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Fotorreceptores
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En este artículo aprenderemos sobre los fotorreceptores, las estructuras responsables por la visión. La retina es una membrana que contiene receptores sensoriales que delimitan los aspectos internos de la pared posterior del globo ocular, se encuentra profunda con respecto a la coroides y superficial al humor vítreo. Está compuesta por células epiteliales, gliales y neuronales, organizadas en diez capas distintas donde podemos encontrar un grupo especializado de receptores: los fotorreceptores.
Estos fotorreceptores están ubicados alrededor de un área cercana al centro de la retina denominada mácula lútea, que es el centro funcional de la retina. La fóvea central (o simplemente fóvea) está localizada en el centro de esta. La mácula lútea es la responsable de la visión colorida y de alta resolución, proporcionada por diferentes tipos de fotorreceptores.
Este artículo estudia la histología de la célula fotorreceptora, una descripción detallada de sus diferentes tipos y un resumen de los desórdenes más comunes que afectan a las mismas.
| ¿Qué son las células fotorreceptoras? | Son células localizadas en la retina capaces de convertir luz en información visual |
| Estructura de las células fotorreceptoras |
Dos tipos: conos y bastones Cinco componentes estructurales: segmento externo, pedículo de conexión, segmento interno, región nuclear y región sináptica |
| Fotopigmentos | Absorben la luz en la célula fotorreceptora. Existen cuatro tipos diferentes en la retina humana |
| Bastones | Más abundantes, en forma de cilindros, con alta fotosensibilidad, tienen función en la visión nocturna, baja agudeza visual, ausentes en la fóvea central |
| Conos | Menos en cantidad, con forma de cono, con baja fotosensibilidad, responsables por la visión a color, localizados en la fóvea central |
| Correlaciones clínicas |
Degeneración macular: pérdida de fotorreceptores en la retina, generalmente relacionada a la edad Retinitis pigmentosa: pérdida de fotorreceptores con depósito de fotopigmentos en la retina, desorden hereditario |
Células fotorreceptoras
Los fotorreceptores son las células formadoras de la imagen que corresponden a un tipo especