Hipoxia corneal

COLUMNA INTERNACIONAL IACLE

CURSO DE ACTUALIZACIÓN EN CONTACTOLOGÍA PARTE 90

Lic. Opt. Rubén Velázquez Guerrero, FIACLE

Coordinador de IACLE México

ualquier reducción en la cantidad de oxígeno disponible en un tejido metabólicamente activo puede alterar significativamente el equilibrio fisiológico de los componentes celulares y, desde luego, el tejido mismo. La córnea no es una excepción.

Un adecuado suministro de oxígeno a la córnea es vital para su proceso metabólico y para el mantenimiento de su integridad estructural. Para un uso exitoso de lentes de contacto, los lentes adaptados deben suministrar por lo menos el nivel mínimo de oxígeno que la córnea requiere. Si bien sería útil conocer los mínimos requerimientos de oxígeno individualmente para cada córnea, esto no es usualmente práctico en la rutina de adaptación de lentes de contacto. En vez de esto se selecciona un lente de contacto que permita un nivel de oxígeno mayor que el “promedio” mínimo requerido.

Un número considerable de investigaciones se han llevado a cabo para determinar las necesidades corneales críticas de oxígeno. Mientras que hay algunas diferencias en las conclusiones de tales investigaciones, hay consenso general sobre los niveles de oxígeno requeridos para un uso seguro de lentes de contacto en forma diaria y durante su uso nocturno. Hasta finales de los años 90’s del siglo pasado, muchos de los lentes de contacto en el mercado eran incapaces de cumplir los relativamente altos niveles de oxígeno que la mayoría de las investigaciones publicadas indicaban que se necesitaba, especialmente en relación con el uso extendido durante la noche. Ahora hay disponibles productos que exceden las recomendaciones para esta modalidad de uso, por un cómodo margen. Sin embargo, la adaptación de lentes de contacto esclerales ha vuelto a abrir el debate acerca de si proporcionan la transmisibilidad adecuada de oxígeno a todas las capas de la córnea; no se duda de la alta transmisibilidad del material que se utiliza para su fabricación, pero si se analiza el grosor total ( la suma del grosor central del lente y el grosor del reservorio que hay debajo del lente de película lagrimal/solución que requiere el lente para su inserción), la transmisibilidad de oxígeno es equivalente a la que proporcionan los materiales de hidrogel. Si además no se cumple un horario de uso menor a 12 horas diarias, la posibilidad de generar hipoxia crónica es muy elevada.

La hipoxia corneal a corto plazo y la crónica pueden dar como resultado cambios significativos en la estructura y función del tejido corneal. En la mayoría de los casos, aun los cambios sutiles son visibles con el biomicroscopio.

Todas las capas de la córnea pueden ser afectadas por la hipoxia. El especialista en lentes de contacto debe buscar signos de hipoxia en cada examen de control.

Realizaremos una descripción de los hallazgos clínicos por hipoxia en las diferentes capas de la córnea.

Epitelio

Homeostasis

El uso prolongado de lentes de contacto altera la homeostasis del epitelio al suprimir la proliferación y la migración de las células epiteliales (Ladage et al. 2003a y b) y al disminuir la tasa de exfoliación (O’Leary et al. 1998, Ren et al. 1999, Ladage et al. 2001). Estos efectos están mediados en parte por la hipoxia, pero también por la interacción mecánica del cristalino con la superficie ocular. Aunque las manifestaciones clínicas son difíciles de observar sin un equipo especializado, una de las consecuencias parece ser la reducción del grosor del epitelio en los usuarios de larga duración (Holden et al. 1985b, Jalbert et al. 2009). La magnitud de esta pérdida depende en parte de la permeabilidad al oxígeno, por lo que, tras 3 años de uso, los usuarios de lentes de hidrogel muestran una reducción del grosor

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de unas 12 micras (20%), en comparación con sólo 4 micras (7%) durante el uso de hidrogel de silicona.

En el laboratorio, el examen microscópico de las células de la superficie epitelial tomadas de los usuarios de lentes de hidrogel de silicona de alta transmisibilidad (Dk/t) después de 3 meses de uso continuo indicó que eran similares en tamaño, morfología y viabilidad a las células tomadas de los no usuarios de lentes, pero las tomadas de los portadores de hidrogeles son significativamente mayores (Stapleton et al. 2001). La microscopía confocal in vivo del epitelio basal de la base del epitelio indica que sólo se observan cambios visibles en la regularidad en los usuarios en modalidad de uso prolongado de lentes blandas de bajo Dk/t (Jalbert et al. 2009).

