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LA VISIÓNDaniel Villareal A00806640
Danilo Tueme A01136780
VISIÓN
La luz
La luz es una radiación que se propaga en forma de ondas. Las ondas que se pueden propagar en el vacío se llaman ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS. La luz es una radiación electromagnética.
La luz se propaga en línea recta. La línea recta que representa la dirección y el sentido de la propagación de la luz se denomina rayo de luz (el rayo es una representación, una línea sin grosor, no debe confundirse con un haz, que sí tiene grosor).
Un hecho que demuestra la propagación rectilínea de la luz es la formación de sombras. Una sombra es una silueta oscura con la forma del objeto.
Refracción de la luz
Índice de refracción = Velocidad de la luz en el
aire/velocidad de la luz en el medio
La velocidad de la luz en el aire = 300000 km/s
Refracción de la luz
La refracción de la luz es el cambio de dirección que experimentan los rayos luminosos al pasar de un medio a otro en el que se propagan con distinta velocidad. Por ejemplo, al pasar del aire al agua, la luz se desvía, es decir, se refracta.
Las leyes fundamentales de la refracción son: - El rayo refractado, el incidente y la normal se
encuentran en un mismo plano. - El rayo refractado se acerca a la normal cuando pasa
de un medio en el que se propaga a mayor velocidad a otro en el que se propaga a menor velocidad. Por el contrario, se aleja de la normal al pasar a un medio en el que se propaga a mayor velocidad.
Cuando la luz choca perpendicularmente con otro medio con diferente IR, solo desciende a velocidad de trasmisión y la longitud de onda se reduce (imágenes mas cortas)
Cuando la luz atraviesa una superficie con ángulo, cambia de dirección
Tipos de lentes
Convergencia de los rayos y punto focal
Lente convexa Es mas gruesa en el centro que en los extremos
Divergencia de la luz
Lente cóncava
A diferencia de las lentes esféricas, en las cilíndricas la desviación se produce en un solo plano, los rayos luminosos paralelos se desvían hacia una linea focal
Distancia focal
Distancia focal
Es la distancia a la cual convergen los puntos paralelos en un punto focal común detrás de una lente convexa
Es posible concentrar los rayos paralelos y los divergentes a la misma distancia de una lente, cambiando su convexidad
La relación entre la distancia focal de la lente, la distancia desde la fuente puntual de luz y la distancia del foco se expresa: 1/f= 1/a + 1/b
Donde f= distancia focal de la lente para los rayos paralelos, a= distancia de la lente a la fuente puntual de luz, b=distancia al foco desde el otro lado de la lente
Formación de una imagen por una lente convexa
Poder de refracción: dioptría
Poder dióptrico
Es la capacidad de desviación de los rayos luminosos por una lente
Se mide en dioptrías En una lente convexa es igual a 1m/distancia
focal (si la convergencia es causada a 1m, la dioptría es +1; a 0.5m es igual a +2
En una lente cóncava no se puede medir, dado a que causa la divergencia de los rayos
Las lentes cóncavas neutralizan a las convexas (dioptrías negativas)
ojo
Globo ocular
Contiene el aparato óptico del sistema visual
Formado por tres capas: Capa fibrosa (externa), formada por esclera
y córnea Capa vascular (media), formada por
coroides, cuerpo ciliar y el iris Capa interna, formada por retina (porciones
óptica y no visual)
Capa fibrosa
Esclera o esclerótica: Porción opaca y densa del globo ocular,
cubre 5/6 posteriores del ojo Es el esqueleto fibroso del ojo Aporta forma y resistencia La porción anterior es “LO BLANCO DEL
OJO” Córnea:
Porción transparente Cubre un sexto anterior del ojo
Capa vascular / úvea Coroides
Capa color pardo rojizo entre la esclera y la retina
Tapiza la mayor parte de la esclera Dentro de este lecho vascular se encuentra la
lámina vascular (responsable de “los ojos rojos” en las fotos con flash)
Cuerpo ciliar Estructura vascular y muscular Ofrece inserción al cristalino Los procesos ciliares secretan humor acuoso
Iris Sobre la cara anterior del cristalino Con una abertura central: la pupila
Capa interna/ retina
Porción óptica Sensible a los rayos de la luz visible Tiene dos capas: una neural y una de células
pigmentadas. 1° recibe la luz, 2° capa simple de células pigmentadas que absorben la luz y reduce su dispersión en el globo ocular
Porción no visual Continuación de la capa de células pigmentadas Da una capa de soporte sobre el cuerpo ciliar
(Porción ciliar de la retina) y sobre la cara posterior del iris (Porción iridial de la retina)
