La lámina de Descemet podría ser el “eslabón perdido” enel estudio y comprensión del Por qué se eleva la PresiónIntraocular en el Glaucoma

La CORNEA: Una estructura geodésica y el papel de lalámina de Descemet en el mantenimiento de la presión

intraocular normal.

Por Alvaro Niño R. M.D.M.D. Oftalmólogo

Director General CLÍNICA C.O.I.Cra. 29 # 50 - 89

PBX 6432225 - FAX 6434610Bucaramanga – COLOMBIA.

Resumen:

El autor, Médico Oftalmólogo, pretende demostrar científicamente que partede la estabilidad dimensional de la córnea como estructura viscoelástica que esy la regulación, por un mecanismo fino de alta sensibilidad y especificidad, enel control de la velocidad de salida del humor acuoso desde la cámaraanterior, hacia el interior canal de Schlemm, son mantenidas por la lámina deDescemet, que es mucho mas que la lámina basal del endotelio corneal, siendoen realidad una malla natural, conformada por varias capas de un tejidohexagonal de colágeno atípico, reforzado en sus extremos, conformando unacúpula geodésica, cuya comprensión será de gran interés para la bioingenieríade la córnea y de la función excretora del ángulo camerular del ojo humano.

Aspectos anatómicos:La córnea constituye el sexto anterior de la túnica fibrosaexterna del ojo, es transparente y de forma cupuliforme, concurvatura anterior asférica y posterior esférica, con un espesor

que se incrementa a expensas del estroma, gradualmente delcentro hacia la periferia.Por ser la cara anterior un segmento cónico elíptico, no se lepuede otorgar un único radio de curvatura, complicándose aúnmas su diseño cuando hacia la periferia se torna hiperbólica.

Es más sencillo describir su cara posterior que es esférica con unradio de curvatura de 6,7,mm y un diámetro de aprox. 10 mm. con una alturacentral aprox. de 3.5 mm del ápex del cristalino o plano pupilar. Base = 3 xA.

Tradicionalmente se ha estipulado que mecánicamente, la córnea es una estructurahomogénea, elástica y resistente, que mantiene su forma y la estabilidaddimensional por las propiedades isotrópicas y la homogeneidad mecánica de suscomponentes histológicos.

Pero discrepo del anterior postulado pues la córnea encierra una mayorcomplejidad y sus distintos planos componentes o capas, no se comportanhomogéneamente desde el punto de vista mecánico, dada su composiciónhistológica diferente y en especial la de una de ellas, la lámina de Descemet,que encierra una complejidad tal, que necesariamente tiene que cumplir confunciones mas allá de ser solamente la lámina basal, 250% mas gruesa, que suendotelio corneal.

Existen observaciones clínicas para pensar en ello, como es el caso de losDescematoceles en úlceras profundas con pérdida del estroma, que no se rompenfácilmente y evidencias de laboratorio de microscopía electrónica, como son lasinicialmente descritas por Krstick, primero en Alemán y mencionado luego porGneser en su tratado de histología, en la que con ayuda del microscopíoelectrónico y las técnicas de difracción de rayos X, obtuvieron una imagentridimensional de las capas que conforman la lámina de Descemet,mostrándonos su belleza y complejidad estructural.

Características de la lámina de Descemet:

La lámina de Descemet constituye la lámina basal del endotelio corneal y se leconoce también como lámina limitante posterior; está ubicada entre el estroma y el

endoltelio corneal y es una capa carente de células, de espesor aproximado de 10micras que se incrementa con la edad y que es secretada por las células delendotelio de la córnea.

Al microscopio óptico la lámina de Descemet presenta un aspecto homogéneo,eosinófilo y en la periferia se continúa, fundiéndose con el estroma de lastrabéculas de la malla del ángulo iridocorneal en la línea de Schwalbe.A la microscopía electrónica, la lámina de Descemet presenta el aspecto de unagruesa malla de doce micras de espesor, compuesta por varias capas paralelasentre si, sin uniones entre ellas, cada una conformada por finos filamentos de uncolágeno atípico, tipo tropocolágeno, en un tejido de figuras hexagonales concondensaciones nodulares en cada uno de sus vértices, separados 270 nanómetrosentre sí.