Permeabilidad

La permeabilidad epitelial se ha utilizado con frecuencia como indicador de la función de barrera de la córnea, aunque, hasta ahora, no hay relación definitiva con la prevalencia de la enfermedad. El uso prolongado de lentes blandos (McNamara et al. 1998) y RPG (Lin et al. 2002) aumenta la permeabilidad epitelial, y los datos sugieren que los individuos de etnia asiática se ven especialmente afectados (Lin et al. 2011). Aunque el uso de materiales de mayor permeabilidad al oxígeno puede mitigar parcialmente el efecto, hay un componente mecánico residual que persiste debido a la presencia del propio lente (Lin et al. 2003).

Microquistes

Los microquistes epiteliales son comunes en los usuarios de lentes de hidrogel. Se detectan mejor con la lámpara de hendidura, utilizando un gran aumento y retroiluminación marginal (Zantos & Holden 1978, Zantos 1983, Holden y Sweeney 1991). Aparecen como pequeños puntos irregulares translúcidos de aproximadamente 10-50 μm de diámetro (Fig. 1) y suelen estar distribuidos en un anillo en la periferia media de la córnea. Se piensa que los microquistes son bolsas de material celular desorganizado (Bergmanson 1987) o células muertas (apoptóticas) (Tripathi & Bron 1972, Madigan 1989). Se cree que los microquistes se forman en las capas más profundas del epitelio y se mueven gradualmente hacia la superficie epitelial en respuesta a los cambios en la actividad metabólica.

El nivel de microquistes que se desarrolla durante el uso de lentes de contacto es un índice fiable de estrés hipóxico crónico y da una indicación del grado de compromiso del metabolismo epitelial (Holden & Sweeney 1991). Se observan menos de diez microquistes en personas que no usan lentes y en los usuarios de lentes diarios, lo que indica que el uso de lentes está libre de hipoxia (Terry y Sweeney, 1991, Terry et al. 1993, Hickson & Papas 1997), mientras que más de 50 microquistes o una marcada alteración epitelial es un signo de estrés hipóxico crónico severo (Zantos 1983).

Por lo general, los microquistes se desarrollan a los 3 meses de comenzar la utilización prolongada de hidrogeles, y su número puede fluctuar a partir de entonces, llegando a varios cientos en algunos casos.

Holden y Sweeney (1991) encontraron una media de 17 ± 21 microquistes en 21 sujetos que llevaban hidrogeles de forma prolongada durante 5 años.

Si se suministran niveles normales de oxígeno a la córnea quitando los lentes, o volviendo a ponerlos con lentes de hidrogel de silicona de alto Dk/t, el número de microquistes aumenta en el plazo de una semana y luego disminuye gradualmente en el transcurso de 1 a 3 meses, hasta alcanzar los niveles sin uso de lentes (Holden et al. 1985b, Keay et al. 2000).

Figura 1.

Este aumento transitorio de las cifras, conocido como efecto rebote, va acompañado de una recuperación del grosor del epitelio y de las tasas de captación de oxígeno y, por lo tanto, es una indicación de que se ha restaurado la actividad metabólica normal del epitelio (Holden et al. 1985b). No es necesario retirar los lentes de hidrogel de silicona recién adaptados.

También pueden observarse microquistes durante el uso prolongado de RPG, y su número parece estar relacionado con la transmisibilidad de oxígeno del lente (Holden y Sweeney, 1991).

El edema epitelial agudo, o edema microquístico debe distinguirse de la respuesta microquística crónica. Se caracteriza por más de 200 quistes claros rodeados de epitelial y suele producirse en respuesta a un estímulo tóxico en las 12 horas siguientes a la exposición. Se resuelve rápidamente una vez que se elimina el estímulo.

Vacuolas

Los microquistes no deben confundirse con las vacuolas epiteliales, que son vesículas llenas de líquido que también se producen durante el uso de lentes de contacto blandas (Zantos 1983). Aunque tienen un tamaño similar, las vacuolas se distinguen de los microquistes por su forma más redondeada e iluminación no invertida (Fig. 2). Aunque la etiología de las vacuolas no está clara, se producen con más frecuencia durante el uso prolongado en comparación con el uso diario, y se observan con menos frecuencia con los lentes de hidrogel de silicona de alto Dk/t. El tratamiento de las vacuolas es similar al de los microquistes, y se recomienda suspender temporalmente el uso del lente si la barrera epitelial está comprometida.

