Optometría               

IMAGEN ÓPTICA  | PERIODISMO CON VISIÓN



LUZ Y VISIÓN


Capítulo 1 de Luz, Visión y Fotocromía

Copyright © 2002 Transitions Optical 2002

La luz y la visión están relacionadas muy de cerca. Lo único que le hace bien a la visión es aprovechar la relación entre estas dos.
¿Pero, qué tan seguido se considera esta relación? ¿Qué es la luz?¿Qué es la visión? ¿Cómo están relacionadas? La luz surge en el sol, donde las relaciones termonucleares generan radiación electromagnética. La luz se transporta en un vehículo transportador de energía (el fotón). Cuando un fotón hace contacto con la materia, se presenta una serie de fenómenos fisioquímicos que pueden producir reacciones biológicos. En el ojo, la retina es el mediador para estas reacciones. Los detectores en la retina sensorial transforman la energía física de la luz en señales nerviosas que dan como resultado la visión. Entonces, la visión se puede considerar como un proceso de transducción, donde un elemento físico, (luz) se convierte en energía eléctrica (visión). Cuando se considera la relación entre la luz y la visión, en general la luz visible es la preocupación. La luz visible es la luz que produce la visión. Pero el espectro electromagnético consiste en luz visible y luz invisible, y mientras que la luz visible es responsable de la visión, la porción invisible del espectro también es importante. La luz visible entra en el rango de 380700 nm. La radiación ultravioleta está en longitudes de ondas más cortas (100380 nm), y los rayos infrarrojos en las longitudes de ondas más largas (7001400 nm). Figura 1.
 


Fig.1: El espectro electromagnético.(Cortesía de Essilor International)

El ojo y la visión
El ojo se puede considerar un vehículo o un facilitador para la transformación de los estímulos de luz en visión. Mientras la retina es la responsable directa del proceso de transducción real que convierte la energía física en energía eléctrica para producir visión, las otras estructuras del ojo transmiten y moderan la luz que entra al ojo para afectar la calidad y cantidad de luz que llega a la retina y que determina la visión.
Esa transmisión y modificación de la luz son elementos esenciales para una nueva visión y la anatomía del ojo es tal, que se puede lograr el equilibrio adecuado entre transmisión y moderación.
Los párpados y el iris sir ven para controlar la cantidad de luz que ingresa al ojo externo e interno respectivamente. Los párpados se cierran o se hacen más pequeños para limitar la luz excesiva y se abren para dejar pasar la cantidad máxima de luz cuando las condiciones de luz son bajas. El esfínter del ojo controla la entrada de la luz al ojo interno, estrechándolo para disminuir el estímulo de luz con iluminación brillante y dilatándolo para maximizar el estimulo de luz con iluminación disminuida. De las capas externas de protección del globo ocular mismo, el área de la superficie de la esclerótica semiopaca muchas veces es la de la córnea transparente que sir ve para limitar el acceso de luz al interior del ojo. Tanto la córnea como el cristalino absorben y desvían la luz, actúan como filtros refractivos para moderar y dirigir los estímulos de luz que llegan a la retina.
En resumen, el ojo está diseñado para actuar mucho como protección contra la luz y como conducto para su transmisión. Hay una buena razón para esto. En todo lo referente a la visión, con la luz a veces se puede dar el caso de algo que en general es muy bueno y muy necesario. Pero mientras la luz es crucial para la visión, la luz también puede impedir la visión e incluso dañar el aparato visual y comprometer la visión.
Con la luz visible, los problemas primarios son luz y brillo excesivos. La luz excesiva se puede moderar a través del uso de un filtro como un dispositivo que altera la intensidad y la distribución espectral de la luz pasando a través de ésta. El brillo es esencialmente luz mal dirigida.
Esto compromete la función visual produciendo discapacidad de brillo, donde la agudeza visual se reduce debido a la luz en algún otro lugar del campo de visión. Los filtros pueden disminuir el brillo. Los recubrimientos antirreflejantes especiales para los lentes también están disponibles.