Conformación microscópica y ultramicroscópica de la Descemet

Los datos histoquímicos y la difracción de rayos X confirman que los filamentosque conforman las mallas de hexágonos, son de colágeno atípico de 270nanómetros de longitud por 100 Amstrongs de diámetro; la disposición hexagonalse forma por la agregación del material de tropocolágeno en dispersión, en una

matriz viscosa de sustancia fundamentalamorfa, que llena los espacios entre ellos.

Esta disposición tan compleja paratratarse solo de una gruesa láminabasal, con varias capas de tejidohexagonal de tropocolágeno reforzadoen sus vértices, sin uniones entre lasdistintas capas, despierta mi curiosidady me hago la siguiente reflexión:

“Si lo observado no da una idea de lafunción, es que se ha observado mal”:

....................., muy mal!¿Por qué tantas capas, con refuerzos en los vértices de unión de los hexágonosentre ellos y relleno viscoso, si no tiene que hacer fuerza alguna, pues se apoyaen el estroma corneal grueso y resistente?

Pregunta de la investigación:

¿Será que la lámina de Descemet demuestra tantacomplejidad porque cumple alguna función estructuraldiferente a la de ser una gruesa lámina basal de un endoteliosimple plano, dos y media veces mas delgado que ellamisma?

Tratando de encontrar respuesta a ese interrogante, empecé abuscar en la naturaleza estructuras similares compuestas porhexágonos unidos entre sí y al observarlas me cuestionaba:

¿En qué se parecen las cosas,

compuestas de cosas,que se parecen?

Para mi sorpresa encontré que había formaciones hexagonales innumerables enestructuras naturales y enmallados similares al descrito, que comparten una funcióny es la de otorgar resistencia repartiendo las fuerzas de manera simétrica entodas direcciones, como el caso de los tallos de las plantas y el panal de las abejas.

El hexágono es una interesante figura geométrica conformada por 6triángulos equiláteros opuestos por el vértice cuyas bases configuran los ladosdel mismo y en sus uniones conforman puntos equidistantes del centro.Si la lámina de Descemet está compuesta de capas de redes superpuestas decolágeno atípico, conformando hexágonos reforzados en sus uniones, y se sabe queeste tropocolágeno es más resistente que el acero de su mismo calibre, debe servirpara algo más que de lámina basal; ... pienso que debe participar activamenteen la estabilidad dimensional de la córnea y / o servir como mecanismo dedetección de los cambios sutiles de presión en el interior del ojo !

En 1.854, en su tesis Doctoral, Riemannpresentó los fundamentos de lageometría sobre una superficie curva(8), cuyas geodésicas desempeñan elpapel de las rectas Euclidianas en lageometría plana; la utilidad de esteconcepto radica en que permitió entender

la geometría sobre superficies curvas ya sean las cúpulas para los ingenieros o lacórnea para nosotros, en las que la geodésica es el equivalente de la recta en lageometría plana, es decir la distancia mas corta entre dos puntos.

En los años sesentas el Ingeniero y filósofo norteamericano R. BuckminsterFuller , (Bucky), desarrolló su famosa cúpula geodésica, que ha tenido las másvariadas aplicaciones en arquitectura de domos.

Estrictamente hablando, la cúpula geodésica es unaforma de estructura particular de enramadotriangular, en que los elementos se encuentrancurveados y situados según las circunferenciasmáximas de la esfera, sobre la cual se puede colocaruna cubierta, repartiendo uniformemente las tensionesa su base.Encontramos cúpulas geodésicas en fábricas de laFORD en USA, en la geode de París y en Maloka enBogotá y en muchos estadios, hoteles y casinos delmundo entero.

Estos triángulos así orientados forman los triángulos esféricos deRiemann, los cuales, al trazarles las respectivas alturascorrespondientes a cada lado, se subdividen en seis nuevostriángulos esféricos y así sucesivamente, se podrá continuar estasubdivisión, hasta obtener una red regular de barras.

El número de subdivisiones de cada triángulo original se señala como “n” yconstituye la “frecuencia geodésica” de la cúpula.

