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VIA OPTICA

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VIA OPTICA

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II Par o Nervio Óptico:

Es un nervio de consistencia dura, que esta constituido por axones provenientes de las Células Ganglionares de la Retina.

Su función es transportar el Sentido Especial de la Visión

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Receptor y 1ª Sinapsis Células Fotorreceptoras de la Retina

2ª Sinapsis Célula Bipolar

3ª Sinapsis Célula Ganglionar Vía Nervio Óptico Quiasma Óptico Tracto Óptico

4ª Sinapsis Núcleo Geniculado Lateral Radiaciones Ópticas o Fascículo Geniculocalcarino

Vía de proyección cortical Área Visual Primaria. Área 17

Vía visual

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Son 4 las neuronas relacionadas con la conducción de los impulsos visuales hacia la corteza visual:

¨ Conos y bastones: Son las neuronas receptoras especializadas de la retina, Se denominan

Fotorreceptores. Los Conos son muy importantes en la visión diurna (o fotópica).

Los Bastones son muy importantes en las situaciones de muy escasa luz (visión nocturna o escotópica), mientras que no actúan en las de luz brillante, por lo tanto, no reconocen detalles ni colores.

Neuronas bipolares: Conectan los conos y bastones con las células ganglionares.

Células ganglionares: Sus axones conforman el nervio óptico.

Neuronas del cuerpo geniculado lateral: Sus axones terminan sinaptando en las neuronas de la corteza visual

primaria.

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La organización funcional de la vía óptica se inicia en la retina. La neurona de primer orden está constituida por los fotorreceptores (conos y bastones) que hacen sinapsis con las neuronas de segundo orden ó células bipolares para luego conectar con las neuronas de tercer orden ó células ganglionares. En la retina los axones de las células ganglionares, se organizan en tres modelos fundamentales; 1) el haz papilomacular, formado por las células ganglionares que inervan el sistema central de conos, penetra directamente al disco óptico por su borde temporal; 2) el haz de fibras nerviosas arciformes superior e inferior, se curvan alrededor del haz papilomacular y llegan al disco óptico desde la retina temporal penetrando por sus polos superior e inferior; 3) las fibras radiales que provienen de la retina nasal y se introducen en el disco óptico por el borde nasal.

Las mitades nasal y temporal de la retina están divididas por una línea imaginaria que atraviesa verticalmente la fóvea. El rafe horizontal divide a su vez la retina en dos porciones superior e inferior, estas dos líneas se proyectan en el campo visual y representan los meridianos vertical y horizontal, quedando de esta manera dividido en cuatro cuadrantes.

RETINA

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Los axones que conforman el nervio óptico se originan en la capa ganglionar de la retina. Desde allí, estos axones convergen en el disco óptico (papila óptica), que está a 2 - 4 mm. del centro de la retina.

Las fibras mielínicas del nervio óptico están cubiertas de oligodendrocitos, por lo que pueden compararse a un tracto dentro del sistema nervioso central.

El nervio óptico deja la cavidad orbitaria a través del canal óptico para unirse con el nervio contralateral y conformar el quiasma óptico.

Se divide en 4 porciones: •Porción intraocular o intrabulbar: Es la porción que sitúa internamente al

globo ocular y que forma la papila óptica. Tiene una longitud de 1 mm aproximadamente. Está formado por fibras mielínicas.

•Porción orbitaria: Presenta una forma en "S" para permitir los movimientos oculares. Se relaciona con el ganglio ciliar, atraviesa el cono muscular que termina en el anillo de Zinn. Tiene 20 y 30 mm de longitud.

•Porción intracanalicular o intraósea: Transcurre por el agujero óptico. Tiene una longitud de 4 a 10 mm.

•Porción intracraneal: Se sitúa en la fosa craneal media y termina en el quiasma óptico. Su longitud es de unos 10 mm.

NERVIO OPTICO

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El quiasma óptico se encuentra junto a la unión del piso y pared anterior del tercer ventrículo. Sus ángulos anterolaterales se continúan con los nervios ópticos, mientras los posterolaterales se continúan con los tractos ópticos.

El quiasma óptico representa el punto donde las fibras de la hemirretina nasal de cada ojo (incluyendo las fibras de la hemimácula nasal) cruzan la línea media para continuar su recorrido por el tracto óptico contralateral. Por otra parte, las fibras de la hemirretina temporal junto a las fibras de la hemimácula temporal entran al tracto óptico ipsilateral.

Por encima se relaciona con el suelo del III ventrículo, lateralmente con las arterias carótidas internas e, inferiormente, con la silla turca y la hipófisis.

Las fibras procedentes de la retina nasal van a sufrir una decusación, mientras que los axones procedentes de la retina temporal van a seguir su dirección hacia la cintilla óptica del mismo lado.

QUIASMA OPTICO

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Las cintillas ópticas se originan en la zona inmediatamente posterior del quiasma. En su origen cada cintilla se encuentra separada de la otra por el tallo de la hipófisis en la parte inferior y por el III ventrículo en la parte superior. Cada cintilla óptica contiene las fibras nerviosas provenientes de la retina temporal y las de la retina nasal. En la cintilla óptica se produce un nuevo ordenamiento de las fibras nerviosas.

La mayoría de las fibras terminan a nivel del cuerpo geniculado externo. Un pequeño porcentaje de fibras, abandona antes la cintilla hacia el tubérculo cuadrigémico superiores (reflejos oculomotores), y hacia el área pretectal (reflejos pupilares).

CINTILLAS OPTICAS

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Cada tracto óptico, emerge del quiasma óptico y rodea los pedúnculos cerebrales para terminar en el cuerpo geniculado lateral, una eminencia pequeña y ovalada del pulvinar del tálamo.

Cada cuerpo geniculado lateral consta de 6 capas neuronales, siendo la 1 y 2 ventrales (capas magnocelulares) y de la 3 a la 6, dorsales (capas parvocelulares); las fibras de cada hemirretina temporal terminan en las capas 2, 3 y 5, en tanto las de la hemirretina nasal en las capas 1, 4 y 6.

CUERPO GENICULADO LATERAL

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Los axones de las células ganglionares de la retina, terminan en una configuración retinotópica punto por punto en las seis capas del cuerpo geniculado lateral. Esta estructura no es un simple relevo de los campos receptivos centro-periferia de la retina a la corteza visual, sino que aquí se altera o regula la transmisión de estímulos visuales mediante un mecanismo de compuerta, el cual sirve para modular las aferencias visuales hacia la corteza visual asociada con la atención visual.

Los axones de las neuronas del cuerpo geniculado lateral conforman la radiación óptica, la cual atraviesa la porción retrolenticular de la cápsula interna organizadas retinotópicamente para continuar hacia posterior a lo largo de la cara lateral del ventrículo lateral, hasta terminar en la lámina IV de la corteza visual primaria (área 17) que ocupa los labios superior e inferior del surco calcarino en la superficie medial de cada hemisferio cerebral.

ORGANIZACIÓN RETINOTOPOICA

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La mitad superior de la radiación óptica conduce impulsos de las hemirretinas superiores, y la mitad inferior de las hemirretinas inferiores. Las fibras de la retina periférica describen una trayectoria en arco en la sustancia blanca del lóbulo temporal antes de cursar en dirección posterior (asa de Meyer).

La corteza visual primaria se organiza de forma que las proyecciones de cada hemirretina superior terminan en la corteza sobre el surco calcarino, mientras que las de cada hemirretina inferior lo hacen bajo este surco. En tanto, la mácula lútea está representada en la porción posterior del área 17, mientras la periferia de la retina está representada anteriormente.

La corteza visual de asociación (áreas 18 y 19) recibe aferencias de la corteza visual primaria y es la responsable del reconocimiento de objetos y de la percepción del color.

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Una pequeña proporción de fibras del tracto óptico pasan directamente al núcleo pretectal (ubicado entre el mesencéfalo y diencéfalo) y al colículo superior del mesencéfalo donde se realizan conexiones que median los reflejos visuales:

El colículo superior participa en la orientación de la cabeza y los ojos hacia un estímulo visual al sinaptar con el núcleo vegetativo del oculomotor, desde donde salen fibras parasimpáticas que van al ganglio ciliar oftálmico y de aquí, vía nervios ciliares cortos, inervan los músculos ciliar y pupilar.

El Núcleo Pretectal se relaciona con la respuesta luminosa directa y el reflejo consensual luminoso.

Otros axones pasan directamente del quiasma óptico a los núcleos supraquiasmáticos del hipotálamo, donde hacen conexiones que median los efectos de la luz sobre el sistema endocrino y los ritmos circadianos.

REFLEJOS VISUALES

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Aspectos Clínicos:

Midriasis: se produce por contracción de las fibras radiales. Miosis: se produce por contracción de las fibras circulares.

NERVIO OCULOMOTORPenetra por la Fisura Orbitaria Superior (pasa por dentro del tendón de los músculos).Su función es: Inervar 4 de los 6 músculos extrínsecos del ojo y los músculos intrínsecos (músculo ciliar, que acomoda el lente y fibras esfinterianas).

NERVIO TROCLEARSu función es: Inervar el Músculo Oblicuo Superior. Pasa por fuera del tendón de los músculos del ojo.

NERVIO ABDUCENTESu función es: Inervar el Músculo Recto Lateral del ojo. Penetra por dentro del anillo tendinoso común.

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Los fotorreceptores de todos los vertebrados responden a la luz en función de los pigmentos visuales que se encuentran incrustados a nivel de la bicapa lipídica de los repliegues en el caso de los conos y discos membranosos en el caso de los bastones.

Los bastones, que contienen rodopsina, son los responsables de la visión en condiciones de baja luminosidad, presentando un pico de mayor sensibilidad hacia la longitud de onda de 500 nm (luz verde azulada).

Pigmentos visuales. La rodopsina. La fototransducción

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Los conos por su parte contienen tres tipos diferentes de opsinas. Una con mayor sensibilidad para las longitudes de onda largas (luz roja), otra que es sensible a las longitudes de onda media (luz verde) y otra con mayor sensibilidad a las longitudes de onda cortas (luz azul). Los conos son la base de la percepción en color.

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La rodopsina y su descomposición por la energía luminosaEl segmento externo del bastón que se extiende hasta la capa pigmentaria de la retina, tiene una concentración aproximada al 40% del pigmento fotosensible denominado rodopsina o púrpura visual. Esta sustancia se compone de una combinación de la proteína escotopsina y del pigmento carotenoide retinal.

Ciclo visual rodopsina-retina y excitación de los bastones

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Además esta forma deretinal, es de un tipo determinado, denominado 11-cis retinal. Esta forma cis del retinal es importante porque se trata de la única que o puede unirse a la escotopsina para sintetizar la rodopsina.

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Cuando la rodopsina absorbe la energía lumínica, este pigmento se descompone en billonésimas de segundo. La causa reside en la fotoactivación de los electrones de la fracción retinal de la rodopsina, que determina un cambio instantáneo de la forma cis a la forma toda-trans que conserva la misma estructura química que la forma cis, pero con una estructura física distinta: se trata de una molécula recta en lugar de una molécula doblada. 

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Como la orientación tridimensional del los sitios de reacción de todo-trans retinal ya no se ajusta a los sitios de reacción de la proteína escotopsina, aquél comienza a separarse de la escotopsina. El producto inmediato es la batorrodopsina, una combinación parcialmente disociada del todo-trans retinal y la escotopsina.

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La batorrodopsina es sumamente inestable y se descompone en nanosegundo en lumirrodopsina. Ésta, a su vez, se decompone en microsegundo en metarrodopsina I; a continuación, en un milisegundo aproximadamente formametarrodopsina II y, por último, mucho más lentamente (en segundos), se descomponeen los productos completamente disociados:

escotopsina. Todo-trans retinal.

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La metarrodopsina II, también llamada rodopsina activa, es la que introduce los cambios eléctricos de los bastones que transmite después la imagen visual al sistema nervioso central.

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La primera etapa de la regeneración de la rodopsina consiste en la reconversión del todo-trans retinal en 11-cis retinal.

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Este proceso requiere energía metabólica y está catalizada por la enzima retinal isomerasa. Una vez formado el 11-cis retinal, se recombina automáticamente con la escotopsina para volver a formar rodopsina, la cual permanece estable hasta que la absorción de energía lumínica vuelve a desencadenar su descomposición.

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Existe una segunda vía química mediante la cual el todo-trans retinal se convierte en 11-cis retinal. Consiste en la conversión de todo-trans retinal primero en todo-trans retinol que es una forma de la vitamina A. Después, de todo- trans retinol se transforma en 11-cis retinol por la influencia de la enzima isomerasa; y, por último, el 11-cis retinol se convierte en 11- cis retinal que se combina con la escotopsina para formar nueva rodopsina.

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La vitamina A está presente tanto en el citoplasma de las bastones como en el epitelio pigmentario de la retina; en consecuencia, en condiciones normales siempre se encuentra disponible para formar nuevo retinal cuando se necesita por el contrario, cuando la cantidad de retinalen la retina resulta excesiva, el sobrante se convierte de nuevo en vitamina A, con lo que disminuye la cantidad de pigmento fotosensible de la retina.

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Esta interconversión entre el retinal y la vitamina Acontribuye de modo especial a la adaptación a largo plazo de la retina a las diferentes intensidades de luz.

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Cuando la retina esta en condiciones de oscuridad, se encuentran abiertos una serie de canales iónicos a nivel de los segmentos externos de los fotorreceptores que permiten la entrada fundamentalmente de iones Sodio. Esta entrada de Sodio, despolariza parcialmente a los fotorreceptores, permitiendo la liberación de neurotransmisor a nivel de sus terminales sinápticos.

Fototransducción

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El transmisor liberado se supone que es Glutamato. Cuando la luz estimula a la molécula de rodopsina, se producen una sería de cambios que se presentan esquemáticamente en la imagen siguiente, que van a producir el cierre de los canales iónicos permeables al sodio. Por tanto cesa la entrada de sodio y el fotorreceptor se hiperpolariza, con lo que deja de liberar el neurotransmisor

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La corriente que se produce durante las condiciones de oscuridad es debida en un 80% a la entrada de iones sodio, sin embargo el canal es también permeable a los iones calcio y magnesio. Además en oscuridad debe existir un mecanismo para eliminar tanto el calcio como el exceso de sodio.  Este mecanismo parece ser que consiste en un intercambiador sodio/calcio a nivel de la membrana de los segmentos externo.

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El calcio, además tiene un importante papel en todo el proceso de la fototransducción, ya que aunque no participa directamente en la cascada de la fototransducción, mejora la capacidad de los bastones para recuperarse después de la iluminación, teniendo un importante papel regulador en los fenómenos de adaptación a las condiciones de luz/oscuridad