Fis Gen Oculare 05
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FISIOLOGIA Generale e Oculare File # 5 UniSalento – Ottica e Optometria – Fisiologia Generale e Oculare – A.A. 2016-2017 – S. Marsigliante - # 5 Occhio: struttura e proprietà rifrattive 3 1 2 i 3 strati dell’occhio: 1. L’esterno è denso e fibroso SCLERA 2. L’intermedio è fortemente pigmentato COROIDE 3. L’interno è lo strato fotosensibile RETINA UniSalento – Ottica e Optometria – Fisiologia Generale e Oculare – A.A. 2016-2017 – S. Marsigliante - # 5 Cornea: i costituenti del film lacrimale anteriormente epitelio non corneificato; strato stromale spesso è fatto da fibroblasti e fibre collagene molto idratate (perciò trasparente). La parte posteriore guarda la “camera anteriore”; è fatta da un basso epitelio cuboidale detto “endotelio” strato oleoso/lipidico (sebo palpebrale) ghiandole del Meibomio nella palpebra rallentata anche l’evaporazione delle lacrime Fase acquosa - Lacrime EPITELIO CORNEALE strato di Mucina dalla congiuntiva e da cellule sierose del condotto escretore della gh. lacrimale Lacrime: l’endotelio posteriore giace sulla “membrana di Descemet” l’epitelio anteriore non cheratinizzato, stratificato, poggia sulla “membrana di Bowman” Proteggono le superfici della congiuntiva e della cornea Nutrono la cornea non vascolarizzata Lavano via particelle estranee ai lati dell’occhio Combattono e bloccano eventuali microorganismi Lubrificano la superficie ottica della cornea UniSalento – Ottica e Optometria – Fisiologia Generale e Oculare – A.A. 2016-2017 – S. Marsigliante - # 5 APPARATO LACRIMALE Assicura la protezione dell’occhio secernendo un liquido sulla parte esposta del globo oculare. Due piccoli condotti (canalicoli lacrimali) sfociano nel sacco lacrimale che costituisce l’estremità superiore cieca del dotto naso-lacrimale. GHIANDOLA LACRIMALE: è tubulo-alveolare composta dotata di cellule mioepiteliali Dotti lacrimali Sacco lacrimale: termina verso l’alto a fondo cieco; verso il basso si apre nel naso, dove drena il liquido lacrimale dotto nasolacrimale: decorre nella parete laterale delle fosse nasali, all’interno del canale osseo naso-lacrimale Per ciascun occhio viene prodotto un litro di lacrime al giorno La posizione della ghiandola facilita la dispersione delle lacrime sull’occhio e verso i punti di raccolta Composizione delle lacrime: soluzione acquosa leggermente ipertonica antimicrobici - lisozima, defensine, anticorpi Proteina lipocalina (legante lipidi) elettroliti – tipo plasma con una concentrazione più elevata di K+ e meno elevata di Na+ L’evaporazione delle lacrime viene rallentata dal film lipidico superficiale prodotto dalle ghiandole di Meibomio UniSalento – Ottica e Optometria – Fisiologia Generale e Oculare – A.A. 2016-2017 – S. Marsigliante - # 5 La produzione dei differenti componenti delle lacrime: Ghiandole di Meibomio: strato lipidico di superfice Ghiandola lacrimale: acqua e tutte le proteine protettive; cellule goblet della congiuntiva e l’epitelio della cornea: mucine (proteine ad alto peso molecolare, ricche di carboidrati; la parte glucidica della glicoproteina, essendo altamente idrofila, attira molta acqua) Ghiandola lacrimale Gli strati del film lacrimale Ghiandole del Meibomio Lacrime Congiuntiva • • - 1- strato lipidico (0.11 µm spesso), ricopre lo strato acquoso riducendo l’evaporazione delle lacrime; impedisce alle lacrime di versarsi sulle guance 2- strato acquoso (7.0 µm spesso), promuove la diffusione delle lacrime sulla superficie corneale; promuove la regolazione osmotica. 