La córnea. Parte II. Córnea central frente a córnea periférica

Artículo científico
La córnea. Parte II.
Córnea central frente a córnea periférica
› J acinto Santodomingo
O.C. 12.130
Grado de Doctor, Grado de Licenciado, MCOptom, FBCLA, FAAO
Director Global de Relaciones Profesionales, Menicon Co., Ltd.
› César Villa
DOO, PhD, FAAO
Director del departamento de Óptica y Optometría de la Facultad
de Ciencias de la Salud de la Universidad Europea de Madrid
O.C. 2.734
INTRODUCCIÓN
L
a córnea, ubicada en la parte más delantera del ojo, es una estructura transparente
que forma la capa fibrosa del globo ocular
(Figura 1). Tiene un tamaño horizontal
y vertical de unos 12 y 11 mm, respectivamente. Además, con una potencia de 42D, es la
estructura refractiva más importante del ojo. Su radio de
curvatura anterior es de unos 7,8 mm, el posterior de 6,5
mm, mientras que su espesor central es de unos 0,5 mm.
La córnea está compuesta de cinco capas: epitelio, membrana de Bowman, estroma, membrana de Descemet y
endotelio, que interactúan conjuntamente para realizar
funciones específicas. La córnea es avascular y se nutre
del humor acuoso, película lagrimal y capilares limbares.
Está inervada por los nervios ciliares y otros nervios de la
conjuntiva, los cuales son ramificaciones del nervio trigeminal de la división oftálmica. Su inervación es exclusivamente sensorial. La densidad de nervios en la córnea
es muy elevada, lo que la convierte en la estructura más
sensible de todo el cuerpo humano. Su transparencia se
debe a la perfecta colocación de las fibras de colágeno, y
cualquier alteración en esta colocación afecta a su transparencia.1 La principales funciones de la córnea consisten
en la refracción y transmisión de la luz, así como proteger
las estructuras oculares internas. Aunque superficialmente la córnea central y periférica parezcan iguales o muy
parecidas, existen diferencias significativas entre las dos a
nivel anatómico, fisiológico y patológico. En este segundo
artículo sobre la córnea se describen las diferencias existentes entre la córnea central y la córnea periférica.
› nº 455
DIFERENCIAS FUNDAMENTALES
Anatómicas
La córnea periférica es aproximadamente el doble de
gruesa (1 mm) que la córnea central (0,5 mm) (Figura 2)
y esta se va aplanando desde el centro hacia la periferia
(Figura 3). Además, las células de la córnea central están
más densamente empaquetadas (cinco células en el eje anterior-posterior) que las células de la córnea periférica (de
seis a siete células en el eje anterior-posterior).2 La córnea
central también tiene entre cinco y seis veces más fibras
nerviosas que la córnea periférica. Consecuentemente, la
sensibilidad corneal es mayor en la córnea central que en
la periférica, donde la innervación es menos densa.3 En la
córnea central, tanto la fibras nerviosas como las fibras de
colágeno están mejor organizadas y los orgánulos mejor
alineados, en comparación con la córnea periférica.3,4 En
general, el epitelio de la córnea central está menos adherido a la membrana basal que el de la córnea periférica,
el cual tiene una adherencia mayor y más compleja a la
membrana basal y estroma.2 El estroma periférico forma una zona de transición desde la lamela corneal hasta
las fibras esclerales irregulares. Debido a su proximidad
a la conjuntiva, el estroma periférico también contiene
vasos sanguíneos y linfáticos que no están presentes en
la córnea central. Estudios in vitro indican que las células
endoteliales humanas de la córnea central están empaquetadas densamente y son no-mitogénicas, mientras que
las células aisladas de la córnea periférica tienen actividad mitogénica y menor adherencia entre células.5 Estas
diferencias quizás expliquen variaciones en la forma de
cicatrizar entre la córnea central y la periférica (Tabla 1).
ÓPTICA
Tabla 1. Diferencias anatómicas.
CÓRNEA CENTRAL
CÓRNEA PERIFÉRICA
Espesor ~ 0,5 mm.
