SO RB E drpabloarias@hotmail.com rayos del extremo rojo rayos del extremo azul-violeta VISION DE LOS COLORES: TEORIA TRICROMATICA Young / von Helmholtz (~1800): las variaciones de la escala cromática son percibidas por una codificación que involucra tres colores (azul, verde, rojo) o at e r t d us ico ue s f El lóg ría o ¡ ¡ ¡ to o rt 4!!! e e s hi ta t ubi 96 1 es esc en d n é ci e r INTEGRACIÓN DE LA SALIDA DE LOS 3 TIPOS DE CONOS drpabloarias@hotmail.com DISCRIMINACIÓN DE LOS COLORES • Conopsina azul (S) • Rodopsina (bastones) • Conopsina verde (M) • Conopsina roja (L) drpabloarias@hotmail.com Absorbancia LOS PIGMENTOS VISUALES PERTENECEN A UNA FAMILIA DE PROTEÍNAS 7-DTM Longitud de onda (nm) Absorbancia ¿Por qué seguimos viendo un objeto de un color determinado a pesar de variaciones importantes (sin llegar a la penumbra) de su iluminación? Longitud de onda (nm) EL COLOR DEL OBJETO SE ESTABLECE A PARTIR DE LA COMPARACIÓN DE LAS LONGITUDES DE ONDA REFLEJADAS DESDE EL OBJETO Y DE SUS ALREDEDORES drpabloarias@hotmail.com LAMINAS DE ISHIHARA drpabloarias@hotmail.com Fisiología de la Visión drpabloarias@hotmail.com Visión escotópica, fotópica y mesópica Visión escotópica: el sistema de bastoncillos es efectivo en el campo de la visión nocturna. Visión fotópica: los conos posibilitan la visión diurna Visión mesópica: en el período de transición de la visión crepuscular ambos sistemas receptores están activados drpabloarias@hotmail.com MOTILIDAD OCULAR Extrínseca (voluntaria / reflejos) Intrínseca (reflejos) Fisiología de la Visión drpabloarias@hotmail.com 3.- Los reflejos pupilares se caracterizan por las respuestas pupilares (normalmente miosis) ante estímulos como la iluminación o la acomodación para la visión cercana. Reflejo fotomotor: iluminación directa de un ojo y observación de la respuesta pupilar ipsilateral. Reflejo consensual: iluminación directa de un ojo y observación de la respuesta pupilar contralateral. drpabloarias@hotmail.com Reflejo de acomodación: Se coloca un dedo a unos 50-60 cm del paciente y se le pide que se fije en él. Al acercarlo a la cara se produce contracción de la pupila, que se acompaña de convergencia de los ojos y acomodación del cristalino. El arco reflejo pasa por el nervio óptico, cuerpo geniculado lateral, corteza visual primaria, proyecciones corticotectales, colículo superior, núcleo de Edinger-Westphal, nervio oculomotor y ganglio ciliar. drpabloarias@hotmail.com Captación de información Orientación espacial de los receptores Receptores = ojos x 2 Móviles = 9 posiciones x 6 músculos Base de sustentación = cabeza Soporte = cuerpo drpabloarias@hotmail.com MOTILIDAD OCULAR INVOLUNTARIA Y COMPOSICION DE LA IMAGEN Fisiología de la Visión drpabloarias@hotmail.com EL PROCESAMIENTO DE LA INFORMACION VISUAL ES ALTAMENTE COMPLEJO E INVOLUCRA UNA VIA DORSAL (MOVIMIENTO) Y UNA VENTRAL (OBJETOS) drpabloarias@hotmail.com LA INFORMACION VISUAL ALMACENADA MODIFICA LO QUE VEMOS (EFECTO “TOP-DOWN”) Fisiología de la Visión drpabloarias@hotmail.com LA INFORMACION VISUAL ALMACENADA MODIFICA LO QUE VEMOS (EFECTO “TOP-DOWN”) Fisiología de la Visión drpabloarias@hotmail.com Fisiología de la Visión drpabloarias@hotmail.com 56 VIA OPTICA: niveles de lesión Fisiología de la Visión drpabloarias@hotmail.com LA FOTOTRANSDUCCION CONVIERTE LA ENERGIA LUMINOSA EN CAMBIOS EN EL POTENCIAL DE MEMBRANA Fisiología de la Visión drpabloarias@hotmail.com UN DERIVADO DE LA VITAMINA A, EL 11-cis RETINAL, ES LA MOLECULA FOTOSENSIBLE (CROMOFORO) DEL PIGMENTO VISUAL DE CONOS Y BASTONES CONOS Y BASTONES PRESENTAN DISCOS CON PIGMENTO VISUAL (OPSINAS) “APILADOS” EN SU SEGMENTO EXTERNO luz LUZ drpabloarias@hotmail.com EN LA OSCURIDAD SE GENERA GMP CÍCLICO QUE MANTIENE ABIERTOS CANALES DE SODIO SENSIBLES A ESTE NUCLEOTIDO Estado de despolarización tónica (-30 mV) GLUTAMATO cél. bipolar drpabloarias@hotmail.com EN PRESENCIA DE LUZ SE REDUCEN LOS NIVELES DE GMPc Y SE CIERRAN LOS CANALES DE SODIO EN LOS BASTONES EL RECEPTOR SE HIPERPOLARIZA PORQUE SIGUE SALIENDO K+ AL EXTERIOR. ESTA HIPERPOLARIZACION DISMINUYE LA LIBERACIÓN TONICA DE GLUTAMATO Fisiología de la Visión drpabloarias@hotmail.com polarización EN PRESENCIA DE LUZ SE REDUCEN LOS NIVELES DE GMPc Y SE CIERRAN LOS CANALES DE SODIO EN LOS BASTONES LUZ VERDE tiempo drpabloarias@hotmail.com EN PRESENCIA DE LUZ DISMINUYEN LOS NIVELES DE GMPc Y LA LIBERACION DE GLUTAMATO En los bastones el Fisiología de la Visión drpabloarias@hotmail.com LA CADENA DE TRANSDUCCION AMPLIFICA CONSIDERABLEMENTE LA SEÑAL FOTICA (CONFIERE ALTA SENSIBILIDAD A LA LUZ) drpabloarias@hotmail.com ¡¡¡MUCHAS GRACIAS POR SU PRESENCIA Y SU ATENCIÓN!!!