3- strato mucoso (7.0 µm spesso) fatto soprattutto di mucina, riveste la cornea di uno strato idrofilico che permette l’uniforme distribuzione del film lacrimale. UniSalento – Ottica e Optometria – Fisiologia Generale e Oculare – A.A. 2016-2017 – S. Marsigliante - # 5 *Canalicoli lacrimali: -8 mm lunghi, nel 90% dei soggetti I rami superiore e inferiore si uniscono e si aprono nella parete laterale del sacco lacrimale. -Nel 10% dei soggetti rimangono separati. -Un restringimento della mucosa (valvola di Rozenmuller) impedisce rigurgiti dal sacco. *Sacco Lacrimale: 10 mm lungo e giace nella fossa lacrimale. *Dotto Nasolacrimale: -l’uscita nasolacrimale possiede una valvola (di Hasner) Le lacrime vengono drenate mediante due meccanismi: 1. Gravità (gioca un ruolo marginale) 2. Pompaggio (aspirazione). UniSalento – Ottica e Optometria – Fisiologia Generale e Oculare – A.A. 2016-2017 – S. Marsigliante - # 5 Aspirazione: -70% delle lacrime viene drenato attraverso il punto lacrimale inferiore e il 30% attraverso il superiore mediante capillarità e aspirazione -Durante la chiusura dell’occhio: L’ampolla è dilatata e i canalicoli orizzontali si accorciano; si forma una pressione negativa nel sacco per cui le lacrime vengoni risucchiate nel sacco lacrimale Quando l’occhio si apre il sacco ritorna nel suo volume originario forzando le lacrime dentro il dotto nasolacrimale UniSalento – Ottica e Optometria – Fisiologia Generale e Oculare – A.A. 2016-2017 – S. Marsigliante - # 5 CORPO CILIARE il corpo CRISTALLINO ciliare è muscolo liscio su 3 differenti piani. La contrazione del corpo ciliare varia la foma della lente. La superficie del corpo ciliare che guarda la camera posteriore è coperta dalla retina modificata (pars ciliaris retinae) e con essa forma i processi ciliari. Il corpo ciliare si continua anteriormente con l’iride, struttura muscolare liscia circolare che forma la pupilla La lente –cristallino- è sospesa ai processi ciliari del corpo ciliare da un legamento formato da fibre della zonula che si attaccano esternamente alla capsula della lente stessa. Un legamento capsulare costituito da microfibrille circonda il corpo vitreo (non visibile in figura) UniSalento – Ottica e Optometria – Fisiologia Generale e Oculare – A.A. 2016-2017 – S. Marsigliante - # 5 ZONULA Ciliare (legamento sospensorio della lente) ZONULA è un sistema di filamenti (fibre zonulari anelastiche) tese radialmente dalla lente al corpo ciliare Muscolo ciliare si contrae: la tensione nella zonula diminuisce e l’elasticità della lente fa assumere al cristallino una forma più tondeggiante rilassato cristallino contratto Esempio della fibra circolare Fibre longitudinali Fibre circolari Visione Antero-Posteriore Le fibre zonulari sono trasparenti e flessibili con spessore vario da 9 a 40 µm. Nell’insieme formano un alone attorno alla lente. Tra le fibre zonulari rimangono minutissimi spazi comunicanti tra loro e con la camera posteriore e riempiti di umor acqueo; contatta l’umor vitreo LENTE LENTE MUSCOLO CILIARE Rilassato Contratto UniSalento – Ottica e Optometria – Fisiologia Generale e Oculare – A.A. 2016-2017 – S. Marsigliante - # 5 UniSalento – Ottica e Optometria – Fisiologia Generale e Oculare – A.A. 2016-2017 – S. Marsigliante - # 5 La lente è il corpo cristallino trasparente e biconvesso, circondato da una capsula ricca di carboidrati che copre un epitelio cuboidale semplice (epitelio anteriore della lente) All’equatore della lente l’epitelio si trasforma in fibre allungate che si aggiungono progressivamente alla periferia. Le fibre della lente perdono i loro organuli e nuclei man mano che si pressano al centro della lente UniSalento – Ottica e Optometria – Fisiologia Generale e Oculare – A.A. 2016-2017 – S. Marsigliante - # 5 (a) Diagramma delle zone del cristallino basato su un diametro equatoriale di 9.6 mm en = nucleo embrionale fn = nucleo fetale Jn = nucleo giovanile an = nucleo adulto Phil. Trans. R. Soc. B 2011; 366:1278-1292 Luce (c) Le zone del cristallino di un soggetto di 20 anni (sopra) e di uno di 65 anni (sotto). Con l’età aumenta lo spessore della zona C2. Le fibre cristalline sono caratterizzate dalla notevole lunghezza (fino a 10 mm, quelle più superficiali), sono chiare, trasparenti, molto flessibili e unite da gap junctions; il citoplasma è ricchissimo di acqua e di proteine chiamate cristalline (alfa, beta e gamma) La perdita degli organuli assicura la trasparenza, però le cellule non possono più sintetizzare nè degradare le proteine. Quindi, le proteine delle cellule centrali, sintetizzate nel periodo fetale, non possono essere rimpiazzate e devono durare per tutta la vita UniSalento – Ottica e Optometria – Fisiologia Generale e Oculare – A.A. 2016-2017 – S. Marsigliante - # 5 (a,d) Cataratta nucleare da moderata a marcata densità Cristallini con (a) piccole opacità puntiformi e (b) ombre radiali e circolari Michael R , and Bron A J Phil. Trans. R. Soc. B 2011;366:1278-1292 UniSalento – Ottica e Optometria – Fisiologia Generale e Oculare – A.A. 2016-2017 – S. Marsigliante - # 5 Cornea, camera anteriore, cristallino e camera posteriore nel loro complesso formano una lente convergente (provvista di una distanza focale variabile fra 24 e 17 mm) che proietta le immagini sulla retina Messa a fuoco in assenza di cristallino Per ottenere che l’immagine sia a fuoco sulla fovea, è necessario il potere rifrangente addizionale del cristallino. Lunghezza focale del sistema corneale = 31 mm Il cristallino funge da lente biconvessa fatta da diversi strati lamellari che differiscono sia nel raggio di curvatura che nell’indice di rifrazione; quest’ultimo aumenta progressivamente andando dalla periferia al centro del cristallino. Il cristallino in condizioni di minima curvatura ha un potere di rifrazione medio di circa 20 diottrie Lunghezza focale posteriore dell’intero apparato diottrico = 22.8 mm ARIA n=1 retina 20 dpt (rilassato) à +8 dpt Indici di rifrazione: Aria: 1.000 Vetro: 1.520 Acqua: 1.333 Cornea: 1.376 43 dpt Distanza Polo Cornea à Fovea Centrale = 24.4 mm Lunghezza focale del sistema corneale = 31 mm UniSalento – Ottica e Optometria – Fisiologia Generale e Oculare – A.A. 2016-2017 – S. Marsigliante - # 5 ACCOMODAZIONE del Cristallino UniSalento – Ottica e Optometria – Fisiologia Generale e Oculare – A.A. 2016-2017 – S. Marsigliante - # 5 Accomodazione (o Rifrazione dinamica) è un processo fisiologico che modifica il potere di rifrazione del sistema diottrico oculare Se un oggetto si trova al punto remoto (oltre 6 metri dall’occhio) l’immagine si forma sulla retina senza alcun intervento in quanto i raggi paralleli convergono sul fuoco principale posteriore che si trova sulla retina: Rifrazione Statica Un oggetto che si avvicina all’occhio sposta sempre più indietro l’immagine rispetto al fuoco principale. L’accomodazione aumenta il potere di rifrazione in modo che il fuoco coniugato si formi sempre sulla retina. Uno spostamento dell’oggetto richiede una nuova accomodazione Ampiezza dell’accomodazione: A 10 anni: 12 diottrie; punto prossimo 8 cm A 20 anni: 10 diottrie; punto prossimo 10 cm A 50 anni: 2 diottrie; punto prossimo 50 cm UniSalento – Ottica e Optometria – Fisiologia Generale e Oculare – A.A. 2016-2017 – S. Marsigliante - # 5 UniSalento – Ottica e Optometria – Fisiologia Generale e Oculare – A.A. 2016-2017 – S. Marsigliante - # 5 • Fuoco