Figura 2.

Estroma

Edema

El edema del estroma inducido por los lentes de contacto blandos se distribuye por la mayor parte de la córnea, aunque hay una hinchazón significativamente menor en la periferia extrema que en el centro. Se cree que esto refleja la restricción física en la región limbal (Bonanno & Polse 1985, Holden et al. 1985a, Morgan et al. 2010).

Como se ha comentado anteriormente, las estimaciones de la cantidad de hinchazón nocturna que se produce en la córnea central de las personas que no llevan lentes varían aproximadamente entre el 3% y el 4% (Mer 1980, Koers 1882, La Hood et al. 1988, Cox et al. 1990, Fonn et al. 1999). El uso prolongado de hidrogeles provoca una inflamación corneal nocturna del 10-15% (Holden et al. 1983, LaHood et al. 1988, Fonn et al. 1999), mientras que los lentes de hidrogel de silicona de alto Dk/t muestran poca diferencia con respecto a los niveles de los no usuarios de lentes. Fonn et al. (1999) observaron que la inflamación de la córnea en los ojos portadores de lentes se asocia con aumentos menores pero concomitantes de la inflamación en los ojos no portadores de lentes. Esta respuesta simpática fue replicada por Guzey et al. (2002) en conejos y también observada por Drubaix et al. (1997), quienes encontraron cambios concomitantes en los ojos de control después de una cirugía o lesión.

No se puede suponer que la hipoxia se haya reducido sustancialmente con los lentes de hidrogel de silicona de alto Dk/t por tres razones: 1.- El consumo de oxígeno puede variar sustancialmente entre individuos. Comstock et al. (1999) y Mueller et al. (2001) descubrieron que una pequeña proporción de sujetos que llevaban hidrogeles de silicona de alto Dk/t experimentaron hinchazón a niveles similares a los observados con los hidrogeles de bajo Dk/t. En un examen de 30 sujetos que llevaban lentes de balafilcon A (Comstock et al. 1999), se descubrió que el 11% experimentó una hinchazón corneal nocturna, hinchazón corneal superior al 7,7%, es decir, la cantidad que la córnea puede eliminar durante el día (Holden et al. 1983).

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2.- Los lentes de mayor potencia tendrán un Dk/t reducido debido a su mayor grosor regional, en el centro para los lentes positivos y en la periferia para los lentes negativos. 3.- La córnea periférica, en general, tiene unas necesidades mayores de oxígeno, como se ha comentado anteriormente.

Estrías y pliegues corneales

La naturaleza difusa del edema estromal inducido por el lente hace que sea difícil de visualizar con la lámpara de hendidura, ya que la luz en el estroma es mínima, a menos que el edema sea grave, y es poco probable que los niveles moderados den lugar a síntomas significativos. Sin embargo, cuando el estroma se hincha más del 4 al 6%, aparecen finas estrías en el estroma posterior y en la membrana de Descemet (Sarver 1971, Polse & Mandell 1976). Suelen ser verticales, pero pueden ser horizontales u oblicuas (Fig. 3). Es probable que las estrías desaparezcan poco después de despertar o de quitarse los lentes. Si el edema estromal es grave (mayor de 12 al 15%), las líneas oscuras se asemejan a los pliegues de la membrana de Descemet (Holden 1977).

La Hood y Grant (1990) idearon un método para estimar el edema corneal en el que: ■ una estría se correlaciona con una media del 5% de edema estromal ■ cinco estrías - 8% de edema ■ diez estrías - 11% de edema ■ un pliegue - 8% de edema ■ cinco pliegues - 11% de edema ■ diez pliegues - 14% de edema Las estrías y los pliegues son poco comunes con el uso continuo de hidrogeles de silicona de alta Dk/t y, si están presentes, indican un usuario con una demanda de oxígeno superior a la media.

Adelgazamiento

Existen informes contradictorios sobre el efecto del uso de lentes de baja Dk/t en el grosor del estroma, que muestran una pequeña disminución del grosor o ningún cambio aparente (Holden et al. 1985b, Liu & Pflugfelder 2000, Patel et al. 2002). Las diferencias encontradas entre estos estudios probablemente reflejan las dificultades para aislar los efectos directos del uso de lentes de contacto sobre el grosor del estroma de los causados por el edema residual y por las diferencias de metodología entre los grupos.

