Fisiologia Del Cristalino

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INTRODUCCIÓN

El conocimiento de la fisiología del cristalino constituye el pilarfundamental para entender posteriormente muchos de los proce-sos que puede sufrir con la edad. Las fases del desarrollo embrio-nario y los cambios observados en la organización de las estructu-ras cristalinianas a lo largo de la vida, los mecanismos queaseguran su transparencia y los que condicionan la pérdida de lamisma son aspectos fundamentales que es necesario conocer.

FUNCIONES DEL CRISTALINO

La fisiologia del cristalino (Tabla I) está orientada hacia1-3:1) El mantenimiento de su transparencia a la luz visible porlargo tiempo, de modo ideal durante toda la vida del individuo;2) Proveer un medio refractivo adecuado de alto índice de re-fracción, por encontrarse entre líquidos con índice de refrac-ción mayor que el aire, y que disminuya las aberraciones óp-ticas de un lente grueso; 3) La conservacion de su poder deenfoque variable mediante el proceso de acomodación; 4)Permitir la supervivencia metabólica de su región central defibras diferenciadas o maduras desposeidas de organelossubcelulares; y 5) Filtrar la luz ultravioleta que penetra al ojo,para evitar daño a la retina, sobre todo.

La fisiopatología del cristalino está dominada por los pro-cesos que llevan a la deficiencia o pérdida de la acomodacióny la pérdida de su transparencia (cataratas).

DESARROLLO Y CRECIMIENTO DEL CRISTALINO

Recordar cómo se forma y cómo crece el cristalino es fun-damental para establecer las bases de su fisiología. Tras laaparente simplicidad de esta estructura tisular, exquisitamen-te transparente, hay una complejidad celular extraordinaria.

El desarrollo del cristalino está dirigido por una serie defactores de transcripción que se van expresando consecutivay ordenadamente en sus células por influencia de los tejidosadyacentes1.

Las células que formarán el cristalino proceden del ecto-dermo que cubre las dos vesículas ópticas que se están for-mando al mismo tiempo (Fig. 1), una a cada lado de la regiónfrontal del embrión1,4.

El ectodermo, en esta etapa, forma un engrosamiento, laplacoda lenticular ectodérmica, que se invagina dentro de lavesícula óptica, y acaba independizándose del ectodermopara formar la vesícula lenticular. Es ésta una vesícula inver-tida donde, por tanto, todas las células tienen sus polos api-cales mirando hacia el lumen de la estructura. Los polos ba-sales de las células, por el contrario, constituyen la superficieexterna de la vesícula y segregan una membrana basal.

Las células epiteliales de la mitad posterior de la vesícu-la comienzan entonces a elongarse en dirección anteroposte-rior hasta que queda obliterada la luz de la vesícula. El proce-so termina hacia el final del segundo mes de gestación5.

Fisiología del cristalinoSixto García-Castiñeiras8

Tabla I. Funciones fisiológicas del cristalino

1. Mantenimiento de transparencia2. Mantenimiento de un medio de alto índice de refracción3. Conservación de la acomodación4. Permitir la supervivencia metabólica de sus fibras5. Filtrar la luz ultravioleta

Fig. 1. Etapas en el desarrollo del cristalino. A: placoda lenticular sobrela vesícula óptica. B: placoda lenticular invaginada, comienza a formarse lacopa óptica. C: vesícula lenticular invertida ya formada e independizada. D:células posteriores comienza a elongarse para convertirse en la fibras pri-marias. E: las fibras primarias llenan la vesícula lenticular. F: las fibras se-cundarias desplazan hacia el centro el núcleo embrionario de fibras prima-rias, éstas ya han perdido sus núcleos; comienzan a formarse suturas conlas fibras secundarias, éstas ya comienzan a aparecer diferenciadas a fi-bras maduras sin organelos celulares. Adaptada de: Jaffe9.

En esa etapa, el cristalino queda formado por una cubier-ta anterior sencilla de células epiteliales cuboidales y unamasa posterior de células elongadas diferenciadas que sedenominan las fibras lenticulares primarias, que constituyenel núcleo embrionario del cristalino adulto. Estas células per-derán eventualmente todos sus organelos intracelulares4,5.

A partir de este momento, el cristalino va a crecer conti-nuamente en tamaño y número de células mediante la aposi-ción de capas concéntricas de fibras lenticulares secunda-rias, derivadas de la capa germinativa del epitelio anterior,hasta formar la estructura adulta. Hay autores que describenal cristalino como formado por columnas de fibras aplastadasy colocadas una sobre otra radialmente (Fig. 2), y adosadaspor sus lados estrechos unas a otras lateralmente4.

Un corte transverso muestra que las fibras son más es-trechas en el centro de la estructura que en la periferia, paraacomodarse a la forma esferoidal del cristalino4. Esto pareceestar relacionado con un tipo de compactación de las fibrasmás centrales, tal como se comentará más adelante. Otromecanismo que tiende hacia el mismo objetivo es la fusiónlateral de fibras en la región central y la presencia ocasionalde células de sección pentagonal que reducen, a una, dos delas columnas radiales4.

Las células de la parte anterior de la vesícula lenticularvan a permanecer siempre como una monocapa de célulasmás o menos cuboidales o aplastadas. Solamente una zona

específica de esta monocapa, cerca del ecuador, retiene la ca-pacidad de multiplicación celular y se llama la zona germinati-va del epitelio. Las células de la región central del epitelio nose dividen normalmente pero pueden hacerlo ante determina-dos estímulos. En la zona germinativa las células entran enmitosis y se van desplazando hacia la periferia y transformán-dose en las llamadas células transicionales; esto crea unapresión tisular que tiende a la expansión del ecuador del cris-talino. Las células transicionales, en el ecuador, dan un giro de180º reorientando su polo basal hacia atrás, al mismo tiempoque se inicia un proceso de diferenciación terminal/elonga-cion bidireccional durante el cual se cargan de las proteínas tí-picas del cristalino, las cristalinas. Al elongarse, el polo ante-rior de estas fibras secundarias se desliza entre las celulasdel epitelio anterior y el núcleo embrionario. Por detrás, el poloposterior de la fibra se insinúa entre los polos posteriores delnúcleo embrionario y la cápsula. El núcleo embrionario, portanto, va acomodándose centralmente en el cristalino.

Este proceso crea capa sobre capa concéntrica de fibrassecundarias. Las fibras que se producen nunca se pierden, yaque quedan bajo las nuevas capas celulares que van apare-ciendo, así que las capas del centro son tan antiguas comoel individuo y las más jóvenes son las capas concéntricasmás superficiales.

Las fibras se elongan hasta que sus polos se encuentrancon el polo correspondiente de otra fibra, a nivel de una sutu-ra. Poco después degradan sus organelos: el núcleo, las mi-tocondrias, el aparato de Golgi, y el retículo endoplásmico lisoy rugoso. Solamente quedan los polisomas y las membranasplasmáticas1,5. Esta es una manera de contribuir a que latransparencia del cristalino perdure, al desaparecer centrospotenciales de dispersión (scattering) y moléculas que absor-berían luz visible. Por otro lado, las fibras se han cargado delas proteínas cristalinas, que van a establecer las bases es-tructurales de la transparencia del cristalino a largo plazo.Las fibras conservan su polaridad, no siendo equivalentes losextremos anteriores y los posteriores.

El cristalino se ha tomado como modelo de envejecimien-to y diferenciacion celular, ya que está constituido por un solotipo de células en diferentes etapas de envejecimiento y dife-renciación. En este sentido tiene una constitución única res-pecto a la pluralidad celular que existe en cualquier otro teji-do. En el centro están las células más viejas y diferenciadas;por el contrario, en la corteza las más jovenes y en vías de di-ferenciación. Y en la periferia de la superficie anterior se en-cuentran las que comienzan el proceso de diferenciacion a di-ferentes edades. Por eso, la simple interpretación de que lomás viejo está en la región central del cristalino puede no serestrictamente correcta en todas las circunstancias. Dentro deun mismo cristalino, cualquier capa o lamela de fibras puedeverse desde dos puntos de vista: 1) El material depositadocuando el cristalino era más jóven (y una lamela más externacorrespondería entonces a material depositado con el enveje-cimiento); o 2) El material más viejo, depositado allí hacemás tiempo (y una lamela más externa correspondería a ma-

II. FUNDAMENTOS

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Fig. 2. Estructura del cristalino. Se presenta información de interés parala comprensión del texto, adapatado de otros autores. A: corte de la regiónecuatorial del cristalino mostrando las relaciones de la cápsula, el epitelioanterior y el paquete de fibras secundarias, junto con las dimensiones deun corte transversal de estas fibras (adaptado de: Jaffe9). B: contraste en-tre la estructura desordenada a nivel de una sutura y el empacamiento he-xagonal quasi cristalino de las fibras (adaptado de: Wanko T, Gavin MA.Cell surfaces in the crystalline lens. In: Smelser GK. The Structure of theEye. New York: Academic Press; 1961: 221-233). C: Representación com-puterizada de la aposición de columnas radiales de fibras secundarias,mostrando una de las maneras en que las fibras se adaptan a la forma es-feroide del cristalino, siendo más anchas en la periferia que en el centro(adaptado de: Kuszak JR, Zoltoski RK, Sivertson C. Fibre cell organizationin crystalline lenses. Exp Eye Res 2004; 78: 673-687).

terial mas jóven, depositado hace menos tiempo). La primeraalternativa tiene que que ver con desarrollo/diferenciación yla segunda con envejecimiento. Decidir entre ambas alterna-tivas puede requerir una cuidadosa consideracion y un cono-cimiento profundo de la situación6.

En el mecanismo de elongación, aunque disparado porfactores de crecimiento procedentes del vítreo, parece que elestímulo inmediato es la retencion intracelular de K y Cl, quecondiciona un aumento osmótico en el volumen celular y po-siblemente modificaciones en el citoesqueleto1.

METABOLISMO DEL CRISTALINO

El metabolismo de las fibras del cristalino, a consecuen-cia de la desaparición de organelos, queda en situación muyprecaria, ya que se hace completamente dependiente de losenzimas solubles del citoplasma, y dejan de sintetizarse pro-teínas nuevas que renueven las que se van modificando conel tiempo. Los enzimas del citoplasma solamente pueden uti-lizar glucosa a través de la vía denominada glicolisis anaeró-bica, cuyo producto final es ácido láctico7. El rendimientoenergético de esta vía (síntesis de ATP) es relativamente pe-queño y puede conducir a la producción de un exceso de áci-do láctico en un intento compensatorio. Por otro lado, las fi-bras centrales quedan dependientes para muchas funcionesde las células de las capas más superficiales que aún con-servan toda la maquinaria metabólica normal. Estas fibras enproceso de diferenciacion, y las células del epitelio anterior,producen CO2 y H2O y muestran un mayor rendimiento de ATPgracias a la presencia del ciclo de Krebs y la cadena transpor-tadora de electrones en las mitocondrias. Como están limita-das a una estrecha franja cortical y, en gran parte, fuera deleje visual, estas células no suelen representar un problemade transparencia, a pesar de contener organelos y grupos cro-mofóricos mitocondriales.

Transporte transepitelial en el cristalino

El epitelio del cristalino se dispone como una barrera deuna capa de células de espesor en su superficie anterior;controla muchos intercambios entre el humor acuoso y lamasa de fibras del cristalino y, en última instancia, entre elhumor acuoso y el vítreo. Por otro lado, genera y organiza lasetapas de diferenciación/elongación que convierten a las cé-lulas del epitelio en fibras maduras.

Por similitud con otros epitelios y endotelios que separancompartimentos, el epitelio lenticular puede considerarse comouna barrera capaz de transportar solutos y agua unidireccional-mente8. En barreras con estas características es la distribuciónasimétrica de la ATPasa Na/K-dependiente de las células la quepermite el establecimiento de flujos unidireccionales y flujos ne-tos a través de la barrera, bien sean de absorción o de secre-ción. En algunos casos tambien sirven para regular el contenido

de agua de una matriz extracelular o tejido (por ejemplo, hidra-tación del estroma corneal). El propio cristalino podría utilizareste mecanismo para regular su volumen, ajustar la tensión dela cápsula o desencadenar otras respuestas.

Las células que constituyen la barrera tienen un polo api-cal y otro basal, son polarizadas, como hemos mencionado.Según la ATPasa Na/K-dependiente se localice en el polo ba-sal, predominantemente, o en el polo apical, predominante-mente, el movimiento neto de transporte ocurrirá en una uotra dirección8. En células no polarizadas esto no ocurre por-que la ATPasa se localiza con la misma densidad en toda lamembrana plasmática de las células y su función básica essimplemente mantener Na bajo y K alto dentro de las células.

1. Localizacion de la ATPasa Na/K-dependiente delcristalino

Este enzima se ha asociado definitivamente con el epite-lio anterior del cristalino y las fibras ecuatoriales. En el cris-talino, originado a partir de una vesícula invertida, hemos vis-to que las células de la media esfera posterior crecen haciael frente, hasta que el vacío central de la vesícula desapare-ce y quedan con sus polos apicales enfrentados con los po-los apicales de las células epiteliales, y con sus polos basa-les expuestos al exterior (humor acuoso por delante, cuerpovítreo por detrás). La barrera, por tanto, es compleja, com-puesta por la aposición de las células epiteliales anteriores ylos polos anteriores de las fibras superficiales. La barrera, de-nominada EFI (epithelial-fiber cell interface) por algunos auto-res4,9, tiene la capacidad, en principio, de funcionar en ambasdirecciones, dependiendo de cual sea la concentracióon rela-tiva de ATPasa en los polos apicales del epitelio y de las fi-bras que interaccionan con el epitelio. Es razonable asumirque estas últimas tienen una menor densidad de enzimas yaque han expandido ampliamente su membrana durante elproceso de elongacion/diferenciacion.