Rayos UV y el ojo
Éste es el componente invisible de luz –específicamente la radiación ultravioleta (UVR)–que puede presentar un riesgo real a la salud y la función del ojo. Se puede presentar un daño potencial a las estructuras oculares debido a la radiación UV a través de dos mecanismos: ionización y desionización. En la primera la exposición del tejido a la radiación UV lleva a la producción de moléculas cargadas positivamente llamadas radicales libres, las cuales pueden alterar la estructura de las proteínas o el ADN. Los efectos no ionizantes de la radiación UV pueden ser térmicos o fotoquímicos. El daño fotoquímico generalmente se produce con longitudes de onda más baja (350530nm). Es un fenómeno de relativamente larga exposición y baja energía, que puede ser parcialmente reversible. El daño térmico, por otro lado, se asocia con longitudes de onda más grandes (530 nm ó más)y exposiciones más cortas. En este caso, los efectos son profundos, inmediatos e irreversibles en su mayoría.
La radiación ultravioleta es radiación de longitud de onda corta (100380 nm). Al caer fuera del espectro visible es invisible al ojo humano.
La radiación UV se subdivide en cuatro regiones, con base en la longitud de onda: UVA (315380 nm), UVB (280315 nm), UVC (190280 nm) y UVV (100190 nm). Debido a que UVV y UVC se filtran mediante la capa de protección de ozono en la estratosfera, los rayos UVB y UVA han sido la preocupación primaria desde el punto de visión de la exposición de los ojos (y la piel). La córnea absorbe el grueso de los rayos UVB, donde una pequeña cantidad llega al lente llamado cristalino. El cristalino absorbe la mayor parte de la UVA, y solamente una porción diminuta llega a la retina. Figura 2.
 


Fig.2: UVR y sensibilidad del tejido ocular.

Aunque solamente una fracción de los rayos UVA y UVB llegan al interior del ojo, la alta sensibilidad de los tejidos oculares a los efectos de la radiación UV y la importancia de la exposición acumulativa hacen que estas fracciones sean clínicamente significativas.
Las estructuras oculares que están principalmente en riesgo debido a la exposición UVR son la piel del párpado, la conjuntiva, la córnea, el cristalino y la retina. La exposición crónica y aguda puede producir enfermedad aguda y crónica.

Manifestaciones oculares agudas por la exposición a radiación UV
Probablemente la manifestación ocular aguda más común sobre exposición a radiación UV es la quemadura de sol que afecta la piel del párpado, que se manifiesta con inflamación cutánea y eritema, que en muchos casos graves va seguida de ampulación y exfoliación. Los rayos UVB se han relacionado con las quemaduras de sol y los rayos UVA con los efectos de bronceado en la piel.
La fotoqueratitis se caracteriza por dolor, sensación de cuerpo extraño, fotofobia y visión borrosa. Al hacer un examen se observa hiperemia de conjuntival de ligera a moderada con afección ciliar y queratitis epitelial que afecta las capas superficiales, con o sin opacidades, y que generalmente se acentúa en la zona interpalpebral expuesta. Figura 3. Como regla, esto se autolimita sin dejar secuelas a largo plazo.
 


Fig.3: Fotoqueratitis.

La retinopatia ocular se desarrolla después de una exposición intensa y sin protección a la radiación UV, que ocurre con más frecuencia después de ver al sol directamente durante un eclipse. Figura 4.
También se puede observar en los soldadores, en individuos que monitorean las condiciones del cielo o del mar, en trabajadores de laboratorio expuestos a radiación UV, y en las personas que se broncean.


Fig.4: Retiopatía solar.

Manifestaciones oculares crónicas por la exposición a la radiación UV
Entre las enfermedades oculares atribuidas a la exposición de radiación UV crónica se encuentran neoplasias cutáneas de los párpados (carcinomas de las células básales y escamosas (Figuras 56), pingüecula, pterigión (Figura 7) cataratas (Figura 8), y degeneración macular relacionada con la edad (ARMD)(Figura 9).
Las evidencias se basan en una combinación de estudios de laboratorio epidemiológicos, que aunque son altamente sugestivos, también permanecen sin conclusión. Algunos individuos pueden ser más susceptibles a los efectos de la radiación ultravioleta que otros. El pigmento de la piel y del ojo puede desempeñar un papel importante, junto con los factores hereditarios.
 


Fig.5: Epitelioma de células básales del párpado.(Cortesía del Dr. Richard Palu)


Fig.6: Melanoma maligno del ojo.(Cortesía del Dr.Richard Palu)


Fig.7: Pterigión.