Los queratocitos componen hasta el 10% del volumen del estroma y ayudan a mantener la estructura del estroma. Los cambios inducidos por el lente en el estroma pueden deberse a una pérdida de queratocitos. Aunque Jalbert y Stapleton (1999) y Efron et al. (2002) informaron de una reducción de la densidad de queratocitos con el uso prolongado de lentes blandos, Patel et al. (2002) no encontraron diferencias entre los usuarios de hidrogeles diarios a largo plazo y los que no llevaban lentes. Se han sugerido varios mecanismos para explicar la pérdida de queratocitos, incluida la muerte celular provocada por la hipoxia y/o los efectos inducidos por la presión del uso de lentes (Jalbert y Stapleton 1999, Kallinikos y Efron 2004, Jalbert et al. 2005).

Figura 3.

Endotelio

Respuesta de la ampolla

Los blebs endoteliales aparecen como pequeñas áreas oscuras y no reflectantes dispersas en el mosaico endotelial (Fig. 4) y pueden diferenciarse fácilmente de las guttatas que aparecen como “agujeros” y son más grandes que las ampollas (Fig. 5). Los blebs se han observado a los pocos minutos de la inserción de lentes blandos de baja Dk/t y RPG (Zantos & Holden 1977b, Barr & Schoessler 1980, Kamiya 1980, Ani et al. 1981, Schoessler et al. 1982, Inagaki et al. 2003), y también en ojos expuestos a la anoxia atmosférica (Holden & Zantos 1981) o al dióxido de carbono (Holden et al. 1985d) y, ocasionalmente, en personas que no llevan lentes después de cerrar el ojo (Khodadoust y Hirst 1984, Inagaki et al. 2003). Hamano et al. (2002) descubrieron que los ojos asiáticos son

más susceptibles a la formación de ampollas endoteliales con lentes de baja Dk/t.

Las ampollas endoteliales aumentan en tamaño y número inmediatamente después de la exposición a un estímulo hipóxico y luego desaparecen rápidamente tras la retirada. En los ojos no portadores de lentes, las burbujas endoteliales cubren menos del 2% del endotelio después de 20 minutos de cerrar el ojo y desaparecen a los 15 minutos de abrirlo (Inagaki et al. 2003). Durante el uso prolongado de hidrogeles, la respuesta de las ampollas se produce en un ciclo diurno bifásico; el número de ampollas se reduce tras la apertura del ojo y aumenta al final de la tarde y por la noche (Williams y Holden 1986). La formación y desaparición de los blebs es la misma para los lentes de hidrogel de silicona de alto Dk/t y para las lentes RPG de Dk/t similar (Inagaki et al. 2003), y la magnitud de la respuesta disminuye a medida que aumenta la transmisibilidad de oxígeno del lente que se usa (Brennan et al. 2008, Inagaki et al. 2003, Ohya et al. 1996).

Las hemorragias endoteliales tienen poca importancia clínica, pero se cree que indican estrés corneal por un cambio de ácido en condiciones de hipoxia (Holden et al. 1985d). A medida que el pH intracorneal disminuye, las células endoteliales se vuelven edematosas, provocando un abultamiento de la membrana celular endotelial posterior.

Morfología

Los cambios en el tamaño (polimegatismo) y la forma (pleomorfismo) de las células endoteliales se producen como procesos normales relacionados con la edad, pero también se han asociado al uso de lentes de contacto (Fig. 6). El polimegatismo, descrito por primera vez por Schoessler (1983), se ha observado con el uso diario y prolongado a largo plazo de lentes de hidrogel, RPG y PMMA (Schoessler et al. 1982, Hirst et al. 1984, Stocker & Schoessler 1985, MacRae et al. 1986), pero las personas que llevan lentes de mayor transmisibilidad de oxígeno, por ejemplo, elastómero de silicona (Schoessler et al. 1984) o hidrogeles de silicona (Covey et al. 2001), no se han visto afectadas. Una excepción a este comportamiento puede ser la presentada por los bebés afáquicos que, cuando llevan lentes de contacto de uso prolongado (principalmente elastómero de silicona, pero también RPG), mostraron una mayor variación en el tamaño de las células endoteliales, así como un aumento de la densidad de las células endoteliales y un mayor grosor de la córnea central que otros con LIO o en relación con los ojos de control (Morrison et al. 2015).