En esta barrera compleja la localizacion de la ATPasaNa/K-dependiente ha sido objeto de varias investigaciones,alguna de las cuales arrojan resultados contradictorios10.Uno de los trabajos que parece más convincente es, sin em-bargo, el de Unakar y Tsui11 de 1980, en el que se localizahistoquímicamente el enzima a base de precipitar con estron-cio los productos de reacción (fosfato) usando NPP (nitrofe-nolfosfato) como sustrato para el enzima; es decir, se locali-za propiamente la actividad enzimática, no la proteina. Segúnestos autores11, la Na/K ATPasa se localiza preferencialmen-te en las células del epitelio anterior, en sus membranes la-terales y apicales, y en las células ecuatoriales.

2. Modelo de transporte transepitelial de Na y K

Para efecto de los movimientos de Na y K creados por laATPasa Na/K-dependiente usaremos la distribución apical

8. FISIOLOGÍA DEL CRISTALINO

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como modelo básico, junto con la conservación de la mismapolaridad en las fibras. Esto quiere decir que la Na/K ATPasano está limitada a las células del epitelio anterior exclusiva-mente sino que debe aparecer en los polos apicales y en lasmembranas laterales de las fibras subyacentes, es decir enlas suturas anteriores y mitad anterior de estas fibras delcristalino, aunque en menor concentración. Es precisamenteesta ATPasa la que podría aparecer como perteneciente «apa-rentemente» a la corteza o incluso al núcleo del cristalinocuando se estudia la distribucion regional del enzima12.

La localizacion descrita de la ATPasa es compatible con unmovimiento de Na neto hacia la parte posterior del cristalino ydeplección de Na en la región anterior de la lente. El mecanis-mo inverso ocurriría para el K. Estos hallazgos han sido descri-tos en estudios de NMR del cristalino aislado de vaca13.

Aceptando la localización apical predominante de las célulasdel epitelio del cristalino se puede predecir un modelo de trans-porte en el cual el Na se mueve en dirección neta anteroposte-rior (Fig. 3). El trabajo de Fishbarg14 le ha dado apoyo experimen-tal a este esquema de transporte transepitelial en el cristalino.

La membrana basal de las células, es decir el poloopuesto a donde se localiza la ATPasa Na/K-dependiente,debe poseer transportadores Na-dependientes capaces de in-troducir sustratos contra gradiente de concentración en lascélulas epiteliales en tanto se mantenga un gradiente de Nafavorable (Na alto en humor acuoso, Na intracellular bajo).Este polo basal de las células, por tanto, permite la entradapor transporte activo secundario de los sustratos necesariospara el metabolismo del propio epitelio y de la masa de fibrasdel cristalino. En esta categoría podemos colocar aminoáci-dos9 y cualquier otro sustrato cuya transferencia sea Na-de-pendiente como, por ejemplo, el glutation15. También se pue-den situar aquí transportadores independientes de Na parasustratos que no se mueven por transporte activo sino pasi-vo, como glucosa9 y dehidroascorbato16,17. Los sustratos queentraron a las células deben salir por difusión o difusión faci-litada por el polo apical, hacia su destino en EFI. Y el Na queentró a las células es expulsado en el polo apical por mediode la ATPasa Na/K-dependiente, que así regenera una con-centración intracellular baja de sodio necesaria para mante-ner los transportes activos. El bombeo de sodio inicia un mo-vimiento osmótico de agua (y otros solutos, arrastrados en elflujo de agua, o flujo convectivo) hacia la parte central del cris-talino que distribuye sus componentes por todo el espacio ex-tracelular que rodea la masa de fibras del cristalino.

Este esquema es conveniente para acelerar los procesosde transporte en el cristalino. Por ser éste un tejido avascu-lar, por lo reducido y tortuoso de su espacio extracelular y porel espesor del propio cristalino2, cualquier proceso de difu-sión simple puede ser demasiado lento8. La existencia de flu-jos convectivos crea una corriente de líquido en la que molé-culas importantes como glucosa, aminoácidos, GSH ydehidroascorbato, por ejemplo, pueden moverse con muchamayor rapidez y llegar a las regiones centrales del cristalinocon mayor facilidad.

Comunicación entre células del epitelio anterior2,4,9

Estas células están comunicadas entre sí a través deuniones comunicantes (gap junctions) en las membranas late-rales9, y parece que pueden regular su grado de apertura oacoplamiento. Los polos apicales de células adyacentes notienen uniones estrechas (tight junctions, zonula occludens),por lo que debe existir una elevada permeabilidad paracelular(o sea, a través del espacio que queda entre las células). Asíque ante las fuerzas osmóticas creadas por la ATPasa Na/K-dependiente apical debe alcanzarse el equilibrio rápidamentea través de la vía paracelular, creándose una corriente deagua en dirección anteroposterior. Las membranas lateralespresentan muchos pliegues y también presentan desmoso-

II. FUNDAMENTOS

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Fig. 3. Representacion esquemática de la interfase entre el epitelioanterior del lente y las fibras diferenciadas de la corteza (EFI). Lospuntos negros son ATPasa Na/K-dependiente. Los círculos con solo unaflecha representan transporte facilitador de G (glucosa) y DHA (dehidro-ascorbato). Los circulos con dos flechas en la misma dirección repre-sentan transporte activo secundario, Na-dependiente de aminoácidos(AA) y glutation (GSH). Los cuadrados sólidos son ATPasa Ca-depen-diente de la membrana celular. Dada la asimetría en la distribución deATPasa Na/K-dependiente el movimiento neto de Na y agua es hacia laderecha de la figura. En el texto se ofrece información adicional. En laparte inferior se ve la actividad endocítica de la interfase.

mas (macula adherens). En otras palabras, pueden represen-tar una zona de resistencia que dificulta que el flujo osmóti-co de agua ocurra hacia el humor acuoso, en dirección con-traria al descrito.

Comunicación intercelular en el cristalino2,4,10

Las fuerzas osmóticas que actúan sobre cualquier célulapueden tener consecuencias desastrosas para la transparen-cia del cristalino ya que tienden a romper su delicada estruc-tura y crear zonas de índice de refracción diferente, si se di-latan los espacios extracelulares. Tradicionalmente, elcristalino responde a los cambios osmóticos del medio y po-see los componentes de una disminucion regulatoria de volu-men (RVD, regulatory volume decrease) y un aumento regula-torio de volumen (RVI, regulatory volume increase) quecontribuyen a contrarrestar cambios en la osmolaridad delmedio en que se encuentre el cristalino (ver más adelante).Pero el cristalino también puede disipar rápidamente diferen-cias de presión osmótica que pudieran crearse en su interior,mediante procesos de comunicación intercelular, que facilitanel movimiento de agua y sales, para evitar tensiones estruc-turales indebidas sobre sus fibras.

Por otro lado, y sobretodo en la región central del cristali-no, son necesarios mecanismos para hacer llegar de manerarápida sustratos metabólicos desde la periferia o eliminar des-echos metabólicos hacia la periferia, dada la precariedad me-tabólica de esa región tan alejada de vasos sanguíneos. Porambas razones, el cristalino es uno de los tejidos más ricosen uniones comunicantes (gap junctions) entre células y en po-ros acuosos que conectan el citoplasma de las fibras con elmedio extracelular. Las uniones comunicantes están formadaspor las proteínas denominadas conexinas. Las uniones comu-nicantes crean vías de comunicacion intercelular para muchasmoléculas pequeñas sin casi gasto de energía.

Los poros acuosos son canales en la membrana plasmá-tica cuyo sustrato proteico son las aquaporinas18 (Fig. 4). Pormucho tiempo, se confundieron éstas con uniones gap espe-ciales, pero su naturaleza es fundamentalmente diferente.Estos poros permiten que exista comunicación del citoplas-ma de las fibras con el medio extracelular, tanto para molécu-las de agua como otras de bajo peso molecular1. Por tanto,permiten fenómenos de equilibración osmótica rápida y abrencaminos para la difusión de colorantes inyectados dentro deuna de las células del cristalino, que así se distribuyen direc-tamente por el espacio extracelular10.

Como consecuencia de esas amplias comunicacionesexiste un grado elevado de acoplamiento entre células delcristalino10, tanto de tipo eléctrico/iónico como de transferen-cia de colorantes inyectados (amarillo Lucifer, por ejemplo).Estos colorantes pasan de una célula a otra, por las unionescomunicantes, o de una célula al medio extracellular, por losporos acuosos. El comportamiento de las uniones varía consu localizacion celular.


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Fig. 4. Canales en la membrana plasmática. Diferencias entre unionesgap y aquoporinas. 4.1. Modelo de union comunicante (gap junction).Estos canales se forman por la aposición de dos hemicanales, uno encada membrana adosada; en la zona de la unión el espacio entre mem-brana y membrana se reduce a 3,5 nm; cada hemicanal se crea a basede 6 conexinas, cuya configuracion puede abrir o cerrar el canal (Toma-do de: Borgnia18). 4.2. Disposicion en la membrana de una de las su-bunidades aquaporina para formar un canal central permeable a aguay otras moléculas pequeñas no cargadas. El esquema representa unúnico polipeptídico con seis tramos transmembranales. El canal, que re-cuerda a un reloj de arena, se forma con las regiones polipeptídicas queunen los tramos transmembranales 2-3 y 5-6 de la subunidad. En lamembrana aparecen asociadas estas subunidades de cuatro en cuatro.

Las uniones de tipo comunicante son típicamente sensi-bles al potencial eléctrico en la vecindad, al pH y a la concen-tración de Ca++. La acidificacion y el aumento de Ca++ sonagentes desacoplantes (cierran las uniones), por lo general,así como los cambios en el potencial eléctrico de ±40 mV;por el contrario, cAMP, ATP y la fosforilización son agentes aco-plantes (abren las uniones). Todos ellos pudieran actuar en elcristalino, aunque se desconocen los detalles funcionales es-pecíficos. Las uniones comunicantes predominan en la regióncentral de las fibras, siendo escasas en los extremos. En lasmembranas laterales de las fibras hay abundantes porosacuosos muy densos en las capas superficiales, no en lasprofundas. En los extremos de las fibras se ven estructurasque revelan actividad endocítica4,10.

Comunicación entre células epiteliales y fibrassuperficiales (EFI)

A nivel de esta interfase, identificada previamente, no hayevidencia de comunicación intercelular del estilo que acaba-mos de describir en las fibras del cristalino, basada en abun-dantes uniones comunicantes y poros acuosos. Son rarasaquí estas estructuras. Por el contrario, los intercambios pa-recen tener lugar estrictamente a través de transportadoresespecíficos en ambas superficies de la interfase y con parti-cipación del espacio extracelular. Sí parece existir mucha ac-tividad pinocítica y endocítica, lo cual sugiere fenómenos es-pecializados de transporte por transcitosis cuyo significadoaun se nos escapa4,10.

Conexinas

Las conexinas (Fig. 4.1) son las proteínas que constitu-yen las clásicas uniones comunicantes (gap junctions)19. Enzonas de aposición de la membrana plasmática de dos célu-las hay estructuras proteicas enfrentadas que pueden consti-tuir un canal que comunica el citoplasma de una célula conel citoplasma de la otra. Cada estructura proteica es aproxi-madamente cilíndrica y está compuesta de 6 subunidadesque cruza de lado a lado cada una de las membranas. Anteel estímulo configuracional adecuado, el canal central puedeabrirse o cerrarse. Cuando se abre, ambas células quedancomunicadas (acopladas). Si el canal central se cierra las cé-lulas quedan desacopladas. A través de estos canales hay co-municación de moléculas pequeñas, iones y agua, siendo im-permeable para macromoléculas.

En el epitelio cristaliniano se expresan las conexinas Cx43y Cx501. Las células en diferenciación dejan de expresar Cx43,que se sustituye por Cx46, pero aún es detectable Cx50. Cx50parece tener funciones adicionales como regular el crecimien-to de las fibras y el grado de acoplamiento entre ellas. Final-mente estas dos Cx’s sufren modificaciones postsintéticas yCx50 queda en una forma no funcional en la región nuclear,

donde el acoplamiento en las fibras maduras depende solo deCx46. Los canales que forma ésta son insensibles a pH, per-manenciendo abiertos en medio ácido. Esta Cx46, pues, seríauna conexina estable de larga vida, destinada a quedarse mu-chos años en la región nuclear del cristalino.

Aquaporinas

Las aquoporinas (Fig. 4.2) constituyen canales específi-cos para agua y pequeñas moléculas en todos los tejidos18.Se pudo demostrar, en el cristalino, que una de las proteínasde la membrana de las fibras más abundante, MIP 26, portiempo considerada como una union comunicante especial,no pertenecía a las gap junctions clásicas sino a las reciéndescritas aquaporinas formadoras de canales de agua entreel medio extracelular y el citoplasma. Especificamente se de-nomina AQP0 a la proteína de las fibras del cristalino. En elepitelio anterior se expresa AQP1, mucho más permeable. Enel proceso de diferenciación de las fibras, la AQP1 se pierdey se sustituye por la AQP0. En el centro del cristalino hay va-riantes de AQP1 modificadas postsintéticamente1.