Fig.8: Catarata.


Fig.9: Degeneración macular relacionada a la edad (DMRE)

La existencia de un gen de resistencia a la luz se ha postulado como teoría. Debido a que muchos trastornos relacionados con la exposición a la radiación UV y el proceso general de envejecimiento. La combinación de piel seca, arrugas profundas, pérdida de elasticidad en la piel, pigmentación con manchas y telangiectasias –las cuales caracterizan al fotoenvejecimiento –se han relacionado con la exposición a los rayos UV.
Se ha realizado un número importante de estudios de animales en laboratorio que demuestran los efectos adversos de la exposición a la radiación UV en la córnea, el cristalino y la retina. Se presenta daño a todos los niveles de la córnea con la radiación UV, con el daño más temprano en el epitelio, progresando a cambios del estroma y del endotelio de acuerdo al nivel y duración de la exposición. La exposición aguda intensa a la radiación UV produce cambios en el cristalino de tipo catarata cortical anterior y subcapsular. La exposición crónica a los rayos UVA y UVB lleva a la formación de cataratas corticales y subcapsulares posteriores.
Los dos estudios epidemiológicos más citados en humanos son el Estudio de Chesapeake Bay Waterman y el Estudio de Beaver Dam.
Estos sugirieron una relación entre el tiempo prolongado que se pasa en exteriores bajo el sol y el desarrollo de cataratas corticales y degeneración maculada atrófica o exudativa. En un seguimiento reciente a este último estudio, se encontró una fuerte relación entre el tiempo que se pasa en exteriores en verano durante la edad adolescente (1319)y la edad adulta temprana (3039) y el riesgo de ARMD de inicio temprano.
Además de las enfermedades oculares relacionadas con la exposición a la radiación UV, desde el punto de visión de la función visual pura, la radiación UV puede afectar adversamente la agudeza a través de efectos de difusión de luz en la córnea y el cristalino, produciendo una disminución en la agudeza y sensibilidad de bajo contraste.

Protección del ojo contra los rayos UV
La mayor longevidad que está disfrutando la gente en el siglo 21 incrementa la exposición total potencial a radiación UV en la vida. Esto, junto con las alteraciones profundas en la capa de ozono protectora que se han visto después de años de abuso ambiental, han servido para incrementar el riesgo de enfermedad ocular relacionada con radiación UV. El agotamiento de la capa de ozono continúa representando una amenaza mundial a la salud. A pesar de los esfuerzos que se han hecho en el mundo para detener esta tendencia, todavía sigue progresando a una tasa estimada de 12% por década a nivel global (3% en el hemisferio norte). Se ha postulado que por cada 1% de disminución en la capa de ozono, habrá un 4% de incremento asociado en cáncer de piel y un incremento de 0. 60. 8% en cataratas. Aunque tradicionalmente los rayos UVA y UVB se han considerado las longitudes de onda que presentan la mayor amenaza potencial para el daño a las estructuras oculares por radiación UV (con la atmósfera filtrando las longitudes de onda más bajas UVC y UVV), la pérdida continua de la capa de ozono protectora incrementa el riesgo potencial de más rayos UVC tóxicos, especialmente a altitudes mayores, en latitudes más al sur y durante los meses de invierno cuando la capa de ozono es más delgada y aparecen con más frecuencia los agujeros.
Se ha mencionado que el ojo tiende a protegerse de la radiación UV. Aparte de la protección del nivel de entrada de luz, lo cual es obvio y que proporcionan acciones mecánicas de los párpados y el iris, la córnea y el cristalino sir ven para moderar la luz absorbiéndola, además de sus funciones reconocidas de refracción y enfoque.
Esto es especialmente importante con los rayos UVA y la retina. Precisamente es el cristalino el primer responsable de filtrar los rayos UVA y proteger a la retina de los efectos potencialmente dañinos de su exposición. Esta acción de filtración del cristalino se hace aún más importante en la edad adulta. A medida que envejece un individuo, el cristalino se opacifica a través de la acumulación de pigmentos fluorescentes que son resultado de reacciones químicas fotoinducidas. Por ejemplo, antes de los 10 años más del 75% de la radiación UV incidente pasa a través del cristalino, en comparación con solamente el 10% a la edad de 30 años. Es interesante postular una forma de selección ocular natural en este punto. Donde los posibles efectos cataratogénicos relacionados con la radiación UV (y potencialmente reversible) que se desarrollan a partir de la infancia sir ven para proteger al ojo adulto de efectos más serios y con mayor posibilidad de ser irreversibles por la radiación UV en la retina.