Con la subdivisión de un triángulo por sus alturas, se configuranhexágonos y entre mas se subdivide, mayor es la frecuenciageodésica del enmallado.

Experimentalmente se encontró que una malla constituida por hexágonos, al seresférica, no posee la suficiente resistencia en los puntos de unión o de articulaciónde los hexágonos, a nivel de los cuales deben reforzarse las uniones o en sudefecto proveer de cuerdas.

En el caso de una cúpula geodésica “grande”, (en proporción al grosor de susfibras), una sola capa de enmallado hexagonal reticular, no es suficiente paragarantizar su estabilidad dimensional, y se hace necesario proveer de dos o máscapas de enmallado; en un célebre trabajo del Imperial College de Londres, secomprueba la resistencia enorme de este tipo de diseño de ingeniería estructural.

Cuando la frecuencia geodésica llega a ser muy grande, el número de barras crecemuchísimo, de forma que todas aquellas que concurren en un mismo nodo, aún

cuando la superficie sea esférica, se encuentran casi en el mismo plano y ello unidoa los refuerzos en las uniones, le da una resistencia enorme para su masa y peso.En muchas cúpulas geodésicas, el revestimiento o cubierta, forma parte integral delsistema estructural de resistencia, repartiéndose las cargas y colaborando con laestabilidad dimensional de las mismas.

También se ha demostrado que en una típica cúpula Geodésica, su alturamáxima es de un tercio de su diámetro. La línea del perímetro de la misma esirregular, dificultando su unión con el apoyo, lo que suele representar unadesventaja cuando se trata de cubiertas, pero para el caso de la Descemet quetracciona a la base, esto se vuelve a su favor.

Las cúpulas geodésicas son estructuras económicas y resistentes constituyendo unasolución ideal para el recubrimiento de grandes áreas sin columnas ni cuerdas,ofreciendo un reparto uniforme de las tensiones a su base, que presenta un bordeinferior irregular, casi trabeculado.

Extrapolando lo expuesto a la membrana de Descemet creo que se le puedeconsiderar una estructura geodésica natural y que el grueso revestimiento dela córnea conformado por el estroma y la lámina de Bowman colaboran con laestabilidad, si bien al parecer otorgan más rigidez que mantenimiento de laestabilidad dimensional.

Al igual que ocurre con las demás estructuras geodésicas, la altura del puntocentral de la cúpula corneal sobre el plano limbar o pupilar es de un tercio deldiámetro de la base. B = 3 x A

Si de acuerdo a lo observado, la lámina de Descemet es una serie de redesgeodésicas de tejido hexagonal muy resistente, que puede transmitir lastensiones uniformemente, a lo largo de la circunferencia del perímetro de subase, entonces, ella podría comunicar a la línea de Schwalbe, ( que a su vez esel vértice del ángulo camerular, donde se insertan las trabéculas de la red delmismo y que hace parte de la lámina basal de las células "endoteliales" cuyasdigitaciones les recubren ), las sutiles diferencias de presión en la cámaraanterior, en respuesta a las variaciones en la secreción del humor acuososiguiendo los rítmos circadianos, ya que esa presión se aplica perpendicularmentea cada punto de las redes y ellas lo transmitirían a la base descrita, en forma detensión, fuerza esta paralela a sus fibras, en donde al insertarse en el contorno de

la circunferencia que es la línea de Schwalbe y ser traccionadas, podrían darsedos fenómenos:

Un estiramiento de las trabéculas, como ocurre cuando se tensa el músculo ciliar alotro lado, compensando en parte, el aplastamiento de las trabéculas y laminillascontra la pared interna del canal de Schlem, debido a la presión perpendicularaplicada sobre ellas, aunque poco probable por su rigidez, ó,

1. El inicio de una reacción en cadena, de estímulos sobre las célulasendoteliales adyascentes a la línea de Schwalbe, que son las mismas queemiten prolongaciones de membrana y citoplasma que recubren tantolas trabéculas como las laminillas y la pared externa de la mallatrabecular, en donde supongo que está una de las mas fuertes barreraspara el transporte del humor acuoso hacia el canal de Schlemm,debido a las múltiples estructuras tisulares que debeatravesar, para que por medio de un incremento del ATP o porcualquier otro mensajero intracelular, se induzca a la membranacelular a formar vesículas pinocíticas*, que engloben porciones dehumor acuoso a mayor velocidad, con el fin de retirar el exceso decontenido dentro del continente y así volver a su volumen y presión-tensión normales.