Se conoce la estructura de AQP1, proteína intrínseca quecruza seis veces la membrana y tiene dos regiones conserva-das que no llegan a cruzar la membrana cada una de ellaspero se yuxtaponen en el grosor de la membrana para formarun poro acuoso. La configuracion de la estructura se parecea la de un reloj de arena (hour glass), en la que el estrangula-miento central es precisamente el poro acuoso18.

Regulación del volumen del cristalino20,21

Un aumento regulatorio de volumen (RVI, regulatory volu-me increase) ocurre tras exponer células a una solución hiper-tónica que las encoje de manera aguda. La respuesta celularincluye la incorporacion de Na y K al interior celular a través devarios mecanismos de transporte: 1) Intercambiador de Na/K;2) Canales de Na; 3) Cotransportador de Na/K/2Cl; y 4) Cap-tacion Na-dependiente de móleculas pequeñas (osmolitos or-gánicos) como taurina, glutamato, GLICINA, alanina (aminoáci-dos no esenciales), myo-inositol, sorbitol, creatina, y otros.

La disminución regulatoria de volumen (RVD, regulatoryvolume decrease) ocurre tras exponer células a una soluciónhipotónica que las hincha agudamente. Incluye pérdida de Ky de Cl a través de varios mecanismos y canales (cotranspor-te electroneutro de K y Cl, intercambio acoplado de K/H yCl/HCO3, canales de conductancia específica para K y/o Cl);y extrusión de osmolitos orgánicos. RVD conduce a la subidade concentración intracelular de Ca.

Fenómenos de adaptación más rapidos pueden ocurrirgracias al acoplamiento de las células del cristlino y a la exis-tencia de uniones comunicantes y poros acuosos, con el ob-jetivo de que no se creen gradientes marcados de molaridaden el espesor del cristalino.

II. FUNDAMENTOS

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Regulación del pH intracelular

Muchas de las funciones celulares dependen de mante-ner un pH citoplásmico adecuado, por los efectos dramáticosque el pH puede tener sobre conformación de proteínas, acti-vidad de enzimas y sobre muchas funciones celulares.

El pH intracellular del cristalino es aproximadamente 7,1.El mismo se acidifica hacia la región interna, hasta 6,9 a ni-vel de las fibras de la corteza profunda2,3,22.

Es posible que en el epitelio anterior y fibras corticales delcristalino el control del pH ocurra como en muchas otras célu-las que producen CO2 y agua como productos finales del me-tabolismo. CO2 difunde fácilmente hacia la periferia, por ser ungas. El CO2 que se hidrata en presencia de anhidrasa carbóni-ca, sin embargo, tiende a acidificar el medio y es necesaria laexpulsion de H+ para equilibrar de nuevo el pH. Esto se lograpor tres mecanismos principales23: 1) Intercambio de H porNa, que aprovecha el gradiente de Na para expulsar H de lascélulas; el HCO3 que queda detrás alcaliniza el medio intrace-lular; 2) Otro mecanismo Na-dependiente también logra lo mis-mo, y es el intercambio de Cl por HCO3 Na-dependiente, quelleva a la entrada de bicarbonato al citoplasma; y 3) Existe otrotercer mecanismo que también aprovecha el gradiente de Napara alcalinización intracelular, el cotransporte de Na y HCO3.

En el centro del cristalino el control del pH implica el ma-nejo de ácido láctico, porque la masa de fibras diferenciadassobrevive metabólicamente a base de glicolisis anaeróbicade glucosa. El producto final de este metabolismo es ácidoláctico, que tiende a acidificar el citoplasma de las fibras y elmedio extracelular. El cristalino, por tanto, mantiene un pH in-tracelular más ácido hacia las regiones centrales y más alca-lino hacia la periferia. La única manera de deshacerse de áci-do láctico es mediante difusion o difusion facilitada de lasmoléculas hacia la periferia, movimiento que, en efecto, tien-de a diluirlo. En este sentido parece muy conveniente que enla región central del lente se mantengan las uniones comuni-cantes siempre abiertas, como indicamos previamente. Losprotones producidos por láctico deben manejarse probable-mente mediante los tres mecanismos ya mencionados.

Existe una relación cercana entre control del pH y controldel volumen celular. La acidificación indebida del citoplasmatiende a producir edema celular, quizás debido a un compro-miso de la función de la bomba de Na/K, y por un mecanis-mo osmótico provocado por acumulacion de ácido láctico.Esto resulta en un aumento en el volumen celular y en uncompromiso para su transparencia.

Un intercambio Cl/HCO3 Na-independiente podria mediarla normalizacion del pH intracellular en caso de alcalinizacion.

Permeabilidad de la cápsula del cristalino7,9

La cápsula del cristalino es la membrana basal de su epi-telio, por lo que por delante deriva de la región basal de lascélulas del epitelio anterior y por detrás deriva de los polos

basales de las fibras del cristalino. Como las primeras se di-viden continuamente, la cápsula anterior es más gruesa quela posterior, siendo la región capsular más joven la más pró-xima a la membrana basal de estas células. De hecho, la cáp-sula es la membrana basal más gruesa del cuerpo.

Constituída por una malla no extensible de fibras de colage-no parece dejar pasar no solamente agua, iones y sustancias debajo peso molecular, sino proteínas de hasta 50.000 daltons.Esto excluiría albumina (60.000) y proteínas plasmaticas de PMmayor que albúmina, como transferrina. Debido a la importanciafuncional de estas proteinas en los líquidos y tejidos oculares,los estudios de permeabilidad de la cápsula deberían ser re-planteados, con técnicas más modernas y sensibles. Con eltiempo, en la cápsula del cristalino se forman entrecruzamien-tos moleculares típicos de colágeno24, que incluyen bitirosina, yque deben contribuir a mantener su inextensibilidad.

ELECTROFISIOLOGÍA2,10,25,26

El comportamiento eléctrico del cristalino dio una apa-riencia engañosamente simple de este órgano con las técni-cas clásicas habituales de registro. Los primeros electrofi-siólogos que lo estudiaron encontraron que un electrodoinsertado en cualquier parte del cristalino registra invariable-mente el mismo potencial de reposo de unos -70 mV. Estosugirió, desde el principio, que el cristalino era un tejido denaturaleza sincitial, con células que no se comportan indivi-dualmente sino con un grado elevado de acoplamiento eléc-trico entre las mismas, cuyo comportamiento integrado dabael mismo potencial de reposo en todas ellas. Esto convertíaal cristalino en una especie de gran céula, sin divisiones in-ternas, y una polaridad anteroposterior en la que el epiteliopermitiría controlar el paso de sustancias desde el humoracuoso hacia el vítreo. Este epitelio contenía la bomba(pump) capaz de expulsar Na hacia adelante y K hacia atrás,explicando que K fuera alto dentro del cristalino y Na bajo.Los gradientes de concentración así creados tenderían a di-siparse a través de canales pasivos de conductancia (leak).Esta visión describe lo que es un modelo clásico de bombeoy fuga («pump and leak»)25.

Técnicas electrofisiológicas más finas permitieron detec-tar la posición del electrodo en el espacio extracelular delcristalino, que debería acercarse a 0 mV, como caídas ocasio-nales rápidas del potencial de membrana a -30 mV. Esta difi-cultad en detectar espacio extracelular deriva del hecho deque el mismo, en el cristalino, es muy reducido, ya que repre-senta menos del 1% del volumen del mismo, factor que faci-lita la transparencia al evitar espacios amplios con diferentesíndices de refracción25.

La inyección de colorantes también indicaba que las cé-lulas están acopladas y se comunican unas con otras y el co-lor podía difundir bien a lo largo de una fibra (movimiento pre-ferencial), o bien de fibra a fibra adyacente (a través deuniones comunicantes). El colorante que era inyectado en el


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espacio extracelular formaba otro patron (esférico), por difu-sión en el espacio extracelular.

A pesar de la aparente simplicidad del cristalino, su elec-trofisiología se ha ido reconociendo cada vez como más com-pleja10. Su indudable naturaleza sincitial deriva, más que dela ausencia de membranas como se creyó en un principio, dela existencia de un sinnúmero de canales iónicos, bombas ytransportadores insertados asimétricamente sobre una es-tructura citológica muy peculiar dotada de amplia comunica-ción intercelular y poros acuosos. Se han detectado corrien-tes eléctricas que se dirigen desde los polos anterior yposterior hacia el centro, desde el centro hacia el ecuadordel cristalino y, finalmente, desde el ecuador a los polos delcristalino10. Los mecanismos iónicos responsables de lasmismas no se han aclarado en su totalidad. Se cree que hayuna conductancia elevada en la zona ecuatorial que dirigehacia afuera la corriente que cruza el cristalino, a través deuniones comunicantes concentradas ahí, junto con el hechode ausencia de ATPasa Na/K-dependiente en el centro delcristalino, y concentración alta de este enzima en la regiónecuatorial26,28. La proposición de los autores es que esascorrientes y circuitos pudieran tener como base movimientosde Na, con lo que se favorecería el movimiento de líquidodentro de la tortuosa estructura del espacio extracelular delcristalino con una finalidad única: crear un sistema microcir-culatorio interno que compense el hecho de que el cristalinoes avascular. En su última formulación, el modelo trabajaríaasí25: Na entra en el espacio extracelular desde la superficietotal del cristalino, penetra las fibras a través de canales noidentificados y luego camina de fibra a fibra a través de unio-nes comunicantes hacia la superficie, movido porque la con-ductancia (permeabilidad) de las uniones comunicantes au-menta hacia la superficie en el ecuador. El agua sigue elmovimiento de los iones para mantener la presion osmótica.La ATPasa Na/K-dependiente superficial concentrada en elecuador se encarga de mantener el flujo de Na hacia afuera,que queda disponible para un nuevo ciclo circulatorio.

Es crítico para el modelo profundizar en la correlación en-tre las corrientes detectadas y los movimientos iónicos, y de-finir la orientación de la ATPasa Na/K-dependiente tanto encuanto a localización como en cuanto a polaridad del bom-beo. Entre este modelo y el modelo de transporte transepite-lial descrito al principio, no basado en electrofisiología, haysin duda, similitudes interesantes, particularmente en lo quese refiere al movimiento activo de Na desde la superficie an-terior del cristalino hacia el centro. Es necesario continuar es-tos estudios desde varios puntos de vista y sobre diferentesmodelos para decidir las mejores alternativas funcionales.

Homeostasis del calcio27

Muchas de las células que responden a señales extracelu-lares utilizan a Ca como un segundo mensajero que puede pro-vocar una variedad grande de respuestas intracelulares, al regu-

lar la actividad de numerosas proteínas, canales, enzimas, kina-sas, etc. La concentración de Ca libre (Ca2+) en el citoplasma deuna célula oscila entre 10 y 100 nM, mientras que en el medioextracelular es de 1-2mM27. Existe, por tanto, un enorme gra-diente de concentración favorable para que pase Ca a través dela membrana plasmática hacia el interior de las células. Son va-rios los componentes que intervienen en la creación y el mante-nimiento de estos desequilibrios tan marcados respecto a Ca.

Existen dos mecanismos activos de expulsión de Ca de lascélulas. El primero esta mediado por la ATPasa dependiente deCa de la membrana plasmática (PMCA, Ca-ATPasa plasmática),que maneja Ca con gran afinidad y puede crear gradientes gran-des de concentración. Este es un sistema de transporte activoprimario, directamente energizado por ATP. El segundo esta me-diado por el intercambiador de Ca por Na (Ca/Na), que permi-te la salida de 1 Ca en contra de gradiente en intercambio poruna entrada de 3 Na a favor de gradiente, siendo el sistema degran capacidad, es decir, que puede mover cantidades grandesde Ca rápidamente. Este es un sistema de transporte acttvosecundario, energizado por el gradiente de Na/K.

La entrada de Ca al interior celular se realiza a favor degradiente de concentración, a través de varios canales pre-sentes en la membrana plasmática, que se abren en virtud deinteracciones específicas27.

Normalmente el REP constituye un reservorio importanteintracellular de Ca, donde Ca se encuentra a concentracionesparecidas a las que existen en el líquido extracelular. La AT-Pasa Ca-dependiente del REP (SERCA, sarcoendoplasmic reti-culum Ca-ATPase, Ca-ATPasa reticuloendoplásmica) bombeaCa citoplásmico hacia dentro del REP, donde existen proteinasfijadoras de Ca que lo mantienen ligado. La salida de Ca delREP hacia el citoplasma es controlado por receptores especí-ficos, uno de los cuales es el receptor de IP3 que, en presen-cia de su ligando IP3, abre un canal para el escape de Ca27.

También intervienen las mitocondrias en la regulación delCa citoplásmico27. La concentración intramitocondrial de Case mantiene normalmente alrededor de 100 nM. Cuandosube el Ca citoplásmico las mitocondrias incorporan Ca pormedio de un transportador uniport de elevada afinidad quedepende del potencial eléctrico de las mitocondrias (interiornegativo). En adición, las mitocondrias contienen un intercam-biador de Ca/Na, que hace salir Na hacia el citoplasma altiempo que entra Ca. La mitocondria, por tanto, trabaja con elREP para mantener niveles citoplásmicos bajos de Ca. Se hapropuesto que también el compartimento nuclear puede efec-tuar cierto control independiente de la concentración de Ca.

La variedad y eficacia de los mecanismos descritos quemanejan el Ca intracelular permiten cambios muy rápidos dela concentración de Ca intracitoplásmico.