Radiación ultravioleta y los párpados
Debido a la creencia de que la enfermedad ocular relacionada con la radiación UV que amenaza la visión se presenta después de años de exposición a la radiación UV, en gran parte de la misma forma que la neoplasia cutánea, la importancia de la protección contra radiación UV comenzando desde la niñez no se puede sobre enfatizar. Los niños generalmente pasan bastante más tiempo en los exteriores que los adultos. Se ha calculado que el 80% de la exposición al sol total en la vida se presenta antes de los 18 años.
La comunidad dermatológica ha hecho un excelente trabajo en educar al público sobre la importancia de evitar la sobre exposición a la radiación UV y la necesidad de bloqueadores solares de protección. La situación con el ojo no es tan buena. En una encuesta reciente (abril de 2002), patrocinada por Transitions Optical, Inc. y realizada por ICR in Media, Pennsylvania, mientras el 79% de la gente estaba consciente de los daños potenciales de la piel de la exposición a la radiación UV, sólo el 6% sabía que la exposición a la radiación UV podría asociarse con una enfermedad de los ojos.
Más de 90% de los cánceres de piel relacionados con radiación UV (células basales, células escamosas y melanomas) se presenta sobre la línea del cuello en las llamadas zonas expuestas. Figura 10. Los párpados son un sitio común para el desarrollo de estas neoplasias, se estima que el 10% de todos los cánceres de piel que no son melanomas se encuentran en los párpados. Aunque los párpados son un sitio especialmente vulnerable para la exposición a la radiación UV debido a su proximidad con el ojo externo, no son un área en donde el uso de la preparación tópica de bloqueador solar se recomienda (debido al potencial de contacto o fuga hacia dentro del ojo, produciendo una queraconjuntivitis química). Por esta razón, la protección de la piel del ojo de los rayos UV se debe combinar con la protección del ojo mismo y se debe lograr en otras formas.
 

Fig. 10:Maniquí que muestra la exposición a la luz del sol, utilizando un dosímetro de radiación UV químico.
(Cortesía del Dr. Frederick Urbach)

Cuando la protección del ojo contra los rayos UV es necesaria
Diciéndolo de manera muy simple, la protección contra radiación UV es necesaria cada vez que haya riesgo a la exposición de radiación UV que es todo el tiempo. En el mito común de que la luz del sol es sinónimo de luz ultravioleta, en el que la mayoría de la gente piensa en la protección contra radiación UV, como protección solar. Este no es el caso. Debido a que la radiación UV es invisible, no hay una forma fácil para que una persona promedio evalúe de manera precisa el riesgo de exposición a la radiación UV. Los medios están intentando tratar el problema anunciando los índices de rayos ultravioleta y emitiendo alertas por ozono, pero la mejor forma de tratar la exposición de radiación UV es entender que ésta es constante. Siempre está ahí: en días brillantes y soleados, por supuesto, pero también en los días de pronóstico nublado cuando no parece haber nada de sol. De hecho, el 50% de la dosis de radiación UV que recibe una persona promedio es indirecta –no directa – y se debe a la radiación UV reflejada o difundida.
En algunos momentos del día se tiende a colocar al individuo con un riesgo mayor a la exposición de la radiación UV es decir, al final de la mañana/principio de la tarde, entre 10 a. m. y 2 p. m. La intensidad de la radiación UV también puede ser más alta en algunas áreas geográficas, es decir, para altitudes mayores y en latitudes más al sur. Además, contrario a la creencia popular, la luz solar directa no muestra el riesgo para la radiación UV de hecho, la nieve tiene el factor de reflexión de radiación UV más alto, seguido por el agua y la arena.
Además el agotamiento continuo del ozono incrementa el peligro de la exposición, no solamente a los rayos UVB y UVA, sino también a los potencialmente dañinos UVC.