* Este es el “cuello de botella” de la excreción del humor acuoso,que no ha sido aprovechado por la investigación farmacéutica.

Mirémoslo de esta manera, si por alguna razón del ritmo circadiano,ya sea mediada por el cortisol u otra causa, se incrementa la ratade secreción de humor acuoso, el incremento del volumenresultante en una cámara teóricamente rígida como la anterior,hará que la presión se incremente.Esta fuerza se aplicará uniformemente, de manera vectorial,perpendicularmente en todos los puntos de la pared del ojo,siendo soportada en su parte anterior por la córnea y en ellatambién, por las múltiples capas de enmallado hexagonal reforzado, que esla lámina de Descemet, que sufrirán una tensión y una compresión por esa

causa, transmitiendo esta fuerza tensional a su base, que es la línea deSchwalbe y a las células endoteliales a las que sirve de láminabasal, con las posibles consecuencias supuestas en mi modeloteórico, en el cual la presión soportada por la paredes de la redtrabecular, al ser perpendicular a su pared, no se convierte entensión, sino en compresión o aplastamiento, tendiendo a cerrarlos espacios entre ellas, mas que a abrirlos, por lo que el soloincremento de la presión no bastaría per se, para aumentar la salida del humoracuoso.

Aún falta demostrarlo, pero explicaría por qué la naturaleza, que essabia y económica, diseñó una estructura tan compleja y única, de varias yresistentes capas de enmallado hexagonal, como es la lámina de Descemet,para la cual no hay función conocida, pero a la que teóricamente se lepuede aplicar un modelo mecánico de aplicación de presionesvariables, ( parecido al que diseñara hace años el DoctorSalomón Hakim Dow, para explicar el comportamientomecánico de una estructura esponjosa como es el cerebro,sometida a los cambios de presión del líquido cefalorraquideo, alestar encerrada en una cavidad de paredes rígidas, como es labóveda craneana, y que nos permitió entender, por qué sepueden alojar en él grandes masas, lentamente expansivas, sinelevar proporcionalmente al contenido, la presión intracraneana,al comprimirse las áreas cercanas a la masa en crecimiento,como lo harían las porciones de una esponja, adyacentes alpunto en donde se le aplica una presión, casi sin transmisión deésta fuerza a estructuras mas distantes, las cuales hastaavanzados estadíos, conservan su forma y funcionalidad. En elojo, además de la Descemet, hay otra estructura esponjosa,compresible y es la coroides).

Observando la conformación de la lámina de Descemet creo que esta tambiénpuede ser comprimida por sectores en cuanto a su espesor se refiere,deformándose selectiva y proporcionalmente a la ubicación y magnitud de lafuerza que de dentro a afuera se le aplique, transmitiendo esta presión enforma de tensión, paralela a su superficie, hasta su sitio de origen e inserciónen la base, que es la línea de Schwalbe.

A mayor presión, mayor número de capas serán comprimidas y mayor será lamagnitud de la TENSIÓN transmitida a la base en la circunferencia de lalínea de Schwalbe en el ángulo camerular.

Es en ese punto, donde supongo, ocurre algo que podría ser similar, guardadas lasproporciones, a lo observado con las hojitas de la planta adormidera, la cual,cuando se la toca con diferente fuerza, responde de distinta manera.Si apenas la roza el viento, no pasa nada, pero si se toca con un dedo, de acuerdocon la magnitud del toque, sus hojas se van cerrando cada vez en número mayor.

Es un fenómeno de excitación local, que altera el potencial de reposo de susmembranas celulares, desencadenando una cascada excitatoria con consumo deATP - (Adenil ciclasa- AMPc ?), que se transmite a sus fibras contráctiles, quedespués de un tiempo, superada la excitación, vuelven a su estado de reposo.

Con la lámina de Descemet descrita, creo que al ser comprimida por lapresión intraocular variable, se van tensando y acercando gradualmentedeterminado número de capas de la misma, desplazando el material viscosoentre ellas y juntándolas de adentro hacia fuera, halando sus extremos haciael centro.

Esa fuerza, proporcional a la presión ejercida, pero convertida en tensiónpara poder ser transmitida homogéneamente a su base, se convierte en un

estímulo desde su lámina basal, para la célula "endotelial " adyascente a lalínea de Schwalbe, que es la que emite sus prolongaciones digitiformes pararecubrir las estructuras de la red trabecular, para que incrementen su rata detransporte activo del humor acuoso, incrementando así la salida neta delmismo y devolviendo la presión intraocular a los límites fisiológicos normales,en respuesta a los cambios circadianos de secreción de acuoso presiónintraocular.

Por supuesto que estas elucubraciones teóricas no son más quepoesía, “ Corneopoesía ”, pues no han sido experimentalmenteverificadas, pero deseo que sirvan de estímulo a investigadoresque consigan alejar las ideas de considerar a la córnea esférica,homogénea e isotrópica, y que la lámina de Descemet es solo una gruesalámina basal del epitelio posterior mal llamado "endotelio"de la córnea.

Mi hipótesis de la CORNEA: UNA ESTRUCTURA GEODESICA,dice:

“ La lámina de Descemet es una estructura geodésica de colágeno atípico de altaresistencia, compuesta de varias capas bidimensionales de un reticulado hexagonalcon frecuencia geodésica cercana a 20.000, reforzados en sus uniones por nódulos delmismo material separados 270 nm entre si lo que le otorga una gran resistencia yestabilidad dimensional.La base de la estructura geodésica se funde en la línea de Schwalbe, que le sirve desostén, soportando ésta los vectores de fuerza resultantes del esfuerzo tensional de lacúpula, debidos a la presión intraocular aplicada sobre sus paredes.

Al incrementarse la presión intraocular, la tensión de las redes aumenta y setransmite homogénea y proporcionalmente a la base, induciendo el incremento deltransporte activo por parte de sus células endoteliales adyacentes por un mecanismomecánico - bioquímico, incrementando el flujo de salida del humor acuoso a manerade un retroalimentador o feedback ”.

En la práctica, estas teorizaciones habrán de servir para estudiar mas a la láminade Descemet que además sería el eslabón perdido, en el mecanismo aún

desconocido de la autorregulación de la presión intraocular, base de lafisiopatología aun desconocida en la mayoría de los glaucomas crónicos de ánguloabierto, que podría visualizarse como algo parecido a lo que ocurre con lasláminas de una persiana horizontal cuando con un dedo se empieza a hacerpresión de abajo hacia arriba.

Inicialmente se deforma la de mas abajo y su centro llega a tocar la siguiente yasí sucesivamente, pero como la longitud no se altera, sus extremos van siendotraccionados hacia el centro; si estuvieran conectados a un sensor,irían formando una señal cada vez más fuerte a medida que maslaminillas van siendo comprimidas proporcionalmente a lamagnitud de la presión aplicada.

Eso creo que es lo que percibe la pared interna del canal de Schlemm en elángulo camerular cuando los incrementos de la presión del humor acuosocomprimen de adentro hacia fuera las redes de la Descemet contra el rígidoestroma corneal.Con este cuadro deseo mostrar como obtuve la frecuencia geodésica de lalámina limitante posterior de la córnea o Capa de Descemet:

En la delimitación de la red de varias capas que conforma la Descemet, he tomadocomo base a la línea de Schwalbe y la altura máxima la del ápex corneano porsu cara interna desde el plano pupilar.

Asumo que la circunferencia de la base, (Línea de Schwalbe), tieneaproximadamente 10 mm de diámetro, dada su ubicación en la cara internade la periferia de la córnea, y con base en ello, cálculo el perímetro multiplicando½ del diámetro (radio), por dos veces el número pi, encontrando que es de 31,416mm. ( P= 2pi . r ).

Perímetro de la base = 2 (3,1416) x 5 mm. P= 31,416mm.

Acto seguido se triangula la semiesfera, que conforma la cara interna de lacórnea, cuyo perímetro es la línea de Schwalbe, en seis triángulos esféricos

equiláteros, cuyas bases conforman el perímetro de la base, obteniéndose que paracada lado es de 5,235 mm. (31.416mm / 6 = 5.235 mm).