Efectos patológicos del calcio

El Ca interviene en la regulación de numerosos procesosde señalizacion intracelular de gran importancia para las célu-

II. FUNDAMENTOS

104

las, pero sus efectos patológicos se asocian más bien al efec-to lesivo directo de la subida patológica de Ca en el citoplas-ma y activación de procesos destructivos que pueden condu-cir hasta muerte celular por necrosis y apoptosis27: formaciónde agregados moleculares, cambios en la permeabilidad demembranas, activacion de fosfolipasas y proteasas, como cal-paínas, que degradan elementos del citoesqueleto y algunascristalinas, e inducen membrane blebbing (ballooning) y agre-gación proteica. Las calpaínas también pueden activar protea-sas que inducen apoptosis (caspasas), y endonucleasas en-vueltas en ese mismo proceso. Ca tambien puede actuar pordefecto, en cuyo caso el bloqueo de sus funciones normalespuede ser causa de serios problemas celulares.

Homeostasis del calcio en el cristalino2,28-30

El potencial de reposo de las células del lente es de unos -70 mV, y el potencial de equilibrio de Nernst para Ca es de 125a 200 mV. La discrepancia entre ambas potenciales nos indicala necesidad de mecanismos verdaderamente efectivos de trans-porte activo para la expulsion de Ca de la célula. La concentra-ción intracellular de Ca libre (0,1-1,0% del Ca total) es del ordennM. El nivel de Ca en el humor acuoso es alrededor de 2 mM2.

El cristalino no es una excepción a los fenómenos asocia-dos con la homeostasis de Ca, pero lo es necesariamente demanera atípica, ya que solamente el epitelio anterior y las fi-bras corticales más superficiales poseen los organelos relacio-nados con la regulación de la concentracion intracelular de Ca,sobretodo el REP y las mitocondrias. Es en la región del epite-lio anterior y fibras corticales donde los mecanismos de seña-lización en que interviene Ca deben jugar un papel importante.

Las fibras ya diferenciadas de la región central del cristali-no no poseen estos compartimentos, por lo que la concentra-ción intracelular de Ca debe ser mucho más homogénea, peromás elevada28. Los efectos lesivos directos de Ca jugarían enestas circunstancias un papel dominante. Particularmente en loque se refiere a destrucción/agregación de proteínas, destruc-ción de membranas y aparición de puntos de dispersión/opaci-ficación. Estas fibras diferenciadas no poseen mecanismos deexpulsion de Ca (ATPasa Ca-dependiente, intercambiador deCa/Na) por lo que la región central del cristalino estaría en con-diciones precarias para deshacerse del Ca y mantener una con-centración citoplásmica de Ca muy baja29,30. Se ha propuestoque estas células dependen, para deshacerse del Ca, de fibrasmás externas corticales que poseen tanto ATPasa Ca-depen-diente como el intercambiador Ca/Na, con las que están en con-tacto funcional, acopladas, a través de uniones comunicantes.La permeabilidad de estas uniones podría estar, como en otrostejidos, bajo el control de los niveles de Ca, aunque se desco-nocen los detalles en el cristalino.

El transporte de Ca en el cristalino es un tema fisiológicode gran interés, ya que se ha documentado ampliamente quelos niveles de Ca aumentan con la edad y en muchos tiposde cataratas, incluidas las seniles31,32.

Oxígeno y el cristalino

La presión parcial de O2 (pO2) en la cámara anterior delojo, de promedio, es alrededor de 45-50 mmHg en varias es-pecies animales incluyendo humanos33. El modo clásico demedir pO2 es con el método polarográfico utilizando un elec-trodo o microelectrodo de platino. Aunque con el uso de mi-croelectrodos se pueden hacer algunas mediciones regiona-les dentro del ojo, el método polarográfico tiene el graninconveniente de consumir oxígeno durante la medición y losmicroelectrodos son muy frágiles para penetrar tejidos duroscomo las cubiertas del ojo34.

Helbig33 midió tal pO2, en humanos y durante cirugía decataratas no complicadas en el momento en que se abre elglobo ocular, y observó un promedio de pO2 en cámara ante-rior que va descendiendo desde el ángulo iridocorneal (44,9mm Hg) hasta el centro de la pupila (13,5 mm Hg), pasandopor 35 mm Hg en el borde del iris. Los vasoconstrictores re-ducen esos valores a aproximadamente la mitad en todas lasposiciones. La distribución y respuesta a drogas adrenérgicases compatible con la procedencia iridial del O2 del humoracuoso. Antes de extraer el cristalino, estos autores puncio-naron su cápsula para obtener un valor promedio en la corte-za superficial anterior de 2,5 mm Hg (entre 0,8 y 4 mmHg).

Pocos estudios se han hecho con el método polarográficocon la pretensión de conseguir perfiles completos de [O2] den-tro del ojo, pero algunos hallazgos se consideraban ya comobien establecidos antes de incorporar nuevos métodos al re-pertorio experimental: 1) La concentración promedio, ya men-cionada, en humor acuoso de alrededor de unos 50 mm Hg;2) Una concentración mucho más baja al acercarse a la super-ficie anterior del cristalino; 3) La procedencia del O2 de la cá-mara anterior es el humor acuoso, que recoje la aportación delos capilares del iris anterior y del cuerpo ciliar; no queda cla-ro, sin embargo, si llega O2 atmosférico a través de la córnea.De hecho, se interpreta que los valores más altos de O2 bajola córnea no son debidos a O2 precorneal sino al hecho de queel cristalino consume O2 y crea un gradiente en cámara ante-rior, quedando las pO2 más altas cerca de la córnea.

La nueva generación de métodos de estudio se basa enel hecho de que la fluorescencia de ciertas sustancias (uncomplejo de ruthenium) es inhibida por O2

34. Una sonda oelectrodo (optode, sensor de oxígeno de fibra óptica) conte-niendo esas moléculas transmite, por medio de fibras ópti-cas, la fluorescencia a un detector donde se mide su intensi-dad y se convierte a [O2]. En ausencia de O2 la fluorescenciaes máxima, en presencia de O2 la fluorescencia se reduceproporcionalmente a la concentracion de O2 en la muestraanalizada. Estos métodos de medir oxígeno en el ojo son masversátiles y permiten hacer exploraciones más detalladas yfiables de la distribución de O2 en los diferentes regiones ocu-lares bajo diferentes condiciones fisiológicas y patológicas.

Barbazetto34 es el primer autor que da valores de O2 den-tro del cristalino in vivo en el conejo y encuentra que en el nú-cleo del mismo existen los valores más bajos del globo ocu-


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lar, entre 9 y 10 mm Hg. En este estudio, los conejos estánanestesiados y respirando aire a ritmo espontaneo. A lo lar-go del eje anteroposterior la pO2 pasa de un promedio deunos 29 mm Hg en mitad del acuoso a 22 mm Hg subcapsu-larmente y cae a 12 mmHg en el 1/3 anterior del cristalino yse estabiliza en 11 mm Hg en la región posterior del mismo.De cápsula posterior a vítreo casi no hay gradiente. Dentrodel vítreo, la pO2 comienza a subir muy despacio al principioy luego mucho más rápido a medida que entramos en vítreoposterior hasta unos 26 mm Hg prerretinales y 40-60 mm Hgtocando la retina. El epitelio anterior del cristalino, por tanto,condiciona una caída marcada en el nivel de O2 dentro delcristalino, que no es simétrica ya que no se observa el fenó-meno equivalente en la cara posterior del mismo.

Los mencionados autores34 también verifican que la vi-trectomía produce un duradero aumento (varias semanas) deconcentración de O2 dentro del cristalino y en el vítreo, quepuede ser más de dos o tres veces los niveles normales enambas localizaciones. Esto se considera una buena razó paraexplicar la conocida asociació entre vitrectomí y catarata nu-clear postoperatoria.

En otro estudio35 detallado, practicado en conejos in vivo,se estudiaron los perfiles de pO2 intraoculares, pero sin pe-netrar en el cristalino. Recogemos algunos de los hallazgos.Los niveles de oxígeno fueron máximos en estructuras perifé-ricas del globo ocular cercanas a las zonas vasculares delmismo (retina e iris), exhibiendo la córnea los niveles máxi-mos. Todos los valores descienden hacia el cristalino. La su-perficie anterior del cristalino está expuesta a niveles mayo-res de O2 que su región ecuatorial y la región posterior. En laparte posterior del cristalino los niveles son de unos 6 mmHg respirando O2 al 20% y unos 3 mm Hg respirando O2 al 13-15%, al mismo ritmo respiratorio. No obtuvieron datos de con-centración dentro del cristalino pero, presumiblemente, de-ben ser menores de 6 mm Hg. Los niveles altos de córnea nobajan al respirar O2 al 13-15% (hipoxia), sugiriendo su origenatmosférico precorneal.

Los perfiles hallados se explican bien considerando queO2 entra primariamente al globo ocular desde los vasos reti-nianos e iridianos, asi como por difusión a través de la córneacentral. Los autores35 parecen sugerir que la córnea central yla periférica no se comportan de la misma forma respecto apermeabilidad al O2. La distribución no uniforme de vasos enla retina da valores variables de concentracion de O2 en su su-perficie vítrea. Interesantemente, demuestran lo fácil que esmodificar el perfil de pO2 dentro del ojo al variar la pO2 del aireque el conejo respira, y su frecuencia respiratoria. Para que lascomparaciones sean válidas se debe exigir que estos paráme-tros respiratorios se tengan en cuenta.

Shui35 también observa que tras vitrectomia los nivelesde O2 suben en el vítreo a niveles de 72,4 y 78,6 mm Hg enla superficie posterior del cristalino, apoyando las conclusio-nes del estudio mencionado previamente.

Usando un sistema in vitro (cristalino de vaca de 2 g in-cubado en una solución salina parecida al humor acuoso con

una concentración al 5% de O2, similar a la que rodea al cris-talino in vivo), McNulty36 observa valores de 1-2 mm Hg en elnúcleo del cristalino y, por tanto, gradientes corticales muymarcados respecto al baño. Estos son los niveles más bajospublicados en relación con el núcleo de todos los citados,pero las condiciones analíticas no son comparables.

La conclusión general sobre pO2 en el cristalino es que,aunque los valores absolutos de pO2 dentro y en la superficiedel cristalino varían según autores, son los más bajos del in-terior del globo ocular.

Solubilidad de O2 durante cirugía ocular y otraimplicaciones

Dada la elevada concentración de O2 en el aire (21%, 155mmHg) y la dependencia de temperatura de la solubilidad delos gases (la solubilidad aumenta al bajar la temperatura), sepueden dar situaciones especiales durante la cirugía oftálmi-ca que conviene tener en cuenta para evitar la exposicion delcristalino y otros tejidos oculares a condiciones de estrés oxi-dativo evitable. Barbazetto34 describe que la solución salinaBSS, usada para reemplazar vítreo, justo al abrir la botellamuestra una pO2 de 70 mmHg a temperatura ambiente, locual refleja que fue autoclaveado. Expuesto el contenido alaire a temperatura ambiente, la concentracion de O2 subehasta llegar eventualmente a 160 mm Hg en poco menos de1 hora. Cuando se calienta a 39° C (temperatura corporal delconejo) la solubilidad disminuye y el exceso de O2 se liberahacia los tejidos incluído el cristalino, que es expuesto mo-mentáneamente a concentraciones elevadas de O2. Se presu-me entonces que el ojo pueda estar expuesto a estos nivelesde O2 durante la vitrectomía, con el consiguiente riesgo oxida-tivo. McNulty36 describe básicamente el mismo problema: siuna solución salina (AAH) es enfriada temporalmente antesde ser usada en cirugía, se carga de O2, que luego, al calen-tarse en contacto con los tejidos, los inunda con O2 creandoun riesgo evitable.

Otra propiedad de O2 de interés fisiológico es que su so-lubilidad en solventes orgánicos es mayor que en solucionesacuosas. Las membranes celulares, por tanto, no son barre-ra para la difusión de O2

8; por el contrario, pudieran represen-tar un medio preferencial de difusión. Esto explicaría la facili-dad con que O2 difunde en el cristalino36, tan rico enmembranes celulares, y que O2 hiperbárico conduzca a la for-mación de cataratas nucleares37.

Peróxido de hidrógeno

Desde finales de la década de los años 70 se ponían losniveles promedio de peróxido de hidrógeno en el humor acuo-so de varias especies animales en el rango de 25 a 60 µM.Cuando se describió el hallazgo de niveles significativamentemás altos en el humor acuoso de personas con cataratas se-

II. FUNDAMENTOS

106

niles38, se comenzó a considerar seriamente la posibilidad deque H2O2 del humor acuoso (también detectable en el crista-lino a concentraciones parecidas) fuese un agente oxidantecataratogénico importante en el ojo. De hecho, H2O2 se con-virtió en uno de los compuestos más frecuentemente utiliza-dos como fuente de estrés oxidativo experimental al que sesomete el cristalino, al ser el más digamos «fisiológico». Porextensión lógica de estas ideas se hicieron intentos de dise-ñar peroxidasas apropiadas que pudiesen servir para preve-nir las cataratas seniles39.

Salvo raras excepciones, los niveles de H2O2 en el humoracuoso se establecieron siempre con el método del diclorofe-nolindofenol (DCPIP). Lo atractivo de este sencillo e ingenio-so método es que permitía determinar, al mismo tiempo, losniveles de ascorbato en el humor acuoso.

