Un nuevo paso hacia la detección precoz del glaucoma

El glaucoma es la segunda causa de ceguera más frecuente en el mundo, solo superada por las cataratas

Actualmente, su prevalencia mundial se estima en el 3.5 %, y se prevé que hasta 112 millones de personas en todo el mundo estén afectadas por esta enfermedad en el año 2040. La noticia esperanzadora es que, con el tratamiento y seguimiento adecuados, el 90 % de los pacientes pueden evitar las consecuencias más graves.

El glaucoma consiste en una lesión irreparable del nervio óptico que conlleva una pérdida progresiva del campo visual. Su principal causa es una alta presión intraocular, aunque existen otros factores de riesgo como la diabetes, antecedentes familiares o hipertensión arterial.

Los pacientes sufren la denominada “visión en túnel”, es decir, una pérdida paulatina de visión que comienza por la periferia y se acerca poco a poco hacia el centro. Estas pérdidas de campo visual se miden mediante una evaluación oftalmológica denominada campimetría, consistente en el estudio de las lesiones y pérdidas de amplitud de campo visual mediante fijaciones oculares. Se trata, por tanto, de una prueba vital para evaluar la progresión del glaucoma.

La mitad de la población afectada por glaucoma no lo sabe

Debido a que esta enfermedad no presenta síntomas ni molestias en su fase inicial, las personas afectadas ignoran que la padecen. Por esta razón, se suele calificar como el “enemigo silencioso”, hasta que se produce una pérdida visual permanente e irreversible.

Además, numerosos estudios asocian la afección con la baja calidad viscoelástica corneal, es decir, con una mayor rigidez en la córnea.

Antes de abordar con detalle la posibilidad de desarrollar un sistema de detección precoz a partir de esta última característica, fijémonos en la córnea y cuál es su papel en el desarrollo del glaucoma.

La córnea: una verdadera ventana óptica hacia el cerebro

La córnea es un órgano vital en la visión. Se trata de un tejido complejo avascular delimitado por dos epitelios: el anterior (que interacciona con la lágrima y permite la regeneración y cicatrización) y el posterior o endotelio (que permite el paso de nutrientes).

Su particular estructura permite que el tejido corneal sea transparente y que la luz se transmita de forma correcta en el espectro visible (entre 380 y 780 nanómetros). En caso de alterarse dicha transparencia (así sucede en procesos inflamatorios como el edema, quemaduras o heridas), la córnea se vuelve opaca, lo que genera visión nebulosa.

Por otro lado, los radios de curvatura e índice de refracción corneales permiten focalizar la luz procedente de los objetos sobre el campo angular retiniano. Si, por diferentes motivos, estos parámetros son alterados, el sujeto experimentará fenómenos de desenfoque (miopía e hipermetropía) o astigmatismo.

Entonces, ¿qué papel juega la córnea en el desarrollo del glaucoma?

Absorbe los excesos de presión en el globo ocular

Otra función primordial de esta parte del ojo es la de compensar la presión intraocular. Por una parte, permite mantener la forma del globo ocular, además de absorber la energía transferida mediante presión externa o interna al órgano visual. De esta forma, se preserva la estabilidad del tejido y, por consiguiente, el resto del globo ocular.

Podría decirse que una córnea sana ejerce la función de amortiguador en el ojo, absorbiendo las fluctuaciones de la presión intraocular y evitando así un daño paulatino en el nervio óptico. Esta propiedad fundamental se debe a su carácter viscoelástico; es decir, el tejido corneal recupera su forma original tras el cese de una presión externa, pero lo hace de una manera lenta y progresiva.

Analicemos a continuación esta particular característica biomecánica de la córnea.

Materiales elásticos y viscoelásticos

Supongamos que estiramos un muelle hasta cierta longitud (proceso de carga) y, a continuación, lo vamos relajando hasta que recupere su forma original (descarga). Con esta simple acción, los procesos de carga y descarga describen el mismo camino en la gráfica esfuerzo-deformación. Hablaríamos, entonces, de un material elástico; matemáticamente, el material recupera su forma original siguiendo la misma pendiente, según la ley de Hooke.

En los materiales viscoelásticos (como la córnea) ocurre de una manera diferente. Los procesos de carga y descarga no son lineales y, además, no siguen el mismo camino. Como consecuencia, el material absorbe energía para poder recuperar su forma original, siendo dicha energía proporcional al área entre ambas curvas (denominada histéresis).

Sabiendo que la córnea es esencialmente viscoelástica (y que protege al nervio óptico de las variaciones de presión intraocular), ¿cómo podemos caracterizar esta propiedad amortiguadora de la córnea?

El tiempo de retardo corneal (Tau)

En nuestro reciente artículo, publicado en la revista Biomedical Physics and Engineering Express, proponemos un nuevo indicador relacionado con la salud biomecánica de la córnea: el tiempo de retardo corneal (Tau), equivalente al lapso que tarda la córnea en recuperar el 63 % de su forma original.

Valores elevados de dicho parámetro corresponderían a córneas altamente viscoelásticas (y, por lo tanto, muy preparadas para absorber las dañinas fluctuaciones de la presión intraocular). Por contra, las córneas con un Tau bajo se comportarían como muelles (sin apenas capacidad de amortiguación), con un muy probable daño paulatino del nervio óptico.

Por ejemplo, un sujeto sano sin patologías previas puede poseer un parámetro Tau de unos 1,15 milisegundos, mientras que otro con alta presión intraocular y con tratamiento por glaucoma presentaría un valor inferior, de unos 0,60 milisegundos.

En nuestro trabajo sugerimos que los pacientes en el segundo caso deben ser los más controlados y monitorizados periódicamente, a fin de evaluar las posibles pérdidas de visión por glaucoma.

Implicaciones de este nuevo estudio

El tiempo de retardo corneal podría servir para detectar precozmente enfermedades de hipertensión ocular como la que nos ocupa, antes de que sus graves síntomas se manifiesten.

Además, resulta un parámetro muy fácil de obtener clínicamente, pues solo requiere un instrumento oftalmológico de uso común: el tonómetro de aire.

Sin embargo, queda aún mucho camino por recorrer. Se necesitan ensayos con un mayor número de pacientes con hipertensión ocular y un adecuado seguimiento de los sujetos con valores bajos del parámetro Tau.

En definitiva, un paso más hacia la detección precoz de esta enfermedad “silenciosa”.

Fuente: The Conversation

Autores: Óscar del Barco Novillo (Profesor Física, Universidad de Murcia), Conchita Marcellán (Profesora Física, Universidad de Zaragoza), Francisco Javier Ávila Gómez (Profesor Física Aplicada, Universidad de Zaragoza) y Laura Remón Martín (Profesora Física Aplicada, Universidad de Zaragoza

Imagen: Universidad de Zaragoza