La logística de protección contra la radiación UV
Si la radiación UV siempre está ahí y es acumulativa, esto sería la causa del problema, por lo que la conclusión debe tener protección constante contra la radiación UV. Debido a que la radiación UV es ubicua en el ambiente, el evitarla completamente no es posible. La protección sería la siguiente mejor táctica. Alguna protección bajo circunstancias cuando el potencial de exposición es alto –por ejemplo, tomar el sol en la playa un día sin nubes o esquiar en la nieve a altas altitudes –es lo que se recomienda. Y, sin importar las circunstancias, la protección debe ser sencilla y conveniente para que se pueda utilizar de manera constante.
Los sombreros o las viseras con la parte frontal ancha se han propuesto como una protección solar efectiva, pero solamente eliminan aproximadamente el 50% de la luz incidente.
Los lentes son la protección sencilla y más efectiva contra la radiación UV para el ojo, y no necesariamente los lentes de sol, ya que el sol y la radiación UV no son la misma cosa. Para la radiación UV, los lentes claros que absorben la radiación UV o los que se hayan tratado especialmente para absorber radiación UV son suficientes para proteger el ojo y los párpados, si tienen un armazón suficientemente grande o se usa un diseño de cobertura total –para proteger de esta exposición. Mientras más grande es el armazón mejor: un área de superficie de 13 cm2 ofrece de 60 a 65% de protección contra radiación UV para el ojo y los párpados, mientras que un área de 20 cm2 incrementa esta protección al 96%. Mientras menor sea la distancia del vértice –es decir, mientras esté más cercano el lente al ojo – mejor será la protección también. .
Pero también existen aspectos prácticos –y funcionales –para la protección contra la radiación UV. Debido a que la exposición potencial a la radiación UV en general es más alta bajo condiciones cuando el brillo y la comodidad del sol también son problemas, además, la protección contra radiación UV, la gente espera que los lentes filtren el sol excesivo y minimicen los reflejos molestos. Esto se logra de la mejor manera a través del uso de lentes de sol o lentes fotocrómicos que logren la oscuridad de los lentes de sol.
El gobierno ha establecido que todos los lentes de sol –los de prescripción y los que tienen receta bloqueen la radiación UV de manera efectiva:99% de UVB y 95% de UVA.
Pero los lentes de sol ideales deben cumplir con otros criterios también. Deben ser cómodos para utilizarse y esto significa que no pueden comprometer la visión o distorsionar de manera indebida la percepción del color.
Desafortunadamente, por definición, todas las tintas afectan la visión –especialmente cuando se miden como agudeza de sensibilidad de contraste –y la visión de color y el efecto es mayor con las tintas oscuras que ofrecen comodidad ocular incrementada bajo condiciones de niveles altos de iluminación o brillo. Pero mientras algunos afectan la agudeza del contraste o discriminación fina de color, es aceptable tener a cambio la modulación de brillo molesto o luz de sol intensa, el problema básico con el uso de lentes de sol para la protección constante contra radiación UV es que la protección constante contra la luz del sol no es necesaria. . . y no es benefica. Los lentes de sol estándar actúan como filtros. Estos utilizan un diseño de tinte fijo que no se pueden adaptar a los diferentes niveles de iluminación. No pueden proporcionar protección contra radiación UV de tiempo completo y protección contra la luz del sol a demanda, permitiendo que la transmisión de luz sea factible para minimizar los efectos negativos en el color y la agudeza de contraste.
Si acepta que la radiación UV es ubicua, lo que puede presentar una amenaza para la buena visión y salud del ojo, de tal manera que la protección constante sea la óptima, que la filtración adecuada de luz solar y brillo sea importante para la comodidad visual y el desempeño y que la gente viva –y funcione –en un mundo en interiores y exteriores donde la cantidad de exposición a luz del sol varíe el lente de protección ideal que debe ofrecer protección contra radiación UV efectiva, completa y consistente, así como protección contra brillo y luz solar sobre demanda (o cuando sea necesario). Esto debe alterar de manera mínima los valores de color. Tampoco debe impedir o disminuir la agudeza visual.
Este lente óptimo, entonces, debe permitir que quien lo use vea bien, vea exactamente, vea de manera cómoda, y vea de manera conveniente, todo esto mientras se protege el ojo para conservar la buena visión de la mejor posible durante toda la vida. Los lentes fotocrómicos cumplen con estos criterios.