Formada por 5 capas de células.2
El número de fibras nerviosas es 5-6
veces mayor en la córnea central y
están densamente inervadas.
Mayor sensibilidad corneal.3
Espesor ~ 1 mm.
Formada por entre 6 y 7 capas de
células.2
Fibras nerviosas menos densas e
inervadas en la córnea periférica.
Menor sensibilidad corneal.3
Fibras de colágeno altamente organi- Fibras de colágenos peor organizazadas y orgánulos bien alineados.4
das.4
Epitelio corneal menos adherido a la
membrana basal.5
Epitelio corneal mejor adherido a la
membrana basal.5
Mínimo riego de vasos sanguíneos y
linfáticos.5
Baja concentración de proteínas y
albúmina en suero.
Las proteínas y albúmina en suero
las obtiene por difusión de la córnea
periférica.10
Mayor riego de vasos sanguíneos y
linfáticos.5
Alta concentración de proteínas y
albúmina en suero (hasta 3 veces
mayor).
Las proteínas y albúmina en suero
las obtiene de los capilares presentes
alrededor de la córnea periférica.10
Espesor corneal central menor que
espesor corneal periférico en pacientes con ojo seco.17
Espesor corneal periférico mayor
que espesor corneal central en pacientes con ojo seco.17
Fisiológicas
La concentración de células madre epiteliales es mayor en la córnea periférica,
donde la proliferación celular es mayor
en modelos in vivo de conejos y ratones,
que en la córnea central.6,7 El posible
daño que se pueda producir en la córnea
periférica, donde la proliferación de células epiteliales es más abundante, se tiende
a subsanar de una manera más rápida y
eficaz que el causado en la córnea central, donde la mayoría de las células ha
perdido su capacidad proliferadora. Las
células endoteliales de la córnea central
OFTÁLMICA
han demostrado que se alargan en vez
de dividirse para ocupar espacios vacíos
entre células, mientras que ocurre justamente lo contrario en la córnea periférica.5 Las diferencias en los tipos de células
basales presentes en la córnea central han
llevado a la hipótesis de que algunas células madre epiteliales de la córnea periférica migran centrípetamente hacia la córnea central para reparar posibles daños.
El nivel de exfoliación de las células epiteliales es mucho mayor en la córnea central que en la periférica, inducido por moléculas como la PKC y MAPK,8 dando
lugar a una mayor presencia de células en
lágrima y humor acuoso, mientras que la
córnea periférica depende del riego sanguíneo de la vasos que la rodean.9 La córnea central lo obtiene de nutrientes como
amino ácidos, vitaminas, minerales y glucosa del humor acuoso, mientras que el
oxígeno lo obtiene de la película lagrimal.
Por otro lado, los capilares presentes alrededor de la córnea periférica se encargan
de nutrir a esta parte de la córnea con
proteínas solubles como la albúmina, las
cuales son posteriormente transportadas
hacia la córnea central (Figura 4). Los
niveles de albúmina en suero en la córnea
periférica son tres veces mayores que los
presentes en la córnea central.10
Actualmente hay varias investigaciones
que están tratando de averiguar las funciones de diferentes mucinas en las córneas central y periférica. Las mucinas
asociadas a membrana MUC 1 y 16 se
han encontrado dispersadas a lo largo de
Figura 1. Sección corneal.
Enero 2011 ›
Artículo científico
La córnea. Parte II.
Córnea central frente a córnea periférica
las dos córneas. Sin embargo, la MUC 4,
otro tipo de mucina asociada a membranas, está presente en niveles mayores en
la periferia que en el centro de la córnea.
Este descubrimiento quizás esté relacionado con la presencia de albúmina en
el suero de la córnea periférica. Por otro
lado, la córnea central presenta niveles
bajos de MUC 4 en comparación con
la córnea periférica.11 Las variaciones de
expresión de estas importantes mucinas
entre la córnea central y periférica afectan a la forma en que los signos de los
pacientes de ojo seco se presentan en las
dos córneas.