La Fig. 5 recoge el procedimiento cuando se hace con unespectrofotómetro que permite el registro continuo de la re-acción40. Cuando DCPIP está oxidado tiene un color azul quese revela por su absorbancia a 605 nm. En la Fig. 5 esto co-rresponde al trazo que comienza a tiempo 0 a un nivel de ab-sorbancia poco mayor de 0,60 unidades. Al añadir ascorbato,o humor acuoso que contiene ascorbato, DCPIP se reduce, y

pierde su color azul. El trazo, en la figura, cae verticalmente.La concentración de ascorbato añadido, o del presente en elhumor acuoso, puede calcularse sobre el nivel de absorban-cia residual a 605 nm, mediante estándares de concentra-ción conocida de ascorbato. Si luego añadimos a la mezclade reacción una alicuota de peroxidasa (POX), el trazo de ab-sorbancia sube si hay H2O2 en el medio, ya que DCPIPred sereoxida segun la reacción:

POXDCPIPred + H2O2 = DCPIPox + 2H2O

La subida es proporcional a la concentracion de H2O2 enla muestra.

Al utilizar el mencionado método, los autores40 observa-ron algo preocupante: el trazo de absorbancia residual deDCPIPred siempre mostraba una tendencia a subir espontá-neamente sin ninguna adición de peroxidasa, indicando queDCPIPred está reoxidándose espontáneamente en presenciade oxígeno. Y se puede demostrar fácilmente que en esa re-oxidación se esta produciendo H2O2:

DCPIPred + O2 = DCPIPox + H2O2El peróxido producido se añade al peróxido que pudiera

haber existido en la muestra, y ambos reaccionan igual enpresencia de la peroxidasa. Esto conduce a una hiperestima-cióon de H2O2 en la muestra, o a hacer que parezca que hayH2O2 donde no lo hay. Corregir este problema no es fácil porlas razones discutidas ampliamente en el trabajo original.Pero sí podemos hacer la reacción tras desplazar lo más po-sible el oxígeno del medio de reacción con argón. En estascondiciones se reduce al mínimo la autooxidación de DCPI-Pred, y lo que era antes una concentración aparente de 25µM H2O2 en el humor acuoso se convierte ahora en alrededorde 1 µM H2O2. Y si se hubiera podido suprimir del todo la au-toxidacion de DCPIPred, hubiera desaparecido el H2O2 del hu-mor acuoso. Todavía pudiera existir, sin embargo, pero a nive-les inferiores al límite de detección del método (que es deaproximadamente 0,25 µM).

Usando el método del DCPIP sin precauciones especia-les, siempre existe una correlacion directa entre la concentra-ción de ascorbato y la de H2O2: cuanto más alto sea el nivelde ascorbato en la muestra analizada más rápida será la au-tooxidación del DCPIPred y más elevada será la aparente con-centración de H2O2 encontrada. Esto llevó a la cuestionableinterpretación, de que el origen del aparente H2O2 en el hu-mor acuoso es la autooxidacion de ascorbato41. Pero bajoningún concepto está garantizada esta conclusión, la cual so-lamente depende de un artefacto metodológico. Curiosamen-te, sin embargo, la idea de que ascorbato es el origen de pe-róxido en el humor acuoso persiste en la literatura34.

Entre las consecuencias beneficiosas derivadas de estahistoria, sin embargo, está el hecho de que prácticamente yano se hacen experimentos en presencia de 100 ó 200 µMH2O2 para estudiar los efectos patológicos de H2O2 sobre elcristalino. Estos niveles pudieran ser fácilmente hasta 1.000


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Fig. 5. Cuantificación de peróxido de hidrógeno (H2O2) con diclorofe-nol indofenol (DCPIP). Al principio del registro se observa la absorban-cia de DCPIPox (azul) a 605 nm, justo por encima de 0,6 unidades. Alañadir ascorbato (o humor acuoso) donde indica la punta de flecha,poco antes de los 2 min de registro, la línea cae indicando que DCPIPoxse ha reducido a DCPIPred (leuco). La adición de peroxidasa (doble pun-ta de flecha) provoca un pequeño aumento en la absorbencia que es de-bido al H2O2 acumulado por la autoxidación de DCPIPred en los casi 3min transcurridos desde la adición del ascorbato a la mezcla de reacción.Si estuviéramos analizando una muestra de humor acuoso, este H2O2 seañadiría a cualquier cantidad de H2O2 que estuviese realmente presenteen la muestra. La adición posterior de 10 nmoles de H2O2 provoca unareoxidación cuantitativa de DCPIPred, manifestada como una subida enabsorbencia de la mezcla. El trazo superior en la zona de 3 a 7 min re-presenta a mayor amplificación la respuesta a la adición de 2 nmoles deH2O2. Obsérvese la tendencia de la línea base a subir poco a poco, refle-jo de la mencionada autoxidación de DCPIPred. Gráfica adapatada de:García-Castiñeiras40.

veces mayores de las concentraciones reales en el humoracuoso; en adición, se ha popularizado como fuente de es-trés oxidativo el uso de niveles hiperbáricos de O2, que es demucha más transcendencia clinica37.

ACOMODACIÓN

La acomodación es el proceso que permite enfocar sobrela retina la imagen de los objetos a diferentes distancias42-45.Estando el ojo emétrope enfocado normalmente a infinito, laacomodación permite llevar a foco los objetos cercanos. Elcristalino está directamente envuelto en este proceso, ya quees capaz de cambiar de forma, para que ocurra la acomoda-ción (Tabla II). Los otros elementos refractivos del ojo no soncapaces de modificar su forma para ajustar el foco sobre laretina. El ojo no acomodado tiene un poder refractivo total de60 dioptrías (D), de los que corresponden unas 40 D fijas ala córnea y unas 20 D fijas al cristalino. Cuando el cristalinose acomoda contribuye hasta 10 D adicionales de poder re-fractivo, que tienen la relevancia particular de que son varia-bles y representan el ajuste focal fino para los objetos cerca-nos. En resumen, el cristalino puede contribuir un poderrefractivo de 30 D totales, de las que 1/3 aproximadamenterepresentan un poder refractivo variable.

Acomodación como fuente de estrés mecánico46,47

El fenómeno de la acomodación representa una fuente deestrés mecánico continuo al que está sometido todo el cristali-no, estrés que puede llevar a la producción de lesiones en sus fi-bras. La miopia impone un estrés mecánico adicional sobre elcristalino al estar la zónula en tensión durante más tiempo de lonormal, lo que, consecuentemente, convierte a la miopía en unfactor de riesgo para desarrollar catarata asociada a la edad46.

Este estrés mecánico (Tabla III) puede derivar en: 1) Des-plazamiento obligado de unas fibras sobre otras, particular-mente en zonas donde las fibras corticales se desplazan so-bre la fibras de la región nuclear del cristalino que ya se estánendureciendo; 2) Tracción de la zónula sobre las fibras de laregión cortical/ecuatorial del cristalino, que tira de la partemedia de las fibras, haciendo posible la rotura de alguna deellas; y 3) Fragilidad progresiva de las fibras centrales que seestán esclerosando.

El reflejo de acomodación

El estímulo adecuado para la acomodación es la borrosi-dad de la imagen retiniana42,43. Pero se desconoce el meca-nismo exacto de como la retina se informa de cuál es el mo-vimiento correctivo adecuado, acomodación odesacomodación. Se trata de un reflejo rápido y complejo quepuede procesar muy variada información, como aberracionesesféricas y cromáticas, cambios en el tamaño de la imagen yjuicio sobre distancia aparente de la imagen. También puedeprovocarse intencionalmente lo que sugiere que en el reflejode acomodación pueden estar envueltos los más elevados ni-veles cognoscitivos y de procesamiento visual48.

La rama aferente del reflejo es el nervio óptico y la efe-rente son las neuronas del núcleo de Edinger-Westphal queenvían señales al músculo ciliar vía sinapsis en el ganglio ci-liar. La contracción del músculo ciliar hacia adelante y aden-tro, que actúa en este caso como un esfinter, ejecuta el pro-ceso de acomodación del cristalino, que lleva de nuevo laimagen sobre la retina.

Asociados con la acomodación se dan varios fenómenos45:1. Aumento de las curvaturas anterior y posterior del

cristalino, particularmente de la anterior.2. Desplazamiento anterior del centro del cristalino y de

su polo anterior. La cámara anterior se hace más pla-na. Se cree que el polo posterior no se mueve, porefecto de la presencia del vítreo.

3. El núcleo del cristalino aumenta de grosor y se abom-ba hacia delante, el córtex que recubre el núcleo nocambia de espesor.

4. El diámetro ecuatorial del cristalino se reduce.5. El ángulo de la cámara anterior se ensancha periféri-

camente.La acomodación se acompaña normalmente de miosis

(que aumenta la profundidad de foco) y de convergencia (paramantener la fijacion bifoveal).

Estos tres fenómenos, acomodacion, miosis y convergen-cia, constituyen la triada de visión cercana42,44.

Plasticidad y elasticidad de cápsula y cristalino42-44

El cristalino jóven es fácilmente deformable bajo presiónpero su elevada elasticidad permite que recupere la forma ori-ginal una vez liberada la presión. Bajo la tensión de la zónula,la cápsula distribuye las fuerzas que recibe sobre todo el cris-talino, ya que es una capa de colágeno inextensible que se haenriquecido en entrecruzamientos moleculares con la edad.

II. FUNDAMENTOS

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Tabla II. Cambios morfológicos durante la acomodación

Ojo no acomodado Ojo acomodado

• Músculo ciliar relajado • Músculo ciliar contraido• Foco en infinito • Foco cercano• Cristalino aplanado • Cristalino engrosado• Zónula tensa • Zónula relajada• Cápsula tensa • Cápsula relajada

Tabla III. Estrés mecánico durante la acomodación:consecuencias

Desplazamiento de unas fibras sobre otrasTracción sobre fibras ecuatoriales: posibilidad de roturaFragilidad progresiva de fibras centrales

En consecuencia, el cristalino se aplasta. Cuando la zónulapierde la tensión, las fuerzas elásticas del propio cristalino ylas de la cápsula, hacen que recupere su forma de reposo ori-ginal para aumentar su poder refractivo. Es posible que cier-tos elementos del citoesqueleto (actina, vimentina, microtúbu-los, spectrina, actinina, etc.) estén envueltos en el proceso.También es posible, aunque especulativo, que el cristalinopueda regular su volumen en función de la acomodacion, paratensar la cápsula y facilitar el efecto de la zónula.

Para mantener la integridad anatómica de la estructuracelular del cristalino durante estos desplazamientos, las fi-bras se enriquecen en uniones intercelulares que tienden amantener su cohesividad, evitando que se separen a conse-cuencia de las fuerzas disociativas de acomodación. Lasuniones entre las fibras van aumentando en densidad y com-plejidad hacia el nucleo4. Los nombres de estas uniones re-flejan su capacidad de ensamblaje al formar estructuras com-plementarias, que las asemejan a un «velcro» biológico44:balls and sockets, outpocketings and infoldings, flaps and im-prints, tongue and groove, microvilli, furrowed membrane, etc.Estas uniones, sin embargo, pudieran quebrarse si la fuerzaque reciben es suficiente, originando una lesión de la mem-brana de la fibra o una dehiscencia de fibras. Se cree que, enmuchos casos, estas lesiones microscópicas podrían aislar-se y curarse. Además de estas estructuras existen tambiénlas suturas que contribuyen de modo importante a la interdi-gitación de las fibras y otras formaciones en las membranasde las fibras que se cree tienen que ver más bien con molé-culas de adhesion intercelular.

Se ha afirmado que las fibras no pueden desplazarseunas sobre otras, por las uniones intercelulares, sino que loscambios de forma del cristalino deben ser debidas a despla-zamientos del citoplasma de las fibras. Es muy posible, sinembargo, que, con el tiempo, el propio citoplasma de las fi-bras maduras tenga las mismas dificultades para desplazar-se que las membranas de las fibras.

Presbiopía

La acomodación puede aumentar el poder dióptrico delcristalino hasta en 10 ó 12 D. La amplitud máxima de acomo-dación se da entre los 10 y 20 años de edad. Luego decrececonstantemente sin que nos demos cuenta. Cuando llega a3,75 D, la situación es definida como presbicia o presbiopíay es entonces cuando tenemos la sensación de haber perdi-do la capacidad de ver de cerca. Esto puede aparecer comoalgo relativamente repentino, pero en realidad ha requeridouna evolución de 45 años de edad de promedio. Hacia los 50años desaparece la capacidad de acomodación.

La presbiopía comienza antes y es de progresión más rá-pida cerca del ecuador que en latitudes más frías49,50. Lo mis-mo ocurre a baja altitud respecto al nivel del mar. Este factorgeográfico se ha atribuido a la temperatura49,50. La tempera-tura, desde luego, puede ser un factor que acelera cualquier

proceso de envejecimiento, por ser precisamente un factor ge-neral de aceleración de las reacciones químicas.

Por su posición dentro del ojo, y por ser avascular, el cris-talino no tiene la temperatura central del organismo, sino quees influenciable por la temperatura ambiental51. El procesomolecular que hace perder elasticidad al cristalino es, pues,probablemente dependiente de la temperatura ambiental, re-trasable al bajar ésta, y acelerable al subirla.

Aunque hay factores extralenticulares de menor influen-cia que pueden contribuir a la presbiopía (geometría de la in-serción zonular, envejecimiento del músculo ciliar, entreotros), se cree que este fenómeno óptico se origina en la pro-pia sustancia del cristalino (teoría de Finchman)43,44, que sehace mas rígida con la edad, en un proceso lento que coinci-de temporalmente con la reducción progresiva de la amplitudde acomodación. Con el músculo ciliar relajado, el cristalinocada vez responde menos al efecto de la tensión de la zónu-la sobre la cápsula, que tiende a aplanar el mismo. Y, tras lacontracción del músculo ciliar, el cristalino recupera con ma-yor dificultad su forma acomodada y la cápsula pierde la elas-ticidad que trabajaba en la misma dirección.

Todo sugiere que el aumento de rigidez o dureza de lasustancia del cristalino no implica pérdida de transparenciadel mismo, pero sí puede implicar cambios moleculares simi-lares que no tienen relación directa en una etapa precoz conla pérdida de transparencia. Sería necesario un nivel adicio-nal de nuevas modificaciones para provocar la disminución dela transparencia del cristalino.


109

Fig. 6. Las fuerzas que afectan a la forma del cristalino. En el estadono-acomodado la zónula tira de la capsula, provocando fuerzas que tien-den a aplastar el cristalino. En el estado de acomodación, la zónula se re-laja debido a la contracción del músculo ciliar y la elasticiad inherente dela cápsula y del cristalino crean fuerzas dirigidas hacia afuera que per-miten que éste se expanda antero-posteriormente; en la región ecuato-rial, por el contrario, las fuerzas se dirigen hacia adentro y hacen que eldiámetro ecuatorial del lente disminuya. Adaptado de: Oyster44.

Una relación entre estos procesos fue ya propuesto por al-gunos autores en el pasado52, pero se enfrenta con el desco-nocimiento que aún tenemos de la química envuelta en el en-vejecimiento normal y anormal del cristalino y con la sensaciónclínica subjetiva de que estas condiciones no tienen nada quever entre sí: la presbicia nos afecta la visión cercana a los 45años y las cataratas nos bloquean la vista a los 70.

TRANSPARENCIA DEL CRISTALINO

El conservar la transparencia del cristalino es clave paraconservar su función a lo largo de la vida. El envejecimientoy otros factores bien conocidos la comprometen y son la cau-sa del empeoramiento de la calidad visual, hecho que puedecondicionar la necesidad de cirugía.

La luz que penetra en el ojo53,54

El ojo posee tejidos transparentes a la luz visible (longitu-des de onda entre 400 nm y 750 nm) para que ésta puedallegar, sin impedimento, hasta la retina y se pueda iniciar ahíel fenómeno de la visión.

Poca radiación nos llega de la atmósfera por debajo de295 nm. Pero la que llega es absorbida por la córnea, que dejapasar solamente longitudes de onda por encima de 295 nm.

La radiacion UV entre 295 y 400 nm penetra hasta el cris-talino que, parcialmente, la absorbe en función de la edad delindividuo. A ese rango es al que pertenecen la radiación bio-lógicamente activa UV-B (295-315 nm) y UV-A (315-400 nm).A la retina comienza a llegar radiación sobre 380 nm y todoel espectro visible.

En la región infrarroja del espectro, el patrón de transmi-tancia de los medios oculares se parece mucho al mostradopor el agua. La absorción de estas energías supone riesgo dedaño térmico.

Ascorbato en humor acuoso

El ascorbato muestra un pico de absorción máximo hacia265 nm, pero exhibe absorción terminal hasta unos 310nm55. Dada la concentración elevada de ascorbato (mayor de1 mM) en el humor acuoso humano y de animales con hábitosde vida diurnos, éste compuesto puede contribuir a absorberradiacion UV-B menor de unos 310 nm56, que de otro modo lle-garía al cristalino. Al mismo tiempo puede suprimir fluorescen-cia del humor acuoso en la región UV-A. A través de estos me-canismos, y junto a su efecto antioxidante, el ascorbato dehumor acuoso representa un mecanismo adicional de protec-ción ocular que puede beneficiar más que nada al cristalino.

El cristalino se tiñe de amarillo con el tiempo

El cristalino debe ser transparente durante toda la vidadel individuo a la radiación visible, para que le sea verdadera-mente útil. Esto puede implicar muchos años en el caso deciertas especies animales de larga vida.

A medida que el cristalino envejece se vuelve cada vezmás amarillo y llega a adquirir hasta una tonalidad marrón enel centro (ver, en el apartado correspondiente, «Modificacio-nes postsintéticas de las cristalinas»). Este hecho es debidoa la acumulación de pigmentos en sus proteínas que van ab-sorbiendo una proporción cada vez mayor de la radiación UV-A y azul que pasa por el cristalino, de manera terminal. Se tra-ta de un proceso normal de envejecimiento que no interfiereen realidad con la visión a no ser que progrese hasta un gra-do en que la absorción terminal invada regiones amplias delespectro visible y reduzca hasta un punto crítico la cantidadde luz que pasa hacia la retina.

Que el cristalino se torne amarillo tiene ciertas consecuen-cias favorables: 1) Disminuir la aberración cromática del crista-lino; 2) Proteger a la retina de los efectos nocivos de la luz UVque haya rebasado la córnea; y 3) Ser reflejo de un proceso con-trolado de estabilización estructural del cristalino que aumentasu capacidad de permanecer transparente con el tiempo.

Absorción y dispersión

La luz visible que penetra en el ojo puede no llegar a sudestino, la retina, por dos razones fundamentales: 1) Por serabsorbida; o 2) Por ser dispersada53. Tanto absorción comodispersión hacen que la luz que sale del medio absorbente odispersante sea de menor intensidad que la luz incidente.

1. Absorción

La luz absorbida se utiliza para hacer pasar las molécu-las que la absorbieron a un estado excitado que se disipa devarias maneras. Si la luz se reemite (fluorescencia) lo hace

II. FUNDAMENTOS

110

Fig. 7. Transmitancias espectrales cumulativas en las superficies poste-riores de los componentes oculares indicados. Los datos son the trans-mitancia directa y corresponden a un adulto jóven o niño, según Boettnery Wolter (Invest Ophthal 1962; 1: 776-783). Adaptado de: Atchinson53.

con energía menor (mayor longitud de onda). Ninguno de losaminoácidos normales que forman parte de una proteína ab-sorben luz visible, por lo que incluso grandes concentracionesde proteína no causan pérdida de transparencia por absor-ción en la región visible del espectro.

Por otro lado, como los tejidos transparentes del ojoson avasculares, carecen de los grupos cromofóricos de laproteína hemoglobina que puedan interferir con la visión.Desde el punto de vista metabólico estos tejidos sobrevi-ven a base, sobretodo, del metabolismo anaeróbico de glu-cosa, que no necesita del concurso de los citocromos yotros pigmentos respiratorios mitocondriales que tambiénposeen grupos cromofóricos. En el cristalino, las mitocon-drias están limitadas al epitelio anterior y capas superficia-les de fibras en vías de diferenciación36. Ello representa unespesor pequeño de la estructura, que no interfiere con latransmisión de luz visible. Solamente los pigmentos de en-vejecimiento del propio cristalino van aumentando con laedad y pueden influir sobre la percepción de color, pero sonen realidad compatibles con un elevado grado de transpa-rencia por muchos años.

Así que quedan los fenómenos de dispersión como me-canismo fundamental de pérdida de transparencia en el cris-talino.

2. Dispersión (scattering)

El tratamiento de los fenómenos de dispersión es com-plejo y depende de numerosos factores53,57-60: 1) Tamaño delas partículas en relación a la longitud de onda que los atra-viesa; 2) Forma de las partículas; 3) Fluctuaciones en el índi-ce de refracción del medio; 4) Grado de independencia de loscentros de dispersión; y 5) Grado de regularidad estructuraldel medio.

Los fenómenos de dispersión resultan en turbidez u opa-lescencia del medio, no así los de absorción.

La luz, por ser radiación electromagnética, es capaz de in-ducir dipolos oscilantes en las moléculas o átomos con losque tropieza, con lo cual cada centro de dispersión se convier-te en un centro de reemision de luz. En el caso sencillo descattering de Rayleigh o elástico cada centro de dispersión secomporta como independiente de los demás, la luz dispersa-da es de la misma longitud de onda que la incidente y su in-tensidad es proporcional al inverso de la cuarta potencia dela longitud de onda que se dispersa. En otras palabras, la in-tensidad de la luz dispersada cae rápidamente al aumentar lalongitud de onda de la luz. Es por esto que la luz azul se dis-persa más intensamente que la luz roja53,59,60.

En el caso de que las partículas sean mayores que la lon-gitud de onda de la luz, cada partícula contiene varios dipolosque pueden interaccionar entre ellos, por lo que el tratamien-to se hace mucho más complejo que en el caso anterior. Sinembargo, se cumple que cuanto mayor sea el área seccionalde la partícula mayor será el grado de dispersión53,59.

Considerando a la luz como fotones (partículas) en movi-miento, también podemos describir el fenómeno de dispersióncomo producido por la existencia de heterogeneidades en elmedio, debidas a cambios o fluctuaciones en su índice de re-fracción (densidad). Se admite también que simples cambiosen la orientación de materiales birrefringentes (ópticamenteactivos), como los relacionados con el citoesqueleto, presen-tes en el medio también pueden ocasionar dispersión60.

Transparencia de los medios oculares

Los medios oculares pueden ser transparentes por razo-nes varias. Es fácil explicar porqué el humor acuoso, e inclu-so el vítreo, por ejemplo, son transparentes; al tratarse de lí-quidos homogéneos acuosos con una concentración muybaja de proteínas apenas se producen fenómenos de disper-sión. Al aumentar la concentracion proteica, sin embargo, elhumor acuoso se torna inmediatamente turbio u opalescente.Esto ocurre, por ejemplo, cuando se produce el llamado hu-mor acuoso secundario por ruptura de la barrera hematoacuo-sa, que lleva a la inundación del humor acuoso con proteínasplasmáticas.

Transparencia en el cristalino

Más complejo es el fenómeno de la transparencia de lacórnea o del cristalino, por contener estructuras celulares y re-presentar soluciones muy concentradas de proteínas. En prin-cipio, la dispersión mostrada por el cristalino es mayor que lade la córnea, ya que se trata de un tejido celular de bastantemayor grosor que la córnea (4 mm vs 0,53 mm, en el centro).Aun así, es muy poca la luz dispersada por el cristalino (5%).

La transparencia de un objeto se asocia en principio conposeer una estructura molecular típica de los cristales, en laque los átomos ocupan posiciones invariantes dentro de unamatriz geométrica ordenada y rígida (cristalina). En estas cir-cunstancias se produce el fenómeno de interferencia destruc-tiva que hace desaparecer el fenómeno de dispersión, al anu-larse entre sí las emisiones que están fuera de fase,procedentes de los distintos centros de dispersión. Al tenerla luz una longitud de onda mucho mayor que el tamaño delos átomos individuales de la matriz cristalina también dismi-nuye la probabilidad de que ocurra la interacción, sobrevivien-do gran parte de la luz que camina hacia el frente.

Al cristalino se le consideró en algún momento como unaestructura paracristalina57, por mostrar un elevado grado deorden, estructuralmente hablando y a varios niveles. Sin em-bargo, pudo definirse posteriormente que la condición detransparencia solamente exige que exista un elevado gradode orden localmente y no una estructura cristalina tridimen-sional extendida. Se compara la situación con la que se daen el vidrio, que es transparente, pero no consiste en una es-tructura estrictamente cristalina58,59.


111

En la medida que disminuye el orden (cristal > líquido)disminuye el grado de interferencia destructiva que se produ-ce, y por tanto, aumenta la dispersión.

El citoplasma de las células del cristalino carece de orga-nelos y tiene una textura granular fina (tamaño menor 20 µm)compatible con gran calidad óptica, compuesta de las crista-linas y del citoesqueleto, de elevado índice de refracción (laconcentración proteica es del 35%).

Las membranas de las fibras son las que contribuyenmás a la dispersión mencionada del 5%, porque tienen un ín-dice de refracción mayor que el del citoplasma. De hecho lasmembranes dan débiles patrones de difracción, que son sufi-cientemente débiles como para no degradar apreciablemen-ne la imagen, aunque pueden producir halos alrededor de ob-jetos brillantes53,59,61.

La elevada concentración de proteína en el cristalino, ade-más de aumentar su índice de refracción, facilita su transpa-rencia61. Este hecho podría parecer contradictorio en principio,pero tiene su explicacion en la teoría física de la dispersión.Explicado de la manera más sencilla posible, una concentra-ción alta de proteína facilita el orden estructural, respecto a lasituación en que la concentración es baja y cada centro de dis-persión se mueve con libertad respecto a los otros. Cuandolos centros de dispersión son independientes y se mueven alazar, la dispersión es máxima. Cuando los centros de disper-sión dejan de moverse al azar, porque interaccionan unos conotros, hay más orden y se facilita la transparencia. Por eso, lamera dilución del material del cristalino por agua osmótica im-bibida da directamente un aumento de turbidez, aunque laconcentracion local de proteína haya bajado.

Sin tener en cuenta la regularidad estructural y para cen-tros independientes de dispersión, la intensidad de la luz dis-persada aumenta con la concentración y el peso molecular dela partícula.

Gradientes proteicos en el cristalino

Una funcion importante del cristalino es enfocar las imá-genes sobre la retina. El poder refractivo del cristalino depen-de de su índice de refracción respecto a los líquidos que lo ro-dean y de la curvatura de sus superficies anterior y posterior.

El índice de refracción promedio del cristalino es 1,420 yel de los líquidos que lo rodean, el humor vítreo y el humoracuoso, es de 1,33661. El índice de refracción de la cápsulano es diferente del de estos últimos. El índice de refracciónes máximo en la región central del cristalino y mínimo en laregión periférica del mismo. Este elevado índice de refracciónse debe a las proteínas de las fibras del cristalino, cuya con-centración tiende a ser máxima, por lo general, en la regiónnuclear del mismo y disminuye en dirección ecuatorial y axialhacia la corteza.

La microrradiografía cuantitativa permite establecer ladistribución de concentración de proteína (peso seco/ml) depolo anterior a polo posterior a lo largo del eje visual en zo-

nas pequeñas del cristalino. En la rata, por ejemplo, Philip-son62 encontró un gradiente continuo de concentración deproteína en todas las edades, a partir de unos días de vida.La concentración de proteína aumenta continuamente haciael centro del cristalino, tanto a lo largo del eje visual como deleje ecuatorial.

En el cristalino humano el gradiente es solamente semi-continuo63: hay una región central de índice de refracciónmáximo pero constante y una zona periférica en que va su-biendo el índice de refracción progresivamente hacia la re-gión central, en una distancia de unos 0,5 mm. La concen-tración máxima de proteína aumenta algo con la edad. Laregión de concentración constante representa un promediodel diámetro a lo largo del eje visual de 75%, con tendenciaa los valores más altos (80%) en cristalinos de mayor edad(70-80 años). El cambio más significativo de concentraciónproteica ocurre en las regiones subcapsulares anterior y pos-terior.

Un gradiente de índice de refracción tiene la ventaja ópti-ca de que disminuye la aberración esférica del cristalino, fe-nómeno que tiende al desenfoque de la imagen; en ausenciade un índice de refracción cambiante los rayos de luz son re-fractados por la parte periférica del cristalino más intensa-mente que los que pasan cercanos al centro convirtiendo alfoco en una línea focal y no un punto focal53,61.

Estos gradientes continuos o semicontinuos de concen-tración proteica pueden generarse mediante dos mecanis-mos de compactacion de las fibras del cristalino.

Compactación del cristalino

Este fenómeno puede implicar dos tipos de proceso dife-rentes:

1. En el primer caso, compactación tipo 1, las fibras pier-den parte de su material interno, que no se sustituye,así que la concentración de lo que se pierde es de lamisma concentración de lo que queda. Las fibras de-ben encojerse para compensar por la pérdida, y por lotanto se compactan, pero lo que tienen dentro en rea-lidad no aumenta en concentración, es decir, no haycambio en el índice de refracción. Existe evidencia in-munológica clara de que el cristalino está continua-mente soltando a circulación fragmentos de sus prote-ínas cristalinas, lo cual apoya la plausibilidad de estemecanismo de compactación en el cristalino humano(ver «Modificaciones post-sintéticas del cristalino»).

2. En la compactacion tipo 2, las fibras pierden agua pordeshidratación, lo cual hace que la concentración deproteína que queda en las fibras aumente, con au-mento del índice de refracción. Este es típicamente unfenómeno sinerético (ver más adelante), que puedepasar desapercibido desde el punto de vista inmuno-lógico si no se transfieren a la circulación péptidos de-rivados.

II. FUNDAMENTOS

112

SUTURAS

Las fibras secundarias maduras pueden tener hasta 8-10mm de longitud, lo cual representa una considerable elonga-ción, pero no les permite cubrir toda la circunferencia del cris-talino. Se dice, por tanto, que las fibras no representan meri-dianos verdaderos en ninguna de las capas concéntricas, nisu polo anterior se encuentra nunca con su polo posterior. Elproceso ha sido particularmente bien estudiado por Kus-zak4,64. La fibra que se origina en un polo no llega a alcanzaral otro polo, sino que se queda corta. El espacio que falta, sinembargo, lo van a ocupar los extremos correspondientes deotras fibras adyacentes que se han originado más ecuatorial-mente, desplazadas unas sobre otras. Cuando las fibras al-canzan su sutura dejan de elongarse. La línea en que se fun-den los extremos de las fibras se denominan suturas.Cuando consideramos no solamente una capa sino todo elespesor del cristalino, las suturas forman planos de sutura(Fig. 8). Las suturas son regiones de gran desorden de lasmembranas que las forman, por la abundancia de interdigita-ciones que comprometen la calidad óptica.

Sin embargo, cuanto más complejo es el patrón de sutu-ras (como en primates) menos es el efecto disruptor, porquelos planos son de menor superficie y muchos están alejadosdel eje visual64. El mismo autor ha adelantado otra posibili-dad sobre la función de las suturas en el cristalino, que esconsiderarlas lugares de intercambios intensos de tipo endo-cítico, fundamentales para la supervivencia metabólica delcristalino a largo plazo, siendo su efecto óptico negativo sim-plemente un mal menor65.

El patrón de suturas es variado, dependiendo de la espe-cie animal: suturas de una línea, una posterior y otra anterior,suturas en forma de Y (tres líneas), etc. También, dentro de unamisma especie, hay variaciones morfológicas según la fase dedesarrollo (Fig. 8; Tabla IV). En el núcleo embrionario del crista-lino humano no hay suturas; en el núcleo fetal las suturas sontipo Y (tres líneas), una anterior y otra posterior invertida; en elnúcleo infantil son tipo estrella sencilla, de 6 líneas; en el nú-cleo adulto son de 9-10 líneas (estrella) que convergen en cadapolo, y con zonas de convergencia de líneas alejadas de los po-los; finalmente, en la corteza de un cristalino adulto (20 añoso más) se pueden distinguir 10-14 líneas (estrella compleja).

Garland66 describe un método para disecar cristalinos hu-manos (obtenidos del National Disease Research Interchangeen Philadelphia, PA) que utiliza el patrón de suturas como guía.Tiene gran interés porque es precisamente el patrón de sutu-ras lo que establece las líneas de discontinuidad en la imagende un cristalino en la lámpara de hendidura67. En este méto-do existe un plano de fácil disección en todos los cristalinosadultos que aparece cuando el cristalino se reduce en diáme-tro a 7 mm. Esta zona de discontinuidad establece el límite en-tre corteza y núcleo. Dependiendo del diámetro total del cris-talino, el núcleo representa entre el 64 y el 87% del diámetrototal. El núcleo así definido contiene el núcleo embrionario (alos tres meses de gestación, contiene fibras primarias), el fe-

tal, el infantil y el adulto. Alcanzada la superficie del núcleoadulto, su patrón de suturas es más difícil de ver. Continuan-do la disección del núcleo se perciben por lo menos dos pla-nos adicionales de fácil disección, uno que define la interfaseentre el núcleo adulto y el infantil (5,5 mm de diámetro) y elotro la superficie del núcleo fetal (4 mm de diámetro).

El núcleo definido según Garland66 es mayor que el queotros autores definen. Por ejemplo, unos consideran núcleo elnúcleo embrionario más el fetal, es decir, el cristalino queexiste al nacer67. El resto que se deposita tras el nacimientolo consideran corteza. Kusak4 define un núcleo parecido al deGarland66, que contiene fibras depositadas hasta la madurezsexual (unos 15 años de edad).

La imagen del cristalino vista con la lámpara de hendidu-ra presenta un patrón relativamente fijo de líneas o zonas os-curas (transparentes) y blancas (opacas), que se sabía rela-cionado con la edad del cristalino. Hoy día se sabe que estepatrón en el humano se debe de manera importante al patrónde suturas que el tiempo establece en el cristalino y no acambios en la velocidad de crecimiento de las fibras, que erauna de las alternativas previamente consideradas.


113

Fig. 8. Tipos de núcleos reconocidos en el cristalino y organizaciónde suturas y cápsula. Los diferentes núcleos que se reconocen en elcristalino (A), las suturas en Y del núcleo fetal (en morado la anterior, enrojo la posterior) (B), y el complejo patrón sutural estrellado de la cáp-sula de un lente adulto humano (C). Adaptados de: A) Procede de Kus-zak4; B) Procede de Brown5; C) Procede de: Kuszak (Kuszak JR, BertramBA, Macsai MS, Rae JL. Sutures of the crystalline lens: a review. Scan-ning Electron Microsc 1984; III: 1369-1378).

Tabla IV. Morfología de suturas en función de la edad

Estructura Morfología Líneas de sutura

Núcleo embrionario No hay suturasNúcleo fetal Tipo Y Una anterior y otra posteriorNúcleo infantil Estrella Seis líneasNúcleo adulto Estrella Nueve o diez líneasCórtex adulto Estrella compleja Diez a catorce líneas

PÉRDIDA DE TRANSPARENCIA EN CATARATAS

En el cristalino cataratoso los fenómenos de dispersiónde la luz son mucho más marcados que en el cristalino nor-mal senil de la misma edad. Esto, por un lado, produce prime-ro deslumbramiento (glare) y luego lleva a la desaparición par-cial o completa de la imagen. El glare lo produce, sobretodo,la catarata subcapsular posterior, ya que en la posición deeste tipo de catarata se dispersa la luz ya enfocada previa-mente por córnea y cristalino.

Bettelheim60 resume los varios mecanismos de pérdidade transparencia en el cristalino (Tabla V): 1) Agregación; 2)Sinéresis; 3) Separaciones de fase; 4) Degeneración demembranas; y 5) Cambios de orientación de componentesdel citoesqueleto.

Agregación

Las partículas cuyo diámetro es λ/20 o mayor inducen dis-persión. Se suele considerar un peso molecular de 1x106 dal-ton o mayor como el de un agregado que se convierte en centrode dispersión. Los fenómenos de agregación se manifiestan yadurante el proceso de envejecimiento. Estos procesos, covalen-tes o no-covalentes, se describen en la sección de «Modificacio-nes postsinteticas de las cristalinas». El proceso hacia la inso-lubilización proteica parece ser distinto en cataratas corticalesy nucleares, debido sobretodo a diferencias en la etapa biológi-ca de las fibras que reciben el daño, como se detalla en la sec-ción de «Etiopatogenia de la catarata relacionada con la edad».

Sinéresis

Se define así el proceso que aumenta la diferencia de ín-dice de refracción entre la unidad o centro de dispersión y elmedio. Su mecanismo primario es el colapso de la proteínaal perder agua de hidratación (bound, nonfreezable water) quepasa a agua libre (bulk, freezable water). Esto automáticamen-te produce turbidez por aumento de la amplitud de fluctuacióndel índice de refracción, y no por el aumento en el tamaño delos centros de dispersión. Estos centros, en realidad, hastapudieran disminuir de tamaño al colapsarse la proteína.

En un proceso cataratoso, tanto como 1/3 del agua totalintracelular se convierte a libre. Otros experimentos sugierenuna redistribución del agua en el cristalino: aunque el agua dehidratación del cristalino pudiera ser la misma en cristalinosnormales y cataratosos, la fracción de agua libre es mayor enlos cristalinos con cataratas. A este fenómeno, Bettelheim60

lo ha denominado «exudación sinerética» creyendo que es par-te del proceso de envejecimiento normal del cristalino y quese produce aún antes de que se den fenómenos de agrega-ción. Este autor argumenta que el proceso que más contribu-ye a la opacificacion en las cataratas nucleares es la sinére-sis (42%), contribuyendo mucho menos la agregacion (14%).

Separaciones de fase

En la denominada catarata por frío se produce la opacifi-cación del núcleo del cristalino al bajar la temperatura. El fe-nómeno es fácilmente reversible al recalentar el sistema. Sesupone se debe a que al enfriar un cristalino se producen mi-crofases de solubilidad (densidad) diferente entre las cristali-nas, que se convierten en opacidad al hacerse su tamaño delorden de la longitud de onda de la luz visible. El fenómenoocurre a una temperatura de transición específica en cadacaso y suele afectar al núcleo. Algunas se comportan comocrioproteínas que precipitan con el frío, creando la separaciónde fases y la opacificación. Por lo general, este mecanismono requiere la separación macroscópica de fases.

Degeneración de las membranas

Las membranas de las fibras del cristalino, prácticamen-te la única estructura subcelular que queda en las fibras, sedisponen en una malla o trama hexagonal muy regular quepermite interferencia destructiva y promueve, por tanto, trans-parencia de manera dominante. La desintegración de lasmembranas de las fibras del cristalino, por tanto, promueveopacificación al favorecer el desorden. Por otro lado, una le-sión bioquímica de la membrana puede actuar como principiode un fenómeno de agregación e insolubilización a través devarios mecanismos, que pueden implicar alteraciones ióni-cas, interferencia con sistemas de transporte, entrecruza-mientos moleculares permanentes con cristalinas y citoes-queleto, así como fenómenos osmóticos que terminen enalteraciones estructurales y cambios en el índice de refrac-ción de los componentes del cristalino: vacuolización, edema,agrandamiento de espacio intercelular, acúmulos de residuoscelulares, ruptura de membrana adicional, etc.

Este mecanismo sería particularmente prevalente en ca-taratas osmóticas corticales y en cataratas secundarias adaño oxidativo de las membranas en cualquier región.

El caso de las suturas en relación con la transparenciadel cristalino se ha comentado previamente.

Cambios de orientación de components del citoesqueleto

Con frecuencia se ignora que cambios en la anisotropíaóptica de las macromoléculas que forman el citoesqueleto yde algunas cristalinas (detectables con luz polarizada) son ra-

II. FUNDAMENTOS

114

Tabla V. Pérdida de transparencia en cataratas: mecanismos

1. Agregación2. Sinéresis3. Separaciones de fase4. Degeneración de membranas5. Cambios de orientación de componentes del citoesqueleto

zón suficiente para la pérdida de transparencia del cristalino,en cuanto que implican randomización del orden estructuralpreexistente.

CONCLUSIONES

El cristalino constituye un órgano único en cuanto a suanatomía y fisiología.

Su fisiología debe mantener su transparencia a lo largode la vida, conservar la acomodación y filtrar la luz ultraviole-ta. Conocer los mecanismos que explican estas importantesfunciones serán la base para desarrollar estrategias que evi-ten la pérdida tanto de la transparencia como de la acomoda-ción o para intentar recuperalas, en el futuro.

BIBLIOGRAFÍA

1. Beebe DC. The lens. In: Kaufman PL, Alm A. Adler’s Physiology of theEye. Clinical Application. 10th edition. St Louis: Mosby; 2003; Ch 5:117-158.

2. Rae J. Physiology of the Lens. In: Albert DM, Jakobiec FA. Principlesand Practice of Ophthalmology. Philadelphia: WB Saunders Co;1994: Ch 8: 123-146.

3. Brown NP, Bron AJ. Biology of the Lens. In: Lens disorders. A clinicalManual of Cataract Diagnosis. Glasgow: Butterworth-Heinemann;1996; Ch 6: 53-77.

4. Kuszak JR, Brown HG. Embriology and Anatomy of the Lens. In: Al-bert DM, Jakobiec FA Principles and Practice of Ophthalmology. Phi-ladelphia: WB Saunders Co; 1994: Ch 5: 82-96.

5. Brown NP, Bron AJ. Development of the lens. In: Lens disorders. A Cli-nical Manual of Cataract Diagnosis. Glasgow: Butterworth-Heine-mann; 1996; Ch 2: 4-16.

6. Harding J. The ageing lens. In: Cataract. Biochemistry, Epidemiologyand Pharmacology. London: Chapman & Hall; 1991; Ch 2: 71-82.

7. Harding JJ, Crabbe MJC. The lens: development, proteins, metabo-lism and cataract. In: Davson H. The Eye, vol Ib (Vegetative Physio-logy and Biochemistry). 3rd ed. London: Academic Press; 1984; Ch3: 207-492.

8. Vander A, Sherman J, Luciano D. Movement of molecules across cellmembranes. In: Vander A, Sherman J, Luciano D, eds. HumanPhysiology. 5th ed. McGraw-Hill Pub Co; 1990; Ch 6: 107-137.

9. Jaffe NS, Horwitz J. Lens Physiology. In: Podos SM, Yanoff M Texbo-ok of Ophthalmology, vol 3 (Lens and cataract). New York: Gower Me-dical Pub; 1992; Ch 3: 3.1-3.5.

10. Mathias RT, Rae JL, Baldo GJ. Physiological properties of the normallens. Physiol Rev; 1997; 77: 21-50.

11. Unakar NJ, Tsui JY. Sodium-potassium-dependent ATPase. I. Cytoche-mical localization in normal and cataractous rat lenses. Invest Oph-thalmol Vis Sci 1980; 19: 630-641.

12. Garner MH, Kuszak JR. Cations, oxidants, light as causative agentsin senile cataracts. PRHSJ 1993; 12: 115-122.

13. Garner WH, Hilal SK, Lee SW, Spector A. Sodium-23 magnetic reso-nance imaging of the eye and lens. Proc Natl Acad Sci USA 1986;83: 1901-1905.

14. Fishbarg J, Diecke FPJ, Kuang K, Yu B, Kang F, Iserovich P, Li Y, Ross-kothen H, Koniarek JP. Transport of fluid by lens epithelium. Am JPhysiol 1999; 276; 45: 548-557.

15. Mackic JB, Jinagouda S, McComb JG, Weiss MH, Kannan R, Kaplo-witz N, Zlokovic BV. Transport of circulating reduced glutathione atthe basolateral side of the anterior lens epithelium. Exp Eye Res1996; 62: 29-37.

16. Kern HL, SL Zolot SL. Transport of vitamin C in the lens. Curr Eye Res1987; 6: 885-896.

17. Garland DL. Ascorbic acid and the eye. Am J Clin Nutr 1991; 54:1198-1202.

18. Borgnia M, Nielsen S, Engel A, Agre P. Cellular and molecular biologyof the aquaporin water channels. Annu Rev Biochem 1999; 68: 42-58.

19. Kandel ER, Siegelbaum SA. Overview of synaptic transmission. In:Kandel ER, Schwartz JH, Jessel TM. Principles of Neural Science. 4thed. NewYork: McGraw-Hill; 2000; Ch 10: 175-186.

20. Katz U. Cellular water content and volume regulation in animal cells.Cell Biochem Function 1995; 13: 189-193.

21. Kuang K, Yiming M, Zhu Z, Iserovich P, Diecke FP, Fischbarg J. Lack ofThreshold for Anisotonic Cell Volume Regulation. J Membrane Biol2006; 211: 27-33.

22. Williams MR, Duncan C, Croghan PC, Riach R, Webb SF. pH regula-tion in tissue-cuotured bovine lens epithelial cells. J Membr Biol1992; 129: 179-187.

23. Bassnett S. Intracellular pH regulation in the embryonic chicken lensepithelium. J Physiol 1990; 431: 445-464.

24. Schultz RM, Liebman MN. Proteins I. Composition and Structure. In:Devlin TM. Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations. 6thed. New York: Wiley & Sons, Inc; 2006; Ch 3: 75-132.

25. Mathias RT, Rae JL. The Lens: local transport and global transpa-rency. Exp Eye Res 2004; 78: 689-698.

26. Candia O. Electrolyte and fluid transport across corneal, conjunctivaland lens epithelia. Exp Eye Res 2004; 78: 527-535.

27. Dong Z, Saikumar P, Weinberg JM, Venkatachalam MA. Calcium in cellinjury and death. Annu Rev Pathol Mech Dis 2006; 1: 405-434.

28. Paterson CA, Delamere NA. ATPases and lens ion balance. Exp EyeRes 2004; 78: 699-703.

29. Marian MJ, Li H, Borchman D, Paterson CA. Plasma membrane Ca2+-ATPase expression in the human lens. Exp Eye Res 2005; 81: 57-64.

30. Gao J, Sun X, Martínez-Wittinghan FJ, Gong X, White TW, Mathias R.Connections between connexins, calcium and cataracts in the lens.J Gen Physiol 2004; 124: 289-300.

31. Duncan G, Jacob TJC. The Lens as a Physicochemical System. In:Davson H. The Eye, vol Ib (Vegetative Physiology and Biochemistry).3rd ed. London: Academic Press; 1984; Ch 2: 159-206.

32. Harding JJ. Experimental opacification of the lens in vivo and in vitro.In: Harding JJ, ed. Cataract. Biochemistry, Epidemiology and Pharma-cology. London: Chapman & Hall; 1991; Ch 4: 125-194.

33. Helbig H, Hinz J-P, Kellner U, Foerster M. Oxygen in the anterior cham-ber of the human eye. German J Ophthalmol 1993; 2: 161-164.

34. Barbazetto IA, Liang J, Chang S, Zheng L, Spector A, Dillon JP. Oxygentension in the rabbit lens and vitreous before and after vitrectomy.Exp Eye Res 2004; 78: 917-924.

35. Shui Y-B, Fu J-J, García C, Dattilo LK, Rajagopal R, McMillan S, MakG, Holekamp NM, Lewis A, Beebe DC. Oxygen distribution in the rab-bit eye and oxygen consumption by the lens. Invest Ophthalmol VisSci 2006; 47: 1571-1580.

36. McNulty R, Wang H, Mathias RT, Ortwerth BJ, Truscott RJW, BassnettS. Regulation of tissue oxygen levels in the mammalian lens. JPhysiol 2004; 559: 883-898.

37. Palmquist BM, Philipson B, Barr PO. Nuclear cataract and myopia du-ring hyperbaric oxygen therapy. Br J Ophthalmol 1984; 68: 113-117.

38. Spector A, Garner WH. Hydrogen peroxide and human cataract. ExpEye Res 1981; 33: 673-681.

39. Wilson SR, Zucker PA, Huang RRC, Spector A. Development ofsynthetic compounds with glutathione peroxidase activity. J AmChem Soc 1989; 111: 5936-5939.

40. Garcia-Castiñeiras S, Velázquez S, Martínez P, Torres N. Aqueous hu-mor hydrogen peroxide analysis with dichlorophenol-indophenol. ExpEye Res 1992; 55: 9-19.

41. Giblin FJ, McCready JP, Kodama T, Reddy VN. A direct correlation bet-ween the levels of ascorbic acid and H2O2 in the aqueous humor.Exp Eye Res 1984; 38: 87-93.

42. Koretz JF. Accommodation and presbyopia. In: Albert DM, JakobiecFA Principles and Practice of Ophthalmology. Philladelphia: WB Saun-ders Co; 1994: Ch 16: 270-282.

43. Atchison DA, Smith G. The aging eye. In: Atchison DA, Smith G, eds.Optics of the human eye. Somerset: Butterworth-Heinemann; 2000;Ch 20: 221-233.


115

44. Oyster CW. The ciliary body and the choroid. In: Oyster CW, ed. TheHuman Eye. Structure and Function. Sunderland: Sinauer Assoc Inc;1999; Ch 11: 447-490.

45. Brown NP, Bron AJ. Accommodation and presbyopia. In: Brown NP,Bron AJ, ed. Lens disorders. A clinical manual of cataract diagnosis.Glasgow: Butterworth-Heinemann; 1996; Ch 5: 48-52.

46. Weale R. A note on a possible relation between refraction and a dis-position for senile nuclear cataract. Br J Ophthalmol 1980; 64: 311-314.

47. Harding J. The epidemiology of cataract. In: Harding J, ed. Cataract:Biochemistry, Epidemiology and Pharmacology. London: Chapmanand Hall; 1991; Ch 3: 83-124.

48. Westheimer G. The neurology of accommodation. In: Albert DM, Ja-kobiec FA, eds. Principles and Practice of Ophthalmology. Philadel-phia: WB Saunders Co; 1994: Ch 17: 282-284.

49. Miranda MN. The geographic factor in the onset of presbyopia. TransAmer Ophthal Soc 1979; 77: 603-621.

50. Weale RA. Human ocular aging and ambient temperature. Br J Oph-thalmol 1981; 65: 869-870.

51. Schwartz B. Environmental temperature and the ocular temperaturegradient. Arch Ophthalmol 1965; 74: 237-243.

52. Miranda MN. Environmental temperature and senile cataract. TransAmer Ophthal Soc 1980; 78: 255-262.

53. Atchison DA, Smith G. Passage of light into the eye. In: Atchison DA,Smith G. Optics of the human eye. Somerset: Butterworth-Heine-mann; 2000; Ch 12: 105-116.

54. Pitts DG, Cameron LL, Jose JG, Lerman S, Moss E, Varma SD, ZiglerS, Zigman S, Zuclich. Optical radiation and cataracts. In: Waxler M,Hitchins VM, eds. Optical Radiation and Visual Health. Boca Raton:CRC Press; 1986; Ch 2: 5-41.

55. Lewin S. Vitamin C: Its Molecular Biology and Medical Potential. Lon-don: Academic Press; 1976; Ch 1: 5-39.

56. Ringvold A. Aqueous humor and ultraviolet radiation. Acta Ophthal-mol Scand 1980; 58: 69-82.

57. Trokel S. The physical basis for transparency of the crystalline lens.Invest Ophthalmol 1962; 1: 493-501.

58. Benedek GB. Theory of transparency of the eye. Appl Opt 1971; 10:459-473.

59. Tardieu A, Delaye M. Eye lens proteins and transparency: from lighttransmission theory to solution x-ray structural analysis. Ann RevBiophys Biophys Chem 1988; 17: 47-70.

60. Bettelheim FA. Physical basis of lens transparency. In: Maisel H. TheOcular Lens. Structure, Function and Pathology. New York: M Dekker;1985: Ch 7: 265-300.

61. Jaffe NS, Horwitz J. Lens Biophysics. In: In: Podos SM, Yanoff M Tex-book of Ophthalmology, vol 3 (Lens and cataract). New York: GowerMedical Pub; 1992; Ch 2: 2.1-2.7.

62. Philipson B. Distribution of protein within the normal rat lens. Inves-tig Opthal Vis Sci 1969; 8: 258-270.

63. Fagerholm PP, Philipson BT, Lindström B. Normal human lens: the dis-tribution of protein. Exp Eye Res 1981; 33: 615-620.

64. Kuszak JR, Peterson KL, Sivak JG, Herbert KL. The interrelationshipof lens anatomy and optical quality. II. Primate lenses. Exp Eye Res1994; 59: 521-535.

65. Kuszak JR, Sivak JG, Weerheim JA. Lens optical quality is a directfunction of lens sutural architecture. Invest Ophthalmol Vis Sci1991; 32: 2119-2229.

66. Garland DL, Duglas-Tabor Y, Jimenez-Asensio J, Datiles MB, Magno B.The nucleus of the human lens: demonstration of a highly characteris-tic protein pattern by two-dimensional electrophoresis and introductionof a new method of lens dissection. Exp Eye Res 1996; 62: 285-291.

67. Brown NP, Bron AJ. Lens growth. In: Brown NP, Bron AJ, ed. Lens di-sorders. A Clinical Manual of Cataract Diagnosis. Glasgow: Butter-worth-Heinemann; 1996; Ch 3: 17-31.

II. FUNDAMENTOS

116

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Fisiologia Del Cristalino