Los primeros reportes informaron que los cambios endoteliales eran permanentes (Holden et al. 1985c, MacRae et al. 1986, Yamauchi et al. 1989), pero estudios más recientes indican que se pueden conseguir mejoras, ya sea por el cese del uso prolongado (Sibug et al. 1991) o por la readaptación con lentes de alta Dk/t (Bourne et al. 1999, Covey et al. 2001, Doughty & Aakre 2007).

Figura 4.

Figura 5.

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El análisis multivariado de Sheng y Bullimore (2007) no mostró una asociación entre las variaciones morfológicas y el número de años de uso de los lentes. Sugirieron que esto se debía al uso general de materiales de mayor transmisibilidad, aunque esto no impediría que los usuarios individuales mostraran cambios endoteliales significativos inducidos por los lentes.

Síndrome de agotamiento corneal

Otra complicación asociada al uso prolongado de lentes de contacto de baja Dk/t es el “agotamiento corneal”, descrito por primera vez por Sweeney (1992) en usuarios de lentes de polimetilmetacrilato (PMMA) y de hidrogel de baja Dk/t por largo tiempo de uso. Sweeney planteó la hipótesis de que, tras muchos años de estrés hipóxico crónico, el endotelio estaba funcionalmente comprometido, lo que provocaba una regulación inadecuada de la hidratación de la córnea y la consiguiente intolerancia al uso de lentes de contacto. Este fenómeno parece producirse con mayor frecuencia en los usuarios de lentes con necesidades de oxígeno superiores a la media y en aquellos que, como los hipermétropes moderados o graves, tienen efectivamente lentes de menor Dk/t.

Necesidades de Oxígeno: Resumen

El nivel mínimo de oxígeno preferido por el ojo es probablemente 20.95%, i.e. el nivel de oxígeno disponible generalmente al nivel del mar.

Sin embargo, muchas personas viven toda su vida en ambientes en los cuales la disponibilidad de oxígeno es menor que ésta, debido a la altitud en la que viven. Además, durante un tercio de nuestras vidas, la cara anterior del ojo esta expuesta únicamente a un tercio de este nivel de oxígeno debido a las horas de sueño.

Por lo tanto, puede ser más apropiado pensar en términos de un mínimo deseado, en vez de un mínimo absoluto, a pesar de que los resultados de numerosos estudios ofrecen valores mínimos sobre los resultados de los estudios y una variación individual ha sido demostrada. Tales resultados son limitados por el diseño del estudio, limitaciones en los estímulos, pacientes no humanos y frecuentemente la falta de aplicación en un ambiente real.

Mejor que un nivel “mínimo”, tal vez deberíamos estar usando el término “óptimo”, “ideal”, “recomendado”, o como algunos autores usan, nivel mínimo “crítico”. Fatt usó la frase “requerimientos críticos de oxígeno” o RCO.

Las recomendaciones de algunos estudios no pueden ser aplicadas tan rigurosamente, ya que estas exceden los niveles de disponibilidad en varias regiones del mundo con mayores altitudes. Los habitantes de tales regiones prosperan a pesar de su “deprivación de oxígeno”.

Respuestas correctas al cuestionario del artículo “ACTUALIZACIÓN EN LENTES DE CONTACTO MULTIFOCALES” publicado en la revista anterior:

1.- a 2.- c

Cuestionario

1.- ¿En qué tipo de usuarios de lentes de contacto debe realizarse un examen con lámpara de hendidura de forma meticulosa para descartar la presencia de hipoxia corneal? a) Usuarios de lentes de contacto de hidrogel y PMMA b) Usuarios de lentes de contacto de hidrogel de silicona y RPG 2.- Paciente usuario durante los últimos dos años -por lo menos 12 horas al día- de lentes de contacto tóricos blandos de hidrogel, los cuales le corrigen un astigmatismo mixto. ¿Cree usted que presente hipoxia corneal? a) Sí b) No

Bibliografía

Módulo A1. Anatomy & Physiology of the Anterior Segment.

The International Association of Contact Lens Educators (IACLE)

Módulo D3. Soft Contact Lens Complications. The International Association of Contact Lens Educators (IACLE)

Módulo E2. Fitting-Scleral-and-Miniscleral. The International

Association of Contact Lens Educators (IACLE)