Córnea

La córnea es la parte frontal transparente del ojo que cubre el iris, la pupila y la cámara anterior. La córnea, con la cámara anterior y el cristalino, refracta la luz, y la córnea representa aproximadamente dos tercios de la potencia óptica total del ojo. En los humanos, el poder de refracción de la córnea es de aproximadamente 43 dioptrías. La córnea puede ser remodelada mediante procedimientos quirúrgicos como el LASIK.

Mientras que la córnea contribuye con la mayor parte del poder de enfoque del ojo, su enfoque es fijo. La acomodación (el reenfoque de la luz para ver mejor los objetos cercanos) se logra cambiando la geometría del cristalino. Los términos médicos relacionados con la córnea a menudo comienzan con el prefijo «kerat-» de la palabra griega κέρας, cuerno.

Estructura

La córnea tiene terminaciones nerviosas no mielinizadas sensibles al tacto, la temperatura y los productos químicos; el tacto de la córnea provoca un reflejo involuntario para cerrar el párpado. Debido a que la transparencia es de suma importancia, la córnea sana no tiene ni necesita vasos sanguíneos dentro de ella. En su lugar, el oxígeno se disuelve en las lágrimas y luego se difunde por toda la córnea para mantenerla sana. De forma similar, los nutrientes son transportados por difusión desde el líquido lagrimal a través de la superficie exterior y el humor acuoso a través de la superficie interior. Los nutrientes también vienen a través de las neurotrofinas suministradas por los nervios de la córnea. En los humanos, la córnea tiene un diámetro de unos 11,5 mm y un grosor de 0,5-0,6 mm en el centro y 0,6-0,8 mm en la periferia. La transparencia, la avascularidad, la presencia de células inmunes residentes inmaduras y el privilegio inmunológico hacen de la córnea un tejido muy especial.

La proteína soluble más abundante en la córnea de los mamíferos es la albúmina.

La córnea humana limita con la esclerótica a través del limbo corneal. En las lampreas, la córnea es sólo una extensión de la esclerótica, y está separada de la piel que la cubre, pero en los vertebrados más avanzados siempre se fusiona con la piel para formar una única estructura, aunque esté compuesta de múltiples capas. En los peces, y en los vertebrados acuáticos en general, la córnea no desempeña ningún papel en el enfoque de la luz, ya que tiene prácticamente el mismo índice de refracción que el agua.

Microanatomía

La córnea humana tiene cinco capas (posiblemente seis, si se incluye la capa de Dua). Las córneas de otros primates tienen cinco capas conocidas. Las córneas de gatos, perros, lobos y otros carnívoros sólo tienen cuatro. De la anterior a la posterior, las capas de la córnea humana son:

1. Epitelio corneal: una capa de tejido epitelial multicelular extremadamente delgada (epitelio escamoso estratificado no queratinizado) de células de rápido crecimiento y fácil regeneración, que se mantiene húmeda con lágrimas. La irregularidad o el edema del epitelio corneal altera la suavidad de la interfaz aire/película de lágrimas, el componente más significativo del poder de refracción total del ojo, reduciendo así la agudeza visual. Es continuo con el epitelio conjuntival, y está compuesto por unas 6 capas de células que se desprenden constantemente de la capa expuesta y se regeneran por multiplicación en la capa basal.
2. Capa de Bowman (también conocida como la membrana limitante anterior): cuando se discute en lugar de una membrana basal subepitelial, la Capa de Bowman es una capa resistente compuesta de colágeno (principalmente fibrillas de colágeno de tipo I), laminina, nidógeno, perlecán y otras HSPG que protegen el estroma corneal. Cuando se analiza como una entidad separada de la membrana basal subepitelial, la Capa de Bowman puede describirse como una región acelular y condensada del estroma apical, compuesta principalmente de fibrillas de colágeno organizadas al azar pero fuertemente tejidas. Estas fibrillas interactúan y se unen entre sí. Esta capa tiene de 8 a 14 micrómetros (μm) de espesor y está ausente o es muy delgada en los no primates.
3. Estroma corneal (también substantia propria): una capa media gruesa y transparente, que consiste en fibras de colágeno organizadas regularmente junto con queratocitos interconectados y escasamente distribuidos, que son las células para la reparación y el mantenimiento general. Son paralelos y se superponen como las páginas de un libro. El estroma corneal consiste en aproximadamente 200 capas de fibrillas de colágeno principalmente de tipo I. Cada capa es de 1,5-2,5 μm. Hasta el 90% del grosor de la córnea está compuesto por el estroma. Hay 2 teorías de cómo se produce la transparencia en la córnea:
   1. La disposición de las fibrillas de colágeno en el estroma. La dispersión de la luz por las fibrillas individuales es cancelada por la interferencia destructiva de la luz dispersa de otras fibrillas individuales.
   2. El espaciado de las fibrillas de colágeno vecinas en el estroma debe ser < 200 nm para que haya transparencia. (Goldman y Benedek).
4. Membrana de Descemet (también membrana limitante posterior): una fina capa acelular que sirve como membrana basal modificada del endotelio corneal, de la que se derivan las células. Esta capa está compuesta principalmente de fibrillas de colágeno tipo IV, menos rígidas que las fibrillas de colágeno tipo I, y tiene un grosor de alrededor de 5-20 μm, dependiendo de la edad del sujeto. Justo antes de la membrana de Descemet, una capa muy delgada y fuerte, la capa de Dua, de 15 micras de espesor y capaz de soportar 1,5 a 2 bares de presión.
5. Endotelio corneal: una simple monocapa escamosa o cuboidal baja, de aproximadamente 5 μm de espesor, de células ricas en mitocondrias. Estas células son responsables de regular el transporte de fluidos y solutos entre los compartimentos estromales acuoso y corneal. (El término endotelio es un término equivocado aquí. El endotelio corneal está bañado por el humor acuoso, no por la sangre o la linfa, y tiene un origen, una función y un aspecto muy diferentes a los de la endotelia vascular). A diferencia del epitelio corneal, las células del endotelio no se regeneran. En su lugar, se estiran para compensar las células muertas, lo que reduce la densidad celular global del endotelio, lo que afecta a la regulación de los fluidos. Si el endotelio ya no puede mantener un equilibrio adecuado de fluidos, se producirá una hinchazón del estroma debido al exceso de fluidos y la consiguiente pérdida de transparencia, lo que puede causar un edema corneal e interferir con la transparencia de la córnea y, por tanto, perjudicar la imagen que se forma. Las células de pigmento del iris depositadas en el endotelio de la córnea pueden a veces ser lavadas en un patrón vertical distinto por las corrientes acuosas – esto se conoce como el Huso de Krukenberg.

Inervación

La córnea es uno de los tejidos más sensibles del cuerpo, ya que está densamente inervada con fibras nerviosas sensoriales a través de la división oftálmica del nervio trigémino por medio de 70-80 nervios ciliares largos. Las investigaciones sugieren que la densidad de los receptores del dolor en la córnea es 300-600 veces mayor que la piel y 20-40 veces mayor que la pulpa dental, haciendo que cualquier lesión en la estructura sea insoportablemente dolorosa.

Los nervios ciliares corren por debajo del endotelio y salen del ojo a través de agujeros en la esclerótica, aparte del nervio óptico (que sólo transmite señales ópticas). Los nervios entran en la córnea a través de tres niveles: escleral, episcleral y conjuntival. La mayoría de los haces dan lugar por subdivisión a una red en el estroma, desde la cual las fibras abastecen las diferentes regiones. Las tres redes son: medio-romal, subepitelial/sub-basal y epitelial. Los campos receptivos de cada terminación nerviosa son muy grandes, y pueden superponerse.

Los nervios corneales de la capa subepitelial terminan cerca de la capa epitelial superficial de la córnea en un patrón espiral logarítmico. La densidad de los nervios epiteliales disminuye con la edad, especialmente después de la séptima década.

Función de la córnea

Refracción

El componente óptico se ocupa de producir una imagen invertida reducida en la retina. El sistema óptico del ojo consiste no sólo en dos sino en cuatro superficies, dos en la córnea, dos en el cristalino. Los rayos son refractados hacia la línea media. Los rayos distantes, debido a su naturaleza paralela, convergen en un punto de la retina. La córnea admite luz en el ángulo más grande. Los humores acuosos y vítreos tienen un índice de refracción de 1.336-1.339, mientras que la córnea tiene un índice de refracción de 1.376. Debido a que el cambio en el índice de refracción entre la córnea y el humor acuoso es relativamente pequeño comparado con el cambio en la interfaz aire-córnea, tiene un efecto de refracción insignificante, típicamente -6 dioptrías. Se considera que la córnea es una lente de menisco positiva. En algunos animales, como las especies de pájaros, camaleones y una especie de peces, la córnea también puede enfocar.

Transparencia

Al morir o al extraer un ojo, la córnea absorbe el humor acuoso, se engrosa y se vuelve borrosa. La transparencia puede ser restaurada poniéndolo en una cámara caliente y bien ventilada a 31 °C, permitiendo que el fluido salga de la córnea y se vuelva transparente. La córnea recibe el fluido del humor acuoso y de los pequeños vasos sanguíneos del limbo, pero una bomba expulsa el fluido inmediatamente después de su entrada. Cuando la energía es deficiente la bomba puede fallar, o funcionar demasiado lentamente para compensar, lo que provoca hinchazón. Esto surge al morir, pero un ojo muerto puede ser colocado en una cámara caliente con un depósito de azúcar y glucógeno que generalmente mantiene la córnea transparente durante al menos 24 horas.

El endotelio controla esta acción de bombeo y, como se ha dicho anteriormente, los daños de la misma son más graves y son causa de opacidad e hinchazón. Cuando se produce un daño en la córnea, como en una infección viral, el colágeno utilizado para reparar el proceso no se dispone regularmente, lo que da lugar a un parche opaco (leucoma). Cuando se necesita una córnea para el transplante, como en un banco de ojos, el mejor procedimiento es retirar la córnea del globo ocular, evitando que la córnea absorba el humor acuoso.

Significado clínico

Los trastornos corneales más comunes son los siguientes:

• Abrasión corneal – una condición médica que implica la pérdida de la capa epitelial superficial de la córnea del ojo como resultado de un traumatismo en la superficie del ojo.
• Distrofia corneal – una condición en la que una o más partes de la córnea pierden su claridad normal debido a la acumulación de material nublado.
• Úlcera corneal – una condición inflamatoria o infecciosa de la córnea que implica la alteración de su capa epitelial con la participación del estroma corneal.
• Neovascularización corneal: crecimiento excesivo de los vasos sanguíneos desde el plexo vascular del miembro hasta la córnea, causado por la privación de oxígeno del aire.
• Distrofia de Fuchs – visión nublada de la mañana.
• Queratitis – inflamación de la córnea.
• Queratocono – una enfermedad degenerativa, la córnea se adelgaza y cambia de forma para parecerse más a un cono.
• Cuerpo extraño en la córnea – uno de los riesgos laborales prevenibles más comunes.

Tratamiento y manejo

Procedimientos quirúrgicos

Varias técnicas de cirugía ocular refractiva cambian la forma de la córnea con el fin de reducir la necesidad de lentes correctivas o de mejorar el estado refractivo del ojo. En muchas de las técnicas utilizadas hoy en día, la remodelación de la córnea se realiza por fotoablación utilizando el láser excimer.

Si el estroma corneal desarrolla una opacidad, irregularidad o edema visualmente significativos, se puede trasplantar la córnea de un donante fallecido. Debido a que no hay vasos sanguíneos en la córnea, también hay pocos problemas de rechazo de la nueva córnea.

También hay córneas sintéticas (queratoprótesis) en desarrollo. La mayoría son meramente insertos de plástico, pero también existen los compuestos de materiales sintéticos biocompatibles que fomentan el crecimiento de tejido en la córnea sintética, promoviendo así la biointegración. Otros métodos, como las membranas magnéticas deformables y la estimulación magnética transcraneal ópticamente coherente de la retina humana, se encuentran todavía en fases muy tempranas de investigación.

Otros procedimientos

La ortoqueratología es un método que utiliza lentes de contacto especializadas duras o rígidas permeables al gas para remodelar transitoriamente la córnea con el fin de mejorar el estado refractivo del ojo o reducir la necesidad de gafas y lentes de contacto.

En 2009, investigadores del Centro Médico de la Universidad de Pittsburgh demostraron que las células madre recogidas de córneas humanas pueden restaurar la transparencia sin provocar una respuesta de rechazo en ratones con daños en la córnea. En el caso de las enfermedades epiteliales de la córnea, como el Síndrome de Stevens Johnson, la úlcera persistente en la córnea, etc., las células madre del limbo suprabasal autólogo contralateral (normal) derivadas in vitro de la expansión de la córnea son eficaces, ya que la expansión basada en la membrana amniótica es controvertida. En el caso de las enfermedades endoteliales, como la queratopatía bullosa, se ha demostrado que las células precursoras del endotelio corneal del cadáver son eficaces. Se espera que las tecnologías de ingeniería de tejidos que han surgido recientemente sean capaces de hacer que las células corneales de un donante de cadáveres se expandan y sean utilizables en el ojo de más de un paciente.

La retención y permeabilidad de la córnea en el suministro de drogas tópicas al ojo

La mayoría de los agentes terapéuticos oculares se administran al ojo por vía tópica. La córnea es una de las principales barreras para la difusión de las drogas debido a su naturaleza altamente impermeable. Su continua irrigación con un fluido lagrimal también resulta en una pobre retención de los agentes terapéuticos en la superficie ocular. La escasa permeabilidad de la córnea y el rápido lavado de los agentes terapéuticos de la superficie ocular dan como resultado una biodisponibilidad muy baja de los medicamentos administrados por vía tópica (normalmente menos del 5%). La escasa retención de las formulaciones en la superficie ocular podría mejorarse potencialmente con el uso de polímeros mucoadhesivos. La permeabilidad de las drogas a través de la córnea podría facilitarse con la adición de potenciadores de la penetración en las formulaciones tópicas.

Vídeos

Referencias

1. Fuest, M, Boor, P, Knuechel, R, DeRegCOVID, Walter, P, Salla, S et al.. Postmortem conjunctival and nasopharyngeal swabs in SARS-CoV-2 infected and uninfected patients. Acta Ophthalmol. 2020; :. doi: 10.1111/aos.14559. PubMed PMID:32767497 .
2. Yuan, JH, Schulman, BR, Effraim, PR, Sulayman, DH, Jacobs, DS, Waxman, SG et al.. Genomic analysis of 21 patients with corneal neuralgia after refractive surgery. Pain Rep. ;5 (4):e826. doi: 10.1097/PR9.0000000000000826. PubMed PMID:32766464 PubMed Central PMC7390595.
3. Nurković, JS, Vojinović, R, Dolićanin, Z. Corneal Stem Cells as a Source of Regenerative Cell-Based Therapy. Stem Cells Int. 2020;2020 :8813447. doi: 10.1155/2020/8813447. PubMed PMID:32765614 PubMed Central PMC7388005.
4. Toth, D, Szabo, E, Tamas, A, Juhasz, T, Horvath, G, Fabian, E et al.. Protective Effects of PACAP in Peripheral Organs. Front Endocrinol (Lausanne). 2020;11 :377. doi: 10.3389/fendo.2020.00377. PubMed PMID:32765418 PubMed Central PMC7381171.
5. Ouyang, X, Yang, J, Hong, Z, Wu, Y, Xie, Y, Wang, G et al.. Mechanisms of blue light-induced eye hazard and protective measures: a review. Biomed. Pharmacother. 2020;130 :110577. doi: 10.1016/j.biopha.2020.110577. PubMed PMID:32763817 .