PRINCIPIOS FISICOS DE LA OPTICA
La luz viaja por los objetos transpaentes a menor velocidad que el aire. E l indice de refracción de una sustancia transparente es el cociente entre la velocidad de la luz en el aire y la velocidad en ese objeto transparente.
El sentido de la luz es perpendicular al plano de la onda. Cuando una onda luminosa atravieza la superficie angulada, se refracta (dobla) con un cierto angulo si los indices de refraccion de los dos medios son diferentes. El angulo depende del indice de refraccion del material de barrera y del angulo entre las dos superficies.
APLICACION DE LOS PRINCIPIOS DE REFRACCION DE LAS LENTES
La lente convexa concentra los rayos de luz. Los rayos de luz que atraviezan el perimetro de la lente se doblan hacia los que atraviezan en la region central. Se dice que los rayos de luz convergen.
La lente concava dispersa los rayos de luz. En el perimetro de la lente, las ondas luminosas se refractan, de manera que viajan perpendiculares al frente de onda o interfaz, y se doblan, desviandose de las que atraviensan en la región central. A este fenomeno le es nombrado como divergencia.
En la distancia focal, los puntos convergen en un punto comun.
OPTICA DEL OJO
El ojo equivale a una camara fotografica. Posee una lente variable (pupila) y la retina, que corresponde con la pelicula.
La acomodacion depende de la forma del cristalino y permite que el ojo enfoque los objetos cercanos. Cuando se desvía la mirada de un objeto lejano a otro proximo aparece el objeto de acomodacion que aumenta la convexidad del cristalino, estrecha el diametro de la pupila y produce aduccion de los dos ojos.
A la perdida de la acomodacion por el cristalino se le conoce como presbicia. Sucede muy comun al envejecer,. Puede corregirse con gafas de lectura, que son diseñadas para aumentar los objetos cercanos, o con lentes bifocales.
El diametro de la pupila (iris) tambien influye en la acomodacion
ERRORES EN LA REFACCION
emetropia: es el estado normal del ojo. Los musculos ciliares estan en reposo y todos los objetos alejados se end¿focan con nitidez en la retina.
Hipermetropia: se debe a que el globo ocular es demasiado corto en visión desde su vertice hacia la base. Este transtorno corrige la luz convexa.
Miopia: se debe a que el globo ocular se alarga de adelante hacia atras, por lo que los rayos de luz se enfocan delante de la retina. Este corrige la luz con una lente concava.
astigmatismo: debido a diferencias considerables en la curvatura de los diferentes planos oculares. Para corregir este transtorno se necesita una lente cilindrica.
Cataratas: se debe a la opacidad que se forma en ulna parte del cristalino. El tratamiento prefeido es la extraccion del cristalino y su sustitucion por una lente artificial.
Queratocono: trastorno ocasionado por la forma extraña de la cornea, que sobresale mucho por un lado y provoca un extraño problema grave de refacción que nopuede corregirse con una sola lente.
AGUDEZA VISUAL
La fóvea se compone enteramente de cono fotorreceptores, cada uno tiene un diametro aproximado de 1.5 micrometros. En esta parte la agudeza visual es mas nítida.
El descensod de la agudeza visual de la fóvea se debe, en partes, a la presencia de bastones mezclados con conos y a la union de algunos bastones y conos a las mismas celulas ganglionares.
PERCEPCION DE LA PROFUNDIDAD
S i se conoce el tamaño de un objeto, el cerebro puede calcular su distancia con respecto al ojo.
La vision binocular tambien ayuda a determinar la distancia de un objeto. C omo los ojos suelen estar separados unos 5 cm, un objeto sirtuaod a 2.5 cm del puente de la nariz seria visto por una paqueña parte de la retina periferica de ambos ojos.
OFTALMOSCOPIO
El oftalmoscopio ilumina la retina del ojo observado por medio de un espejo o prisma y una pequeña bombilla. El observador coloca el instrumento para ver la retina del sujeto para ver la pupila. Si los ojos del sujeto o los del examinador no son emétropes, la refraccion se puede ajustar con una serie de lentes movibles del oftalmoscopio.
SISTEMA HUMORAL DEL OJO: LIQUIDO INTRAOCULAR
- humor vitreo: se encuentra entre el cristalino y la retina y es el cuerpo más gelatinoso que líquido. Las sustancias pueden difundirse a través, pero el flujo o el movimiento de este líquido es mínimo.
- Humor acuoso: es un líquido acuoso segregado por el epitelio de las prolongaciones ciliares del cuerpo ciliar. Este líquido emigra entre los ligamentos de sujecion del cristalino y atraviesa una malla trabecular, entrando en el conducto de Schlemm, que desemboca en las venas extraoculares.
La presión intraocular es de 15 mmHg y varia entre 12 y 20 mmHg. Para medir la presión de el ojo se usa en tonómetro.
GLAUCOMA
Trastorno en el que la presión ocular alcanza cifras muy peligrosamente elevadas (60a 70 mmHg). Cuando la presión ocular alcanza los 20 mmHg, los axones de las celulas ganglionares comienzan a comprimirse hasta el extremo de interrumpir el flujo axónico, causando daño permanente en la neurona.
La compresión de la arteria central de la retina puede ocasionar tambien la muerte neuronal de la retina.
El glaucoma se puede tratar con colirios oculares, que reducen la secrecion del humor acuoso o aumentan la absorbcion de este. Si en dado caso, el tratamiento farmacológico frasa, tendrá que hacerse una intevención quirurgica para abrir los espacios trabeculares o drenar directamente la malla trabecular hacia los espacios subconjuntivales situados fuera del globo ocular.
FUNCION RECEPTORA Y NERVIOSA DE LA RETINA
La retina se compone de 10 capas o estratos celulares que se enumeran de forma secuencial, comenzando por el mas externo:
- capa pigmentaria
- Capa de conos y bastones
- membrana limitante externa
- capa nuclear externa
- capa plaxiforme externa
- Capa nuclear interna
- Capa plexiforme interna}
- Capa ganglionar
- Capas de fibras del nervio óptico
- Membrana limitante interna
Cuando la luz atraviesa el sistema ocular de lentes, encuentra primero la membrana limitante internas, las fibras del nervio optico y la capa de las celulas ganglionares; luego prosiguen por los demas para alcanzar los receptores (conos y bastones).
La fóvea es una regon especializada situada en el centro de la retina. Dentro del centro de la fóvea existe una zona, denominada fóvea central, aqui la agudeza visual alcanza el máximo y la capa de fotorreceptores solo contiene conos. Además, las capas subyacentes de la retina, a lo largo del nervio optico y de los vasos sanguineos, se desplazan lateralmente para facilitar el acceso mas directo posible a los receptores.
El fotopigmento sensible a la luz, «rodopsina», se encuentra en el segmento externo del bastón, mientras que el cono tiene un material parecido, un pigmento sensible a las luces, la «fotopsina». Estos fotopigmentos son proteinas incorporadas a un conjunto apilado de discos membranosos en el segmento externo del receptor.
Los segmentos internos de los bastones y conos son basicamente identicos y contiene componentes y orgánulos citoplasmicos comunes a otros somas neuronales.
El cuerno sinaptico contiene elemoentos como mitocondrias y vesiculas sinapticas, habituales en las terminaciones axónicas del cerebro.
El pigmento negro «melanina» de la capa del pigmento reduce la flexión de la luz por el globo ocular y cumple una funcion parecida al color negro del interior de los fuelles de una camara.
FOTOQUIMICA DE LA VISION
Ciclo rodopsina-retinal y excitacion de los bastones
la rodopsina se descompone por la energia luminica. El fotopigmento rodopsina de ls bastones se concentra en la porcion del segmento externo que sobresale a la capa pigmentaria.
Esta sustancia es una combinacion de la proteina escotopsina y del pigmento carotenoide retinal, o más concretamente, 11-cis retinal.
Cuando la rodopsina absorbe la energia luminica, el retinal se transforma en su configuracion todo-trans y comienan a separarse sus componentes retinal y escotopsina.
Tras una serie de reacciones extraordinariamente rápidas, componente retinal se transforma en luminorrodopsina, metarrodopsina I, metarrodopsina II y la escotopsina, y se escinde el todo-tras retinal
Regeneracion de la rodopsina
En la primera etapa: el todo-trans retinal se convierte en 11-cis retinal, este se combina con la escotopsina para dar la rodopsina
Hay otra segunda via de la fpormación de rodopsina basada en la conversión del todo-trans retinal en todo-trans retinol, que es una forma de la vitimina A.
El retinol se convierte en 11-cis retinol por vía enzimática y luego en 11-cis retinal, que puede combinarse con la escotopsina y consecutivamente dar rodopsina.
Adaptacion a la luz y la oscuridad
Si se efectua a un exposicion prolongada a una luz brillante, un porcentaje considerable de las sustancias fotoquimicas de los bastones y de los conos disminuye y gran parte del retinal se trabsforma en vitamina A.
El resultado de ese descenso a la sensibilidad global a la luz se conoce como sensibilidad a la luz.
Por el contrario, si una persona se mantiene mucho tiempo en la oscuridad, las opsinas y el retina se convierten en nuevos pigmentos fotosensibles. Además, la vitamina A se transforma en retinal, aportando aun más pigmento fotosensible; este proceso se le conoce como » adaptación a la oscuridad».
Vision en color
La sensibilidad espectral de los tres tipos de conos depende de las curvas de absorcion de luz de los tres pigmentos respectivos.
Todo color visible (aparte del azul, verde o rojo) es el resultado de la estimulacion combinada de dos o mas tipos de conos.
Si se modifica el color de la luz que ilumina una escena no se altera sustancialmente la tonalidad del color de esa escena, lo que se conoce como «constancia del color»mecanismo atribuido a la corteza visual primaria.
Una persona sin conos rojos sufre de «protanopía».
NEUROFISIOLOGIA CENTRAL DE LA VISION
Los axones de las celulas ganglionares de la retina forman el nervio optico.
Los axones que se originan en la mitad nasal de la retina se decusan por el quiasma optico y la otra mitad temporal continua or la cara lateral del quiasma sin cruzarse.
Los axones retinianos siguen detras del quiasma en forma de tracto optico y la mayorita termina en el nucleo geniculado lateral dorsal.
Dr. Guillermo Juárez 