Normale • • Muscolo Ciliare rilassato: si vede la luce proveniente dall’infinito (oltre 6 metri). Questo è il punto remoto della visione EMMETROPIA I muscoli si contraggono: si accorcia la lunghezza focale, si vede un oggetto nitidamente (a fuoco) da circa 12 cm. Questo è il punto prossimo della visione Con il passare dell’età, l’occhio non accomoda più bene (non ha più l’intervallo di diottrie completo dell’adulto). Per esempio, un occhio che può mettere a fuoco in un ambito ristretto è affetto da presbiopia, e si rende necessaria una correzione bifocale. Il grafico mostra come, con l’età, cambi anche il punto prossimo (il punto più vicino che l’occhio può mettere a fuoco). L’accomodazione, che è una misura ottica del potere di rifrazione del cristallino, è espressa in diottrie UniSalento – Ottica e Optometria – Fisiologia Generale e Oculare – A.A. 2016-2017 – S. Marsigliante - # 5 IRIDE E PUPILLA La regolazione della quantità di luce che entra nell’occhio L’iride è un diaframma che porta al centro un’apertura di ampiezza variabile, la pupilla. La funzione del diaframma è duplice: riduce la quantità di luce che raggiunge la retina e arresta i raggi che passerebbero per le parti periferiche della cornea e del cristallino Se si proietta un raggio di luce su un occhio lasciando all’oscuro l’altro, la pupilla dell’occhio stimolato si stringe per un’azione riflessa che si chiama riflesso fotico diretto. Anche l’occhio non illuminato presenta costrizione pupillare (riflesso fotico consensuale) UniSalento – Ottica e Optometria – Fisiologia Generale e Oculare – A.A. 2016-2017 – S. Marsigliante - # 5 Il riflesso fotico può portare la pupilla da un diametro massimo di 8 mm ad un diametro minimo di 1 mm. Costrizione pupillare provocata dalla stimolazione parasimpatica dello strato muscolare circolare dell’iride Dilatazione pupillare provocata dalla stimolazione ortosimpatica dello strato muscolare radiale dell’iride Questo rapporto di diametri 8:1 diventa di 16:1 se si considera l’area della pupilla. La miosi permette dunque una riduzione marcata dell’illuminazione della retina; l’effetto è comunque inadeguato a compensare i forti aumenti dell’intensità di stimolazione che possono essere anche dell’ordine di 1011 UniSalento – Ottica e Optometria – Fisiologia Generale e Oculare – A.A. 2016-2017 – S. Marsigliante - # 5 i liquidi endo-oculari L’umore acqueo è formato dalle cellule epiteliali dei processi ciliari nella camera posteriore; da qui fluisce poi attraverso la pupilla nella camera anteriore. Uno strato trabecolare spugnoso (spazi del Fontana) raccoglie l’umor acqueo che viene drenato dal canale di Schlemm nel circolo venoso UniSalento – Ottica e Optometria – Fisiologia Generale e Oculare – A.A. 2016-2017 – S. Marsigliante - # 5 Flusso dell’Umor Acqueo Strato Trabecolare Microscopia a trasmissione delle trabecole umane (fluorescenza di proteine specifiche – “caldesmoni”) CORNEA Canale di Schlemm Camera ANTERIORE Strato trabecolare Spazi del Fontana Glaucoma – SCLERA IRIDE Drenaggio venoso dell’umor acqueo bloccato: aumento della pressione intraoculare: danni a vasi e retina pupilla Camera POSTERIORE MUSCOLO CILIARE Processi ciliari Umor acqueo Flusso Uveosclerale - è un altro sistema di drenaggio UniSalento – Ottica e Optometria – Fisiologia Generale e Oculare – A.A. 2016-2017 – S. Marsigliante - # 5 il liquido endo-oculare è costituito da due parti, 1. umor acqueo 2. umor vitreo. L’umor acqueo è un liquido che fluisce liberamente, mentre il vitreo è una massa gelatinosa tenuta assieme da un fine reticolo fibrillare costituito principalmente da molecole allungate di proteoglicani. L’umor