fisiología de la visión

Universidad del ZuliaFacultad de MedicinaEscuela de Medicina

Departamento de Ciencias FisiológicasCátedra de Fisiología

Fisiología del Sentido de la Vista

Dra. Liliana Nucette de Sierra

Visión• Proceso mediante el cual, la luz reflejada en los

objetos de nuestro entorno es traducida en una imagen mental.

• Se divide en tres etapas:– La luz entra en el ojo, y es enfocada en la retina por el

cristalino.– Los fotorreceptores de la retinas traducen la energía

luminosa en una señal eléctrica.– Las señales eléctricas son procesadas por las vías neurales.

El Aparato Visual.Permite:

• Fundir con precisión las imágenes proporcionadas por ambos ojos.

• Coordinar los movimientos de las miradas con las necesidades de la percepción visual.

• Hacer posible la visión de los colores.

Anatomía Externa de Ojo

Conducto Lacrimonasal

Glándula lagrimal

Músculos extrínsecos

del ojo

Esclerótica

Pupila

Iris

Párpado superior

Párpado inferior

Órbita

Función protectora

Movimientos oculares

Músculo Movimiento

Recto Externo Abducción

Recto Interno Aducción

Recto Superior Elevación

Recto Inferior Depresión

Oblícuo Mayor Intorsión

Oblícuo Menor Extorsión.

Pares craneales III, IV y VI,

Estrabismo

• Movimientos no coordinados de los ojos.

• Desviación de un globo ocular.

• Las imágenes visuales no caen en los puntos retinianos correspondientes.

Anatomía Interna

Zónula de Zinn:

ligamento lenticular

Canal de Schlemm

Humor Acuoso

Cornea

Pupila Iris

Músculo Ciliar

Esclerótica Retina

Nervio óptico

Fovea

Disco óptico o Papila

Arteria y vena central de la retina

Humor Vítreo Cristalino

Coroides: tejido conectivo, muy

vascularizado y con melanocitos

Músculo Ciliar

El Sistema Humoral del Ojo• Mantienen presión para conservar al ojo distendido o dilatado.

Síntesis de Humor acuoso• Circula libremente• Secreción activa de Na+, del epitelio de los procesos ciliares.• Se forma a 2-3 L/min.• Contiene lo mismo del LEC (agua, glucosa, bicarbonato,

aminoácidos y ácido ascórbico)• Salida: Conducto de Schlemm.

El Sistema Humoral del Ojo

La Presión Intraocular• 15 mm Hg (de 12 a 20).• Resistencia al flujo de salida del HA de

la cámara anterior al conducto de Schlemm.

Aumento de la presión > 20 mm Hg.

Puede llegar a la ceguera. Hay una clasificación.

Glaucoma

• Humor o Cuerpo Vítreo:– Sustancia gelatinosa que le da cuerpo y forma al globo

ocular.– Su flujo es escaso.

Vista con oftalmoscopio

Fóvea: región de visión mas aguda

Mácula: centro del campo visual

Disco óptico o Papila: (punto ciego) región donde el nervio

óptico y los vasos abandonan el ojo.

Arteria y vena central de la

retina: salen del centro de la

papila

Principios Físicos de la Óptica

La Luz.

• Partículas: fotones. • Velocidad de la luz: 300.000 Km/s en el aire. • Es más lenta a través de sólidos o líquidos, así

sean transparentes.• Al pasar de un medio a otro, se desvía =

Refracción de la luz.• No hay Refracción cuando los rayos inciden

perpendicular a la interfase.

Índice de Refracción

elementosatravesaralVelocaireluzladeVelocrefraccióndeÍndice

.)(.

Aire: 1

RefracciónLa desviación de los rayos luminosos al llegar a una superficie en ángulo.

El Índice de Refracción de un vidrio.

• Velocidad de luz a través del vidrio: 200.000 Km/s.• Índice de Refracción: 1.5

5.1/000.200/000.300

segKmsegKmIR

El poder (Índice) de Refracción

Aire = 1 El Cristalino = 1.40Cornea = 1.38 Humor vítreo = 1.34 Humor acuoso = 1.33 Refracción Total del ojo: 69 Dioptrías

La Refracción de la luz

Una lente bicóncava dispersa los rayos de luz.

Lente cóncava

Rayos de luz paralelos

Una lente biconvexa hace que los rayos de luz converjan.

Rayos de luz paralelos

Lente convexa

Distancia focal

Punto focal

Es el punto detrás de los lentes donde convergen los rayos de luz

Es la distancia que existe entre la lente y el punto focal

Variaciones en la Refracción.

Tipos de fuentes de luz. Rayos paralelos: > 6 metros de distancia.

Distancia focal menor. Rayos divergentes: Fuente puntual (cercana)< 6

m., con Distancia focal mayor.

Grado de convexidad de la lente.

• A mayor grado de convexidad del lente, mayor es su poder de refracción

Convergencia de rayos luminosos paralelos

Convergencia de rayos luminosos divergentes, fuente puntual o cercana

Lente con mayor convexidad, punto focal mas cercano o

mayor convergencia

Poder de Refracción: La Dioptría.

• A mayor desviación de los rayos, mayor poder de refracción.

• Se mide por la Dioptría.

focalciaDismetroDioptria

tan1

El Cristalino enfoca la luz sobre la retina

Cuando los rayos de luz pasan del aire a un medio de diferente

densidad (vidrio o agua) se desvían o refractan.

Es la desviación de los rayos de luz cuando: 1. Pasan de un medio a otro de diferente densidad.2. La interfase está inclinada. (ángulo en el cual los rayos de

luz inciden sobre la superficie del medio que atravesarán)

Los rayos de luz paralelos atraviesan un cristalino aplanado y el punto focal cae sobre la retina Distancia Focal

Distancia Focal

Cristalino aplanado para la visión lejana (> 6 m)

Luz desde una fuente

distante

Distancia Focal de la imagen

Para los objetos cercanos los rayos de luz ya no son paralelos

Distancia Focal

Distancia Focal del cristalino

Objeto Imagen

del Objeto

El cristalino y su distancia focal no ha sido modificados pero el

objeto se ve fuera de foco porque el haz de luz está

enfocado fuera de la retina.

El redondeamiento de una lente acorta la distancia focal.

Distancia Focal

Distancia Focal

Para mantener el objeto en foco a medida que se

aproxima, el cristalino se redondea.

Cristalino redondeado para la visión cercana (< 6 m)

Acomodación

Mecanismo de la acomodación

El cristalino está unido al músculo ciliar por ligamentos (Zónula Ciliar)

Músculo Ciliar

Cristalino

Ligamentos

Córnea

Iris

Cuando el músculo ciliar se relaja, los ligamentos tiran y aplastan el cristalino

Músculo Ciliar relajado

Cristalino Aplanado

Ligamentos tirados y

apretados

Cuando el músculo ciliar se contrae, libera tensión sobre los ligamentos y el cristalino se redondea

Músculo Ciliar

contraído

Cristalino redondeado

Los ligamentos se aflojan

Visión lejana Visión cercana

Mecanismo de acomodación

El poder de refracción del cristalino es de 20dp.En niños puede modificarse a 34dp.La acomodación total puede ser hasta de 14dp

la convexidad de su curva

ver objetos a < 6m

En reposo es esferico y aplanado por tension de los ligamentos Obj. lejanoAcomodacion: Musculo ciliar contraido elimina la tension de los ligamentos. El Cristalino se hace convexo Obj. cercano

Defectos de refracción

1.- Presbicia El Cristalino su poder de

acomodación hasta < 2 dp a los 45-50 años, y hasta cerca de 0 dp a los 70 años

Tratamiento: lentes bifocales o multifocales.

2.- Cataratas

Zona (s) turbias del cristalino. Tratamiento: extracción quirúrgica del cristalino y colocación de lentes convexos.

Defectos de refracción

3.- Astigmatismo

• Error de refracción. Curva excesiva de uno de los planos de la cornea.

• No hay un solo punto focal.

• Tratamiento: lentes para ver nítido

Defectos de refracción

4.- Hipermetropia: Globo ocular corto o sistema de lentes débil. Tiene dificultad para ver objetos cercanos.

Defectos de refracción

5.- Miopia: Globo ocular demasiado largo o a un poder dióptrico de los lentes excesivo.

Tiene dificultad para ver objetos lejanos.

Defectos de refracción

Óptica del Ojo

• El sistema de lentes del ojo enfoca una imagen en la retina la cual esta invertida y del reves con respecto al objeto original, pero el cerebro la percibe en posicion normal.

La pupila disminuye su diámetro hasta 1.5mm y lo aumenta hasta 8mm

Miosis Cierre pupilar Parasimpático

Midriasis Dilatación pupilar Simpático

Reflejo pupilar Contracción pupilar

Reflejo consensual Contracción pupilar contralateral cuando se da elreflejo pupilar en un ojo

Diámetro Pupilar

Parasimpático

Simpático

El diámetro pupilar está controlado por el SNA

LUZ

ojo

Nervio óptico

Quiasma óptico Tracto

óptico

Cuerpo geniculado lateral

(Tálamo)

Corteza Visual (lóbulo

occipital)

El nervio craneal III controla la contracción

pupilar

Mesencéfalo

Nervios autónomos de los ojos: Parasimpático

III par craneal

II pc (N. óptico)

Nervios ciliares:• Músculo ciliar (acomodación).• Esfínter del iris (miosis)

Percepción de profundidad: Distancia relativa que tienen los objetos

El tamaño de los objetos.

Distancia según el paralelaje en movimiento: cuando movemos la cabeza, los objetos cercanos se mueven, los lejanos quedan igual.

Y el mas importante, la visión binocular (Estereopsia)

Foto-transducción: La Retina

Traducción de la energía luminosa en potenciales de acción.

Espectro electromagnético

La Retina

Células neurales de la retina

N. Óptico Esclerótica

Coroides contiene vasos sanguíneos

La Retina Epitelio pigmentario de la retina absorbe el exceso de luz

Bastón

Cono

Neurona bipolar

Célula ganglionar

Luz

FOVEA

Foto-receptores de la retina

Bastón

Célula ganglionar

Célula bipolar

Epitelio pigmentarioHACIA EL

NERVIO ÓPTICO

Cono: visión de colores

Bastón: visión monocromática

Célula amacrina

Célula horizontal

Célula ganglionar Célula bipolar

LUZ

Neuronas donde se integran las diferentes señales provenientes de conos y bastones

CONVERGENCIA EN LA RETINA

Foto-receptores: Conos y Bastones

Epitelio pigmentario (Melanina y Vit. A)

Gránulos de Melanina

Segmento ExternoPigmentos visuales en los discos membranososSegmento InternoLocalización de los orgánulos y operaciones metabólicas como síntesis de los fotopigmentos y producción de ATP

Terminación SinápticaHace sinapsis con las células bipolares

Célula bipolar LUZ

DiscosTallos

conectores

Mitocondrias

Cono

Bastones

Discos

Los discos antiguos son fagocitados por las células

epiteliales pigmentarias

Moléculas de

RodopsinaRetinal

Pigmentos fotosensibles• Bastones:

– Responsables de la visión nocturna.

– Responsables de la visión Blanco y Negro.

– Rodopsina

• Conos:– Responsables de la visión

de alta agudeza visual.– Responsables de la visión

con colores durante el día.– Pigmentos del color

Conos azules Bastones

Conos verdes Conos rojos

Moléculas de

RodopsinaRetinal

Opsina o Escotopsina

Ciclo visual de la rodopsina-retinal en el bastón

Moléculas de

Rodopsina

Retinal (11-cis-retinal)

Opsina o Escotopsina

Isomerasa

Isomerasa

Vit. A

Escotopsina (Rodopsina activada)

Potencial de receptor en los bastones

• Es Hiperpolarizante, no

despolarizante.

• Debido a una disminución

de la conductancia al Na+.

Na+

Na+

-40mV

Na+

La ceguera nocturna: déficit de vit. AHesperanopía

Fotoquímica de la visión de colores en los conos

• Las sustancias fotosensibles de los conos poseen casi la misma composición química de los bastones.

• La única diferencia es que la porción proteica es: – Fotopsina unido al Retinal.

Conos azules Bastones

Conos verdes Conos rojos

Fototransducción en los bastonesEn la oscuridad, la Rodopsina está inactiva, el GMPc elevado y los canales de Na+ abiertos.

Célula del epitelio pigmentario

Disco Transducina (proteina G)

Rodopsina inactiva Concentraciones

altas de GMPc Na+

K+

Potencial de membrana en la

oscuridad -40mV.

Liberación tónica del neurotransmisor en las

neuronas bipolares

En la fase de recuperación, el retinal se recombina con la Opsina.

El retinal se combina con la opsina para

forma la Rodopsina. Cinasa de Rodopsina

Retinal convertido en su forma inactiva

El Glutamato

La luz actica la Rodopsina. Se activa la Transducina, disminuye el GMPc y se cierran los canales de Na+.

Retinal activado

Opsina (pigmento blanqueado)

Activa la Transducina

GMPc reducido

El canal de Na+ se cierra

Na+

K+ Potencial de receptor hiperpolarizante

-70mV

LUZ

La liberación del neurotransmisor disminuye en

forma proporcional a la cantidad de luz

Fosfodiesterasa activada

Excitación del receptor

• El potencial de receptor del bastón es HIPERPOLARIZANTE.

• la conductancia en la membrana para los iones sodio en el Segmento Externo.

• En el Segmento Interno: Bombea continuamente sodio del interior al exterior del bastón.

• Mayor energía lumínica mayor electronegatividad

•Adaptación a la luz: Las sustancias fotosensibles quedan reducidas a Retinal +Opsina.Retinal se convierte en Vit. A.

•Adaptación a la obscuridad:El retinal y la Opsina se reconvierten en Rodopsina.La Vit. A se convierte en Retinal.

Visión del color por los conos.

• Los colores primarios.• Selectividad por los conos:

Pigmento sensible al Azul: 445 nmPigmento sensible al Verde: 536 nmPigmento sensible al Rojo: 570 nm

Conos azules Bastones

Conos verdes Conos rojos

Mecanismo tricolor de la detección del color.

☛ Se basa en el % de los conos que cada color excita. ☛ Tienen que ser diferentes longitudes de onda.☛ La luz blanca: No tiene longitud de onda. Es la combinación

de todos los colores con todas sus longitudes de onda.

nara

nja

99

42

Conos rojosConos verdes

Conos azules

El SNC interpreta esta proporción de la estimulación de los

conos99:42:0

ProtanopíaCeguera para el color Rojo.

DeuteranopíaCeguera para el Color Verde.

El Daltonism

oCeguera para el Rojo y el Verde.

Función neural de la Retina.

• Son circuitos neuronales.

• Con células neuronales:

1. Fotorreceptores.2. Células horizontales.3. Células bipolares.4. Células amacrinas.5. Células ganglionares.

El Nervio óptico

Función neural de la Retina.Neurotransmisores.

A.- Estimulatorios:☻ Glutamato: Liberado por Conos y Bastones, en sinapsis con

cél. bipolares.

B. Inhibitorios: Liberados por Cél. Amacrinas.☻ GABA. ☻ Glicina. ☻ Aco.☻ Dopamina.☻ Indolamina.

La vía visual

Vía visual

Nervio Óptico

Quiasma Óptico

Vía Óptica

Cuerpo geniculado

lateral

Corteza occipital

Zona binocular donde se superponen los campos visuales

derecho e izquierdo

Campo visual

Zona Binocular

Zona monocular: es la porción del campo

visual correspondiente a un solo ojo

Otros lugares donde llega la vía visual:• Núcleo supraquiasmático del Hipotalamo.• Núcleos Pretectales de Mesencéfalo (reflejo fotomotor pupilar).• Colículo superior: movimientos rápidos de los ojos.• Núcleo geniculado lateral ventral: dominio de funciones conductuales.

Corteza visual

• Corteza visual primaria:– Localización: área de la cisura

calcarina.– Termina la vía visual.

Directamente de la vía óptica.

• Áreas visuales secundarias:– O de asociación– Analizan los significados visuales.

Los campos visuales

El Campo Visual (CV)

• Es el área visual vista por un ojo en un instante dado.– Campo nasal– Campo temporal.

• CV monocular: un ojo inmóvil.• CV binocular: Suma de todos los lugares en el espacio visual,

captados por ambos ojos inmóviles.

Campimetría

Lesiones de

La Vía Óptica

A

B

C

D

Nervio Óptico

Quiasma Óptico

Vía Óptica

Cuerpo geniculado

lateral

Corteza occipital

Campo visual

Campos nasales

Campo temporal

A. Ceguera del ojo

afectado.

B. Hemianopsia Bitemporal

C. Hemianopsia Homónima

D. Hemianopsia homónima

Lesiones de la Vía ÓpticaLesión Trastorno

Destrucción del nervio óptico

Ceguera del ojo afectado

Destrucción del quiasma óptico

Hemianopsia bitemporal

Destrucción de la Cintilla Óptica

Hemianopsia homónima.

Lesiones occipitales Hemianopsia homónima, con respecto a las fibras de la mácula