Lados de cada triángulo esférico: Perímetro / 6. 31,416 / 6 =5,235 mm.

Al pasar esta cantidad en mm a metros, se obtiene 0.005236 m y de acuerdo a loobservado en ultramicroscopía electrónica, se le divide entre 270 nanómetros (270x 10-9 m), que es la distancia entre dos condensaciones nodulares de la lámina deDescemet lo que dá 19.392.

Frecuencia geodésica = 5, 235 mm / 270 x 10-9 mm. F. G. = 19.392

De esta manera, obteniendo el número de subdivisiones de cada triánguloesférico inicial, que no es otra cosa que la frecuencia geodésica de la Descemety que se calcula en 19.392 o sea cercana a 20.000, ......que componen unsistema finísimo de detección sutil de las variaciones de la presión intraocular.

DIRECCIÓN PARA CORRESPONDENCIA:Dr. Alvaro Germán Niño Rivero MD Oft.Clínica Oftalmológica Integral C.O.I. LtdaCarrera 29 No. 50-89. Bucaramanga-Colombia.

Me despido deseando, que este ensayo sirva para resaltar la importancia de lacapa o lámina de Descemet, o para que alguien que lo estudie mejor, demuestreque a lo mejor se trata de un rezago evolutivo, como la carúncula y que nada de loaquí expuesto puede ser cierto.Gracias,

DR. ALVARO GERMAN NIÑO RIVERO M.D.OFTALMOLOGO DIRECTOR CLINICA OFTALMOLOGICA INTEGRAL LTDA.

Bucaramanga - Santander - Colombia.

coiltda@epm.net.co

BIBLIOGRAFIA

1. HISTOLOGIA, Finn, Geneser.pp 73 a 122.Editorial Panamericana. Argentina 1.987

2. TRATADO DE HISTOLOGIA. Bloom and Fawcet. Pp. 34-82.Décima Edición Americana, Séptima en españolEditorial Labor. España 1.988

3. HISTOLOGIA. Ham, Arthur. Pp. 39-138Editorial Interamericana. México 1.985

4. ELEMENTARY STATICS OF SHELLS. Pfluger Alf.Second Edition. Fw. DODGE CORPORATIONNEW YORK. USA.

5. GEOMETRIA. Blador (Geometría esférica y del espacio).Texto de Bachillerato (Riemer: Triángulos Esféricos).

6. Revista Selecciones del reader’s Digest.R. Buckminster Fuller y su cúpula geodésica.

7. La córnea: Una estructura Geodésica. Tesis de grado en OFTALMOLOGÍA deAlvaro Niño. Escuela Colombiana de Medicina. 1.991.

8. MECHANICAL MODEL OF THE CORNEA. Vito, Raymond, Shin, Thomas,Refractive Cirneal Surgery, Vol 5. pp. 82-88

9. Kristic R. Dic Geweb des Menschen und der Saugetiere.Springer Velag, 1.978. Sweden.

10. KRISTIK R. Ultrastrucktur der Saugeierzelle 1.Ausgabe, Springer, Varlag, 1.976 Sweden.

11. LYNN M. ARESTON J., Factors affecting outcome and predictability of radialqueratotomy. 1.978 pp. 105-42-51.

12. ASPECTOS HISTOLOGICOS DEL SENTIDO DE LA VISION.NIÑO ALVARO. ESCUELA COLOMBIANA DE MEDICINA 1.988. BOGOTA.

13. NIÑO R. Alvaro G. "Mis ideas respecto al glaucoma". Folletos repartidos. 2.000.14. NIÑO R. Alvaro G. “Ideas sobre el glaucoma primario de ángulo abierto”

FRANJA OCULAR, Vol 2 No. 17 Nov-Dic 2.001 Bogotá . Colombia.

Internet: http//gate.cruzio.com/joemore/index/dome-M.htmhttp//www.aceralia-tr.com/hacer_6_4htmhttp//148.220.1.3/museo/geodesia.htmhttp//www.msnba.com/news/425893.asp?cp1=1