También es importante tener en cuenta
las diferencias en claridad y transparencia de la córnea central y periférica con
respecto a su función ocular y a la manera en que combaten la infección. Los 5
mm centrales de la córnea central deben
tener una óptima transparencia para garantizar una buena visión, mientras que
una pérdida de transparencia en la córnea periférica no es tan crítica (Figura
5).12 La Tabla 2 muestra un resumen de
las diferencias fisiológicas entre la córnea
central y la periférica.
Patológicas
Las diferencias anatómicas y fisiológicas
entre las dos córneas pueden ser las responsables de las variaciones observadas
en la manera en que determinadas patologías se manifiestan en la córnea (Tabla
3). Por ejemplo, un engrosamiento de la
córnea central se puede atribuir al escleroderma13 o esclerosis sistémica,14 los cuales no están asociados a un engrosamiento de la córnea periférica. Otro ejemplo
de este tipo se presenta con infecciones
atribuidas al virus herpes simple, el cual
produce una lesión en la córnea central
en forma de dentritas durante un periodo corto de tiempo, mientras que en la
córnea periférica produce lesiones más
indoloras, cortas y serpiginosas.15
La córnea central es más propensa a sufrir problemas de hipoxia y es la primera
parte de la córnea en sufrir edema corneal. La falta de oxígeno, como puede
ocurrir con un excesivo porte de lentes
de contacto de baja permeabilidad al
oxígeno, produce la formación de ácido
láctico en el estroma, lo que resulta en
un desequilibrio osmótico que da lugar
› nº 455
Tabla 2. Diferencias fisiológicas.
CÓRNEA CENTRAL
Menor concentración de células
madre.
Células endoteliales densamente
empaquetadas y alargadas.
Menor proliferación de células epiteliales.
Células endoteliales sin actividad
mitogénica.
Empuje centripetal de células epiteliales desde la periferia hacia el
centro de la córnea.5-7
CÓRNEA PERIFÉRICA
Mayor concentración de células
madre.
La cicatrización ocurre por desprendimiento de hemidesmosomas
y filamentos de anclaje; la propagación, mediante la proyección de
células eucariotas*.
La cicatrización ocurre por la producción de nuevas células madre
por parte de células madre ya existentes*.
Mayor proliferación de células epiteliales.
Mayor mitosis celular.5-7
Mayor despojo de células epiteliales.8 Menor despojo de células epiteliales.8
Los nutrientes se obtienen de la
película lagrimal y humor acuoso
(p.e., oxígeno).9
Los nutrientes se obtienen del riego
sanguíneo de los capilares que rodean la córnea (p.e., oxígeno).9
Bajos niveles de MUC 4.11
Altos niveles de MUC 4, los cuales
parecen estar asociados con la albúmina en suero que se encuentra
en los capilares presentes alrededor
de la córnea periférica.11
Posibilidad de reducción de agudeza Mínima posibilidad de reducción de
visual. Los 5mm centrales de la
agudeza visual.12
córnea deben ser totalmente transparentes.12
*Gipson IK, Supr.-Michaud S, Tisdale A et al. Redistribution of the hemidesmosome components alpha 6 beta 4 integrin and bullous pemphigoid antigens during endothelial wound
healing. Exp Cell Res 1993;207:86-98.
al edema corneal manifestado mediante un aumento del espesor corneal en
la dirección de la cámara anterior.16 En
pacientes de ojo seco inducido por una
falta de secreción lagrimal acuosa, se
ha detectado una reducción del espesor
Figura 2. Variaciones de espesor a lo largo de la córnea. Los valores observados se dan
en micras.
ÓPTICA
OFTÁLMICA
Figura 3. Topografía corneal que demuestra el aplanamiento que experimenta la
córnea desde su centro hacia su periferia.
corneal central, lo cual sugiere que esta
enfermedad puede afectar a la córnea
central de una manera más severa que a
la córnea periférica.17 Este último fenómeno quizás pueda ser el responsable de
las ulceraciones corneales que comúnmente se observan en la córnea central
de pacientes con ojo seco severo.
La xeroftalmia está típicamente asociada a úlceras corneales centrales, fundamentalmente causadas por deficiencias
de vitamina A. Un estudio demostró que
la deficiencia de vitamina A en conejos
con xeroftalmia produce cambios en la
superficie epitelial, lo que da lugar a que
las células epiteliales de la córnea central
se presenten virtualmente “opacas y ligeramente grasientas”.18
Tabla 3. Diferencias patológicas.
CÓRNEA CENTRAL
CÓRNEA PERIFÉRICA
La falta de oxígeno y formación de
ácido láctico en el estroma resulta en
un desequilibrio osmótico y edema
corneal que puede estar atribuido a
escleroderma o esclerosis sistémica.14
El virus herpes simple se presenta
en forma de dentritas durante un
periodo corto de tiempo, mientras
que en la córnea periférica produce
lesiones más indoloras, cortas y
serpiginosas.14
Propensa a hipoxia.
Primera parte de la córnea en observarse edema.16
Propensa a necrosis, úlceras de
Mooren y otras enfermedades autoinmunes.21
Posible perforación en caso severos
de ojo seco.20,21
Mayor incidencia de infiltrados estériles.22
Deficiencia de vitamina A*.
Propensa a degeneración marginal
pelúcida**.
*
Thoft R. Dietary deficiency. En: Smolin G y Thoft A, edi. The Cornea. Boston: Little, Brown and
Co., 1983:401-11.
**
Krachmer JH. Pellucid marginal corneal degeneration. Arch Ophthalmol 1978;96:1217-21.
Otro estudio demostró la asociación
entre artritis reumatoide y queratitis
ulcerativa central en pacientes con ojo
seco. Aunque no está claro cuál es el
mecanismo responsable de la ulceración de la córnea central, la presencia
de mediadores inmunes junto con anticuerpos de Sjogren en la córnea sugiere
que se trata de un proceso autoinmune
mediado por células T.19
La necrosis estromal se ha visto asociada al ojo seco, siendo todavía más
frecuente en pacientes con artritis reumatoide.20 La córnea central, siendo
más propensa a ulceración y xeroftalmia, tiene una mayor predisposición a
la perforación que la córnea periférica.
La córnea periférica, al estar rodeada
de vasos sanguíneos, tiene una mayor
concentración de células inmunes que
la córnea central para combatir procesos infecciosos. Los infiltrados corneales periféricos son normalmente
estériles y muchas veces no requieren
tratamiento, mientras que los infiltrados centrales tienden a ser infecciosos
y pueden dar lugar a una ulceración
corneal.
La bacteria staphylococcus es el microorganismo patógeno que más frecuentemente se ve asociado a infecciones de
la córnea central, particularmente en
pacientes con historias previas de queratitis herpética, queratopatía bullosa,
alergias y ojo seco.21
Enero 2011 ›
Artículo científico
La córnea. Parte II.
Córnea central frente a córnea periférica
La córnea periférica está asociada a necrosis, úlceras de Mooren, enfermedades
vasculares de colágeno e infiltración asociada a otras enfermedades autoinmunes,
las cuales no suelen afectar a la córnea
central. Las enfermedades de la córnea
periférica causadas por reacciones de hipersensibilidad a antígenos marginales o
por un excesivo porte de lentes de contacto incluyen los infiltrados catarrales, úlceras y flicténulas. Estas lesiones no suelen
afectar a la córnea central.22
Es importante tener en cuenta las diferencias entre las dos córneas cuando se
evalúa una determinada patología, ya
que determinadas enfermedades pueden
afectar a la córnea central y periférica de
diferente manera. La cuidadosa evaluación de las dos córneas puede generar
evidencia de viejos infiltrados inmunes o
necróticos, enfermedades autoinmunes o
condiciones asociadas al envejecimiento
como la degeneración marginal pelúcida.
Por lo tanto, las diferencias anatómicas,
fisiológicas y patológicas entre las dos córneas tienen importantes implicaciones en
el tratamiento de lesiones corneales, el uso
de lentes de contacto y la eficacia de diferentes tratamientos.
AGRADECIMIENTOS
A Miguel Romero Jiménez por la cesión de las
Figuras 1 y 2.
Bibliografía
1. Millodot M. Dictionary of Optometry and Visual Science. Fifth Edition. ButterworthHeinemann, 2000.
2. Gipson IK. Anatomy of the conjucntiva, cornea and limbos. In: Smolin G, Thoft RA, eds.
The Cornea, 3rd ed, vol. 3. Boston: Little, Brown, 1994.