acqueo viene continuamente prodotto e riassorbito. L’equilibrio tra produzione e riassorbimento dell’umor acqueo regola il volume totale e la pressione del liquido endo-oculare UniSalento – Ottica e Optometria – Fisiologia Generale e Oculare – A.A. 2016-2017 – S. Marsigliante - # 5 Composizione dell’umor acqueo Rispetto al plasma, l’umor acqueo: - È leggermente ipertonico e acido (pH 7.2) - Ha una concentrazione di ascorbato circa 15 volte maggiore - Ha un marcato deficit di proteine (0.02% contro il 7%) - Leggero eccesso di cloruro e acido lattico - Leggero deficit di sodio, bicarbonato, CO2 e glucosio - -Rapporto albumina/globulina simile al plasma, sebbene vi sono meno gamma-globuline - Nell’umor acqueo sono state ritrovate oltre 650 proteine diverse Funzioni dell’umor acqueo: Mantiene la pressione intraoculare Fornisce i substrati (glucosio, ossigeno, elettroliti) alla cornea e al cristallino Rimuove i prodotti metabolici (lattato, piruvato, CO2) Probabile ruolo nel metabolismo dell’umor vitreo e della retina L’umor vitreo (o corpo vitreo), una sostanza gelatinosa trasparente, riempie la cavità tra la parte posteriore del cristallino e la superficie frontale della retina composizione 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. acqua (99%) un network di fibrille di collagene grandi molecole di acido ialuronico cellule periferiche (ialociti) Sali inorganici glucosio acido ascorbico Funzioni Fornisce il nutrimento al cristallino e alla cornea sostituisce i vasi sanguigni che, se presenti, bloccherebbero la luce Mantiene la forma sferica dell’occhio UniSalento – Ottica e Optometria – Fisiologia Generale e Oculare – A.A. 2016-2017 – S. Marsigliante - # 5 La produzione dell’umor acqueo è un processo attivo di secrezione da parte dell’epitelio che riveste i processi ciliari. L’acqua segue la secrezione ionica per osmosi. Velocità di formazione dell’umor acqueo: 2.0 - 3.0 µL/min Volume della camera anteriore 250 µL Volume della camera posteriore 60 µL umor acqueo acqua Cl- acqua Na+ Na+, Cl-, HCO3- acqua Cellula epiteliale ciliare non pigmentata AQP1 AQP4 K+ regione apicale della cellula epiteliale ciliare non pigment. gap junctions regione apicale della cellula epiteliale ciliare pigmentata Cellula epiteliale ciliare pigmentata H2CO3 HCO3- H+ Na+K+2Cl- Cl- Na+ sangue UniSalento – Ottica e Optometria – Fisiologia Generale e Oculare – A.A. 2016-2017 – S. Marsigliante - # 5 Distribuzione delle Aquaporine (AQP - canali per l’acqua) nell’occhio AQP4 èanche presente nelle cellule retiniche di Müller. AQP5 è anche presente nelle cellule secretorie delle ghiandole lacrimali AQP AQP H 2O AQP e regolazione del volume • I movimenti di acqua associati alla regolazione del volume in molti casi richiedono la presenza di aquaporine le quali aumentano enormemente la permeabilità osmotica delle cellule permettendo un veloce riequilibrio UniSalento – Ottica e Optometria – Fisiologia Generale e Oculare – A.A. 2016-2017 – S. Marsigliante - # 5 La pressione endo-oculare è in media di circa 15.8 mmHg. Questo valore è da attribuire alla resistenza al deflusso dell’umore acqueo dalla camera anteriore al canale di Schlemm, dovuta alla trama di trabecole attraverso cui il liquido deve passare nel suo percorso dalla camera anteriore alla parete del canale. Nell’occhio normale alla pressione di 15.8 mm Hg, la quantità di liquido che lascia l’occhio attraverso il canale di Schlemm è in media di 2,5 µL/min ed è esattamente uguale all’afflusso di liquido dai processi ciliari Pe-o = 12 – 20 mmHg UniSalento – Ottica e Optometria – Fisiologia Generale e Oculare – A.A. 2016-2017 – S. Marsigliante - # 5