Fondo
Porción posterior del globo ocular Tiene el disco óptico (papila óptica), área
circular deprimida por donde entran los vasos y las fibras sensitivas que transporta el nervio óptico, no tiene fotorreceptores (punto ciego de la retina)
Mácula lutea, área pequeña ovalada con fotorreceptores especializados para la agudeza visual en el centro esta la fóvea central, área máxima para la agudeza visual, su centro es la foveola
Medios ópticos del ojo
Córnea
Área circular de la porción anterior de la capa fibrosa externa
Mayor responsable de la refracción de luz en el ojo
Transparente debido a la disposición regular de sus fibras de colágeno y su estado deshidratado
Es avascular, su nutrición depende de los capilares en su periferia, humor acuoso y líquido lagrimal
Sensible al tacto (NC V1)
Humor acuoso
De las cámaras anterior y posterior del ojo
Producido en la cámara posterior por los procesos ciliares del cuerpo ciliar
Aporta nutrientes a la córnea y al cristalino
Drena en el seno venoso escleral en el ángulo iridiocorneal
Cristalino
Es el lente situado por detrás del iris y por delante del humor vitreo
Es una lente biconvexa y transparente encerrado en una cápsula (la cápsula del cristalino), anclada al cuerpo ciliar por las fibras zonulares
El músculo ciliar cambia la forma del cristalino (permiten enfocar)
Humor vítreo
Liquido acuoso encerrado en las redes del cuerpo vítreo
Sustancia transparente y gelatinosa En los 4/5 posteriores del globo ocular,
por detrás del cristalino en la cámara vítrea o postrema
Transmite la luz, mantiene la retina en su sitio y soporta al cristalino
Óptica del ojo
El sistema ocular del ojo esta compuesto por cuatro superficies de refracción: Separación entre el aire y la cámara anterior de la
cornea Separación entre la cara posterior de la córnea y
el humor acuoso Separación entre el humor acuoso y la cara
anterior del cristalino Separación entre la cara posterior del cristalino y
el humor vítreo
Acomodación Alrededor de 70 ligamentos suspensorios se fijan en torno al cristalino, tirando de sus extremos hacia el perímetro del globo ocular.Se encuentran constantemente tensos por sus inserciones en el coriodes y la retinaEl cristalino se encuentra relativamente plano en condiciones normales (si no estuviera sujeto a presión su forma seria aproximadamente esférica)
Acomodación
A nivel de las inserciones laterales de los ligamentos del cristalino en el globo ocular también se encuentra el músculo ciliar, con dos juegos de fibras musculares lisas : fibras meridionales y fibras circulares
Es controlada por señales nerviosas parasimpáticos, relajando los ligamentos del cristalino aumentando el poder dióptrico
Cuando se contraen las fibras meridionales arrastran las inserciones periféricas en sentido medial, relajando el cristalino
Cuando las circulares se contraen, reducen el diámetro del perímetro de estas inserciones, relajando al cristalino
Diámetro pupilar
La principal función del iris es incrementar la cantidad de luz que llega a los ojos en una situación de oscuridad y disminuirla durante el día
El grado de la luz que penetra el ojo a través de la pupila es proporcional al área pupilar o al cuadrado de su diámetro
Puede reducirse hasta 1.5 mm y ampliarse hasta 8 mm
La cantidad de luz que entra se modifica unas 30 veces
Cuando hay una mayor profundidad de foco, la retina se puede alejar considerablemente del plano focal o la potencia de las lentes cambia apreciablemente su valor normal y la imagen permanecerá casi enfocada con nitidez, mientras que si su profundidad es superficial la retina se aparta poco del plano y hay una borrosidad extrema
La mayor profundidad de foco se da con una pupila pequeña, dado a que por esta abertura tan pequeña tendrán que pasar casi todos los rayos que atraviesan el cristalino.
Formación del humor acuoso
2-3 microlitros/min
En los procesos ciliares del cuerpo ciliar
El humor acuoso se forma casi por completo mediante un mecanismo de secreción activa por el epitelio de los procesos ciliares
LA RETINA
Capas de la Retina
Desde el exterior hacia el interior: Capa pigmentaria Capa de conos y bastones (prolongaciones de receptores) Capa nuclear externa (somas de conos y bastones) Capa plexiforme externa Capa nuclear interna Capa plexiforme interna Capa ganglionar Capa de fibras del nervio óptico Membrana limitante interna
Después de que la luz atraviesa el sistema ocular de lentes y el humor vítreo penetra en la retina desde su interior.
Capa pigmentari
a
Membrana limitante externaCélulas de
MüllerCélula Horizontal
Células bipolares
Células amacrinas
Células ganglionare
sEstrato óptico
Membrana limitante interna
ConosBaston
es
Dirección de la Luz
Tipos de Células
Células horizontales: Propagan señales en sentido horizontal por la capa plexiforme externa desde los conos y los bastones hasta las células bipolares.
Células bipolares: Propagan señales en sentido vertical desde los conos, los bastones y las células horizontales hacia la capa plexiforme interna, donde hacen sinapsis con las células ganglionares y amacrinas. Dos tipos despolarizante e hiperpolarizante. Proporciona un mecanismo de inhibición lateral
Células de Müller: Células gliales que unen los elementos neurales de la retina. Sus procesos forman las membranas limitantes interna y externa.
Células amacrinas: Propagan señales en dos direcciones, desde las células bipolares hasta las células ganglionares, u horizontalmente en el seno de la capa plexiforme interna desde los axones de las células bipolares hasta las dendritas de las células ganglionares o hasta otras células amacrinas. Utilizan neurotransmisores como GABA, glicina, dopamina, acetilcolina e indolamina que en general son para inhibición.
Células ganglionares: Propagan señales de salida desde la retina hacia el cerebro a través del nervio óptico. Son las únicas neuronas de la retina que propagan potenciales de acción.
Célula interplexiforme: Propaga señales en sentido retrógrado desde la capa plexiforme interna hacia la capa plexiforme externa. Es de carácter inhibidor y controla la dispersión lateral de impulsos visuales por las células horizontales. Regula el grado de contraste de la imagen visual.
Fotorreceptores
Los conos y bastones conducen señales hacia la capa plexiforme externa, donde hacen sinapsis con las células bipolares y horizontales. Ambos liberan glutamato en sus sinapsis con las células bipolares. Tiene un segmento externo, uno interno, el núcleo y el cuerpo sináptico. La sustancia fotosensible está en el segmento externo.
El segmento interno contiene citoplasma habitual.
El cuerpo sináptico es la porción que conecta con las siguientes estructuras neuronales (células horizontales y bipolares)
Conos
Según la teoría de Young-Helmholtz hay 3 tipos de sustancias fotosensibles (pigmentos del color): Pigmento sensible al azul o de onda corta Pigmento sensible al verde o de onda
intermedia Pigmento sensible al rojo o de onda larga
Su potencial de acción tiene un inicio y final súbito.
Bastones
Sustancia fotosensible: Rodopsina Predominan fuera de la fóvea de la
retina. Su potencial tiene un inicio rápido con
una terminación lenta. Son más sensibles que los conos.
Células Ganglionares
Tres tipos: W, X e Y. Células W: 40%, envían señales por sus fibras en el
nervio óptico a una velocidad lenta (8m/s). Sensibles para detectar movimiento direccional en el campo visual y la “visión grosera” de los bastones en condiciones de oscuridad.
Células X: 55%, propagan impulsos a 14m/s, se encargan de conducir los detalles finos de la imagen visual, cada célula X recibe conexiones de al menos un cono, por lo que también es responsable de la visión de todos los colores.
Células Y: 5%, responden a modificaciones rápidas de la imagen visual.
Excitación conos y bastones
Los potenciales de acción de la retina se generan por la acción de la luz sobre los compuestos fotosensibles de los bastones y los conos. Cuando estas sustancias absorben la luz, su estructura cambia y estas modificaciones desencadenan una secuencia de fenómenos que inician la actividad neural.
Las respuestas de los bastones, conos y células horizontales son de hiperpolarización.
El segmento externo de los bastones tiene rodopsina (proteína escotopsina + pigmento carotenoide retinal o retineno1). Se encuentra en membrana de los discos, es un receptor acoplado a proteína
G. En la oscuridad el retineno1 está en la configuración 11-cis. La única acción de
la luz es cambiar la forma del retineno al isómero trans completo. Esto altera la configuración de la opsina que activa la proteína G transducina o
Gtl. Cuando se une a β arrestina activa la fosfodiesterasa de GMPc que convierte el GMPc en 5’-GMP.
El GMPc actúa sobre los canales de Na+ para mantenerlos abiertos, por lo que la disminución de la concentración de GMPc hace que algunos canales se cierren y produce el potencial de hiperpolarización.
En los bastones cuando se descompone la rodopsina disminuye la conductancia de la membrana del bastón para los iones sodio en el segmento externo y debido a que el segmento interno bombea iones sodio hacia el exterior del bastón sin interrupción, esto crea una hiperpolarización.
El potencial de receptor es proporcional al logaritmo de la intensidad de la luz por lo que permite al ojo distinguir esta variable a lo largo de un intervalo.
Cascada de excitación para bastones
El fotón activa un electrón en la porción 11-cis-retinal de la rodopsina y permite que se genera metarrodopsina II estimula a transducina (proteína de los discos y membrana celular del bastón) estimula a moléculas de fosfodiesterasa hidroliza moléculas de GMPc y permite la oclusión de los canales de sodio.
La cinasa de rodopsina presente en el bastón, desactiva la metarrodopsina II y la cascada se invierte.
Los conos son de 3 tipos, todos contienen retineno1 y una opsina.
La luz activa el retineno1 activa a Gt2 activa a fosfodiesterasa conversión GMPc en 5’-GMP cierre de los canales de Na+ entre el líquido intracelular y el citoplasma del cono disminuye concentración intracelular de Na+ hiperpolarización de las terminales sinápticas de los conos.
Ciclo Rodopsina-retinal
Rodopsina
11- cis-retinal
todo-trans-retinol (vit. A)
todo-trans-retinal
Metarrodopsina I
Lumirrodopsina
Batorrodopsina
Metarrodopsina II
11- cis-retinol
Escotopsina
Energía lumínica
Isomerasa
Cuando la rodopsina absorde energía lumínica, empieza a descomponerse, la fotoactivación de los electrones en la porción retinal producen la transformación de la forma cis del retinal en una forma todo-trans que conserva la misma estructura pero es una molécula recta en vez de plegada.
El todo-trans se empieza a separar de la escotopsina y se produce batorrodopsina lumirrodopsina metarrodopsina I metarrodopsina II productos escindidos de la escotopsina y todo-trans retinal.
La metarrodopsina II (rodopsina activada) es la estimula los cambios eléctricos en los bastones y éstos transmiten la imagen visual hacia el SNC.
Para regenerar la rodopsina, la isomerasa de retinal se encargar de convertir el todo-trans retinal en 11-cis-retinal, éste se recombina con la escotopsina para reconstituir la rodopsina.
Otra vía para formar rodopsina consiste en transformar el todo-trans-retinal en todo-trans-retinol (vit. A). El todo-trans-retinol pasa a 11-cis-retino por la isomerasa yel 11-cis-retinol da lugar a 11-cis-retinal que se combina con la escotopsina. La vitamina A está en el citoplasma de los bastones y la capa pigmentaria del a retina.
Regiones de la retina
Papila óptica: Región arriba del polo posterior del ojo, donde el nervio óptico sale y los vasos sanguíneos entran. No hay receptores visuales sobre la papila por lo que la zona es ciega.
Mácula lútea: Mancha amarillenta en el polo posterior del ojo y que marca la localización de la fóvea central.
Fóvea central: Porción delgada de la retina carente de bastones y que tiene una gran densidad de conos que a su vez forman sinapsis con una sola célula ganglionar, lo cual proporciona una vía directa al cerebro. Punto de mayor agudeza visual.
Discos: Pilas regulares de sacos aplanados que componen los segmentos exteriores. Contienen los compuestos fotosensibles que reaccionan a la luz e inician potenciales de acción de las vías visuales.
Fóvea
Zona diminuta en el centro de la retina capacitada para la visión aguda y detallada.
La fóvea central se compone de conos con una estructura especial (cuerpo largo y delgado) que contribuye a la detección de detalles en la imagen visual.
En la región de la fóvea los vasos sanguíneos, células ganglionares, la capa de células nucleares interna y las capas plexiformes quedan desplazadas hacia un lado para permitir el paso directo de la luz a los conos.
Daltonismo
Cuando falta un grupo de conos receptores de color, la persona es incapaz de distinguir algunos colores. Una persona que carece de conos rojos tiene portanopía (espectro visual acortado), un daltónico sin conos verdes tiene deuteranopía (anchura del espectro visual normal).
Es un trastorno genético presente en hombres, mas se hereda de la madre.
Cartas de Ishihara: Cartas con manchas que sirven como método rápido para determinar daltonismo. En la carta del 42 si sólo se ve el 2 es daltónico ciego para el rojo y si sólo ve el 4 verde
Dr. Shinobu Ishihara (1879-1963) Oftalmólogo japonés Las Cartas de visión de
Ishihara fueron establecidas en 1918.
Proyecto surgió para detectar soldados con ceguera a los colores.