3. Muller L, Vrensen GF, Pels L, et al. Architecture of human corneal nerves. Invest Ophthalmol Vis Sci 1997;38:985-994.
4. Muller L, Pels L, Schurmans LR, Vrensen GF. A new three-dimensional model of the organisation of the proteoglycans and collagen fibrils in the human corneal stroma. Exp
Eye Res 2004;78:493-501. 5. Bednarz J, Rodokanaki-von Schrenck A, Engelmann K. Different characteristics of endothelial cells from the central and peripheral human cornea in primary culture and
after subculture. In Vitro Cell Dev Biol Anim 1998;34:149-53.
6. Lavker R, Dong G, Cheng SK, et al. Relative proliferation rates of limbal and corneal
epithelia. Invest Ophthalmol Vis Sci 1991;32:1864-1875.
7. Cotsarelis G, Cheng SZ, Dong G et al. Existence of slow-cycling limbal epithelial basal
cells that can be preferentially stimulated to proliferate: implications on epithelial stem
cells. Cell. 1989 Apr 21;57(2):201-9.
8. Xu KP, Zoukhri D, Zieske JD et al. A role for MAP kinase in regulating ectodomain shedding of APLP2 in corneal epithelial cells. Am J Physiol Cell Physiol 2001;281:603-14.
9. Freeman RD. Oxygen comsumption by the component layers of the cornea. J Physiol Cell
Physiol Opt 1972;225:15-32.
10. Maurice DM, Watson PG. The distribution and movement of serum albumin in the cornea.
Exp Eye Res 1965;4:355-63.
11. Gipson IK, Hori Y, Argueso P. Character of ocular surface mucins and their penetration in
dry eye disease. The Ocular Surface 2004;2:131-45.
12. Miller D, Atebara N, Stegmann R. The optical quality of the peripheral cornea. Acta
Ophthalmol 1989;67:165-70.
13. Serup J, Serup L. Increased central cornea thickness in localized scleroderma (morphoea). Metab Pediatr Syst Ophthalmol 1985;8:11-4.
14. Serup L, Serup J, Hagdrup HK. Increased central cornea thickness in systemic sclerosis.
Acta Ophthalmol (Copenh) 1984;62:69-74.
15. Tabery HM. Early epithelial changes in recurrent herpex simplex virus keratitis: a noncontact photomicrographic study in vivo in the human cornea. Acta Ophthalmol Scand
1998;76:349-52.
16. Stickel TE, Bonnano JA. The relationship between corneal oxygen tension and hypoxic
corneal edema. Optometry 2002;73:598-604.
17. Liu Z, Pflugfelder SC. Corneal thickness is reduced in dry eye. Cornea 1999;18:403-7.
18. Van Horn DL, Schutten WH, Hyndiuk RA, Kurz P. Xerophthalmia in vitamin A-deficient
rabbits. Clinical and ultrastructural alterations in the cornea. Invest Ophthalmol Vis Sci
1980;19:1067-79.
19. Gottsch JD, Akpek EK. Topical cyclosporine stimulates neovascularisation in resolving
rheumatoid central corneal ulcers. Trans Am Ophthalmol Soc 2000;98:81-7;discussion
87-90.
20. Pfister RR, Murphy GE. Corneal ulceration and perforation associated with Sjogren’s
syndrome. Arch Ophthalmol 1980;98:89.
21. Hyndiuk RA, Nassif KF, Burd E. Infectious diseases. In: Smolin G, Thoft A, eds. The Cornea.
Boston: Little, Brown and Co., 1983: 147-209.
Figura 4. Limbo corneal. En la
imagen se puede observar la avascularidad de la córnea paracentral
junto con la acumulación de capilares en el limbo.
› nº 455
Figura 5. Sección corneal en la
que se puede observar el engrosamiento y disminución de transparencia de la córnea periférica
frente a la central.
22. Mondino BJ. Inflammatory diseases of the peripheral cornea. Ophthalmology
1988;95:463-72.