FISIOLOGÍA DE LA VISIÓN: MECANISMOS BÁSICOS DEL PROCESO VISUAL
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FISIOLOGÍA DE LA VISIÓN: MECANISMOS BÁSICOS DEL PROCESO VISUAL FISIOLOGÍA DE LA RETINA Prueba de oposición para optar al cargo de Profesor Titular de Fisiología de la Facultad de Ciencias Médicas de la Universidad Nacional de Rosario Dr. Pablo Arias Prof. Adjunto de Fisiología FMED-UBA - PowerPoint PPT Presentation
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Fisiología de la Visión 1
FISIOLOGÍA DE LA VISIÓN: FISIOLOGÍA DE LA VISIÓN: MECANISMOS BÁSICOS DEL PROCESO VISUAL MECANISMOS BÁSICOS DEL PROCESO VISUAL
FISIOLOGÍA DE LA RETINAFISIOLOGÍA DE LA RETINA
Prueba de oposición para optar al cargoPrueba de oposición para optar al cargode Profesor Titular de Fisiología dede Profesor Titular de Fisiología dela Facultad de Ciencias Médicas de la Facultad de Ciencias Médicas de la Universidad Nacional de Rosariola Universidad Nacional de Rosario
Dr. Pablo AriasDr. Pablo Arias
Prof. Adjunto de FisiologíaProf. Adjunto de FisiologíaFMED-UBAFMED-UBAFCM-UNLFCM-UNL
FISIOLOGÍA DE LA VISIÓN: FISIOLOGÍA DE LA VISIÓN: MECANISMOS BÁSICOS DEL PROCESO VISUAL MECANISMOS BÁSICOS DEL PROCESO VISUAL
FISIOLOGÍA DE LA RETINAFISIOLOGÍA DE LA RETINA
Prueba de oposición para optar al cargoPrueba de oposición para optar al cargode Profesor Titular de Fisiología dede Profesor Titular de Fisiología dela Facultad de Ciencias Médicas de la Facultad de Ciencias Médicas de la Universidad Nacional de Rosariola Universidad Nacional de Rosario
Dr. Pablo AriasDr. Pablo Arias
Prof. Adjunto de FisiologíaProf. Adjunto de FisiologíaFMED-UBAFMED-UBAFCM-UNLFCM-UNL
Fisiología de la Visión 2
OBJETIVOS OPERATIVOSEL ESTUDIO DE LOS TEMAS DEL PRESENTE SEMINARIO
DEBE PERMITIRLES: Enumerar las funciones del sistema visual Graficar el sistema óptico del ojo humano y la potencia de sus lentes. Describir los
errores de refracción más frecuentes y la forma de corregir dichos errores. Graficar el trayecto de las fibras del nervio óptico hasta el núcleo geniculado lateral
y la proyección desde esta estación hasta la corteza visual primaria. Utilizando el esquema anterior, describir el campo visual de cada ojo y predecir los
déficits visuales que se producirán como consecuencia de lesiones en las distintas partes de la vía óptica
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OBJETIVOS OPERATIVOS:
Enumerar las células nerviosas que constituyen la retina indicando las conexiones entre ellas. Describir los distintos tipos de fotorreceptores y su sensibilidad espectral. Explicar los
conceptos de visión fotópica y escotópica. Diferenciar las dos vías funcionales (conos y bastones) de conducción centrípeta de la señal
visual. Enumerar los elementos oculares que permiten una agudeza visual normal y describir la
evaluación de este parámetro. Explicar la importancia de la fóvea para la visión discriminativa.
Dibujar esquemáticamente el proceso de fototransducción indicando las moléculas y elementos químicos que en él intervienen.
EL ESTUDIO DE LOS TEMAS DEL PRESENTE SEMINARIO DEBE PERMITIRLES:
Fisiología de la Visión 4
La luz visible es sólo una fracción del espectro electromagnético(~400 - ~700 nm) que puede ser captada por el ojo humano…
Efectos ionizante
s
Efectos fotoquímico
s
Efectos
térmicos
LUZ VISIBLE
Fisiología de la Visión 5
El desarrollo de mecanismos para detectar y transducir la energía lumínica es una ventaja adaptativa relevante
El SV es el más complejo de los sistemas sensoriales
El SV aporta al cerebro el 80% de la información proveniente del medio
Interviene además en la ritmicidad circadiana, en el equilibrio y en la generación de reflejos posturales
RELEVANCIA FISIOLOGICA DEL SISTEMA VISUAL (SV)
Fisiología de la Visión 6
El desarrollo de mecanismos para detectar y transducir la energía lumínica es una ventaja adaptativa relevante
El SV es el más complejo de los sistemas sensoriales
El SV aporta al cerebro el 80% de la información proveniente del medio
Interviene además en la ritmicidad circadiana, en el equilibrio y en la generación de reflejos posturales
RELEVANCIA FISIOLOGICA DEL SISTEMA VISUAL (SV)
Fisiología de la Visión 7
El desarrollo de mecanismos para detectar y transducir la energía lumínica es una ventaja adaptativa relevante
El SV es el más complejo de los sistemas sensoriales
El SV aporta al cerebro el 80% de la información proveniente del medio
Interviene además en la ritmicidad circadiana, en el equilibrio y en la generación de reflejos posturales
RELEVANCIA FISIOLOGICA DEL SISTEMA VISUAL (SV)
Fisiología de la Visión 8
El desarrollo de mecanismos para detectar y transducir la energía lumínica es una ventaja adaptativa relevante
El SV es el más complejo de los sistemas sensoriales
El SV aporta al cerebro el 80% de la información proveniente del medio
Interviene además en la ritmicidad circadiana, en el equilibrio y en la generación de reflejos posturales
RELEVANCIA FISIOLOGICA DEL SISTEMA VISUAL (SV)
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SEÑAL
ÓRGANO RECEPTOR
MENSAJE
INTERPRETACIÓN
FENÓMENO VISUAL
CAPTACIÓN + FOTOTRANS-
DUCCIÓN
IMPULSO NERVIOSO
PROCESAMIENTOEN AREAS PRIMARIAS Y SECUNDARIAS
(50% DEL NEOCORTEX)
Fisiología de la Visión 10
el iris toma la función del diafragma, regulando la entrada de luz
la retina — sensible a la luz hace las veces de película.
Se ha comparado el ojo con una cámara:
una lente deformable (el cristalino) refracta la luz permitiendo la formación de una imagen bidimensional invertida en la parte posterior del ojo;
Fisiología de la Visión 11
epiteliopigmentario
bastones
capa plexi-forme ext.
conos
cél. hori-zontales
fibras ner-viosas
capa plexi-forme int.
cél. bipo-lares
cél. amá-crinas
cél. gan-glionares
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epiteliopigmentario
bastones
capa plexi-forme ext.
conos
cél. hori-zontales
fibras ner-viosas
capa plexi-forme int.
cél. bipo-lares
cél. amá-crinas
cél. gan-glionares
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epiteliopigmentario
bastones
capa plexi-forme ext.
conos
cél. hori-zontales
fibras ner-viosas
capa plexi-forme int.
cél. bipo-lares
cél. amá-crinas
cél. gan-glionares
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SISTEMA DUAL DE RECEPCIÓN Y PROCESAMIENTO DE LA
INFORMACION VISUAL
Fisiología de la Visión 15
Bastones
-N~ 120 x 106
-Visión acromática
-Alta convergencia
-Elevada sensibilidad
-Baja discriminación espacial
-Adaptación lenta
SISTEMA DUAL DE RECEPCIÓN Y PROCESAMIENTO DE LA
INFORMACION VISUAL
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Bastones
-N~ 120 x 106
-Visión acromática
-Alta convergencia
-Elevada sensibilidad
-Baja discriminación espacial
-Adaptación lenta
SISTEMA DUAL DE RECEPCIÓN Y PROCESAMIENTO DE LA
INFORMACION VISUAL
Fisiología de la Visión 17
Bastones
-N~ 120 x 106
-Visión acromática
-Alta convergencia
-Elevada sensibilidad
-Baja discriminación espacial
-Adaptación lenta
Conos
-N~ 5 x 106
-Visión cromática
- Baja convergencia
- Baja sensibilidad
- Alta discriminación espacial
-Adaptación rápida
SISTEMA DUAL DE RECEPCIÓN Y PROCESAMIENTO DE LA
INFORMACION VISUAL
Fisiología de la Visión 18
LA MAYOR CONVERGENCIA AUMENTA LA SENSIBILIDAD A LA LUZ DE LOS BASTONES, PERO A COSTA DE UNADISMINUCION EN LA CAPACIDAD DE DISCRIMINACION
Conos y bastones grado de convergencia
Convergencia mejor detección de luz, menor resolución espacial
Relación conos/CG ~1 maximiza la visión discriminativa (agudeza visual)
fotorre-ceptores
cono
CAMPO RECEPTIVO
células bipolares
células ganglionares
bastón
cono
fotorre-ceptores
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Sistema de Bastones(ALTA CONVERGENCIA)
Sistema de Conos(BAJA CONVERGENCIA)
EL AUMENTO DE LA CONVERGENCIA REDUCE EL NUMERODE UNIDADES DE INFORMACION POR AREA
(~DISMINUYE LA CANTIDAD DE PIXELS)
Fisiología de la Visión 20
LA FOTOTRANSDUCCION CONVIERTE LA ENERGIALUMINOSA EN CAMBIOS EN EL POTENCIAL DE
MEMBRANA
Fisiología de la Visión 21
UN DERIVADO DE LA VITAMINA A, EL 11-cis RETINAL,ES LA MOLECULA FOTOSENSIBLE (CROMOFORO) DEL
PIGMENTO VISUAL DE CONOS Y BASTONES
CONOS Y BASTONES PRESENTAN DISCOS CON PIGMENTO VISUAL
(OPSINAS) “APILADOS” EN SUSEGMENTO EXTERNO
Fisiología de la Visión 22
EL PRIMER PASO DE LA FOTOTRANSDUCCION ESEL CAMBIO CONFORMACIONAL DEL 11-cis-RETINAL
PRESENTE EN EL PIGMENTO VISUAL
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EN LA OSCURIDAD SE GENERA GMP CÍCLICOQUE MANTIENE ABIERTOS CANALES DE SODIO
SENSIBLES A ESTE NUCLEOTIDO
Estado de despolarizacióntónica (-30 mV)
Fisiología de la Visión 24
EN PRESENCIA DE LUZ SE REDUCEN LOS NIVELESDE GMPc Y SE CIERRAN LOS CANALES DE SODIO
EL RECEPTOR SE HIPERPOLARIZA PORQUE SIGUE SALIENDO K+ AL EXTERIORCON LO QUE SE SUPRIME LA LIBERACION DE GLUTAMATO, QUE EXCITA
A LAS CELULAS BIPOLARES. EN FORMA CONSTANTE. EL CESE DE ESTA SEÑAL ES INTERPRETADO COMO PRESENCIA DE LUZ
Fisiología de la Visión 25
LA CADENA DE TRANSDUCCION AMPLIFICA CONSIDERABLEMENTE LA SEÑAL FOTICA(CONFIERE ALTA SENSIBILIDAD A LA LUZ)
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Aparato óptico imagen bidimensional, nítida y pequeña sobre la retina
Función nerviosa transducción fótica + integración en la retina
Integridad de ambos procesos agudeza visual normal
Agudeza visual capacidad para discriminar detalles finos de un objeto en el campo visual c/iluminación adecuada)
AGUDEZA VISUAL
Fisiología de la Visión 27
AV exploración ocular más sencilla
Información global de la funcionalidad del sistema visual
Parámetro relevante, pero olvidado, a evaluar en APS
AGUDEZA VISUAL
Fisiología de la Visión 28
ojo emétrope mácula/fóvea con alta densidad de
conos retina periférica medios transparentes
DETERMINANTES DE LA AGUDEZA VISUAL NORMAL
Fisiología de la Visión 29
ELEMENTOS OCULARES QUE DETERMINAN LA REFRACCION DE LA LUZ
Ima-gen Objet
o
Humor
vítreo1.34
Crista-lino1.40
Humor
acuoso
1.33
Cornea
1.38
Aire1.00
Poder total de refracción ~60 dioptrías distancia focal 1.65 cm
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Ametropías
Miopía Hipermetropía - Presbicia Astigmatismo
Fisiología de la Visión 31
Miopía Defecto refractivo:
rayos que inciden paralelos (infinito teórico) se enfocan por delante de la retina
axial – de curvatura – de índice
Corrección: lentes divergentes que “separan” los rayos de luz.
Fisiología de la Visión 32
Presbicia En condiciones normales
la acomodación permite enfocar sobre la retina objetos entre el infinito y la distancia de lectura (25-30 cm)
A partir de los 40 años el cristalino pierde su capacidad para enfocar los objetos cercanos
En forma similar a la hipermetropía, se corrige con lentes convergentes.
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LA FOVEA RETINIANA, ELEMENTO CLAVE DE LA VISION DISCRIMINATIVA
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fovéola
fóvea = 500-700 m
epiteliopigmentario
capa plexiforme ext.
conos
cél. horizontales
capa plexiforme int.
cél. bipolares
cél. amácrinas
cél. ganglionares
La retina foveal mide menos de 150 m de espesor, desapareciendola capa de fibras nerviosas y gran parte de los cuerpos de las
células ganglionares y amácrinas
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EXCENTRICIDAD en grados
DEN
SID
AD
DE R
EC
EP
TO
RES
(1
03 /
mm
2)
conos
basto-nes
DIS
CO
OP
TIC
O
densidadmáxima
debastones
densidad máxima de conos
Fisiología de la Visión 36
Microscopía de fluorescencia: bastones densamente agrupados en la fóvea
Primeras observaciones de la región foveal realizadas
por Ramón y Cajal en 1888
Fisiología de la Visión 37
AGUD
AGUDEZA VISUALFONDO DE OJO
NORMAL
AGUDEZAVISUAL
9/10
Papilaóptica
Arcadasvasculares
Mácula c/fóvea central
Fisiología de la Visión 38
AGUDEZA VISUAL LESION CASITOTAL DE LA RETINA
PERIFERICAPOR TRATA-
MIENTOCON RAYOS
LASERCON MACULA
INTACTA:
AGUDEZAVISUAL
9/10
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AGUDEZA VISUALEDEMA
Y OTRASLESIONES
DE MACULO-PATIA EN PACIENTECON DMTIPO 2
AGUDEZAVISUAL
4/10
Mácula c/edema
Fisiología de la Visión 40
¿POR QUÉ VEMOS LOS COLORESQUE VEMOS?
rayos del extremo
rojo
rayos del extremo
azul-violeta
REFLEJA
ABSORBE
Fisiología de la Visión 41
Young / von Helmholtz (~1800): las variaciones de la escala cromática son percibidas por una codificación que involucra tres colores (azul, verde, rojo)
VISION DE LOS COLORES: TEORIA TRICROMATICA
INTEGRACIÓN DE LA SALIDA DE LOS 3 TIPOS DE CONOS
DISCRIMINACIÓN DELOS COLORES
¡¡¡El s
ustrato
histológico
de
esta te
oría fu
e
descubierto
recié
n en 1964!!!
Fisiología de la Visión 42
• Conopsina azul (S)
• Rodopsina (bastones)
• Conopsina verde (M)
• Conopsina roja (L)A
bsorb
an
cia
Longitud de onda (nm)
LOS PIGMENTOS VISUALES PERTENECEN A UNA FAMILIA DE
PROTEÍNAS 7-DTM
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Ab
sorb
an
cia
Longitud de onda (nm)
¿Por qué seguimos viendo un objeto de un color determinado a pesar de variaciones importantes
(sin llegar a la penumbra) de su iluminación?
EL COLO
R DEL
OBJETO S
E ESTABLE
CE A
PARTIR D
E LA C
OMPARACIÓ
N DE L
AS
LONGIT
UDES DE
ONDA REFLE
JADAS D
ESDE EL
OBJETO
Y DE S
US ALR
EDEDORES
Fisiología de la Visión 46
Traumatismo con fractura de orbita izquierda
Tumor hipofisario con expansión supraselar
Hemianopsia bitemporal
Fisiología de la Visión 47
BIBLIOGRAFIA UTILIZADA Guyton-Hall Tratado de Fisiología Médica,
11ma edición, 2006 Kandel-Jesse-Schwarz Principios de
Neurociencias, 4ta edición, 2001 Kolb How the Retina Works, Scientific
American 2003; 91: 28-35 Arribas Fototransducción en la Retina
http://portal.uam.es/portal/page/profesor/epd2_asignaturas/asig12344/informacion_academica/Clase%20F85-Transduccion%20sensitiva%20en%20la%20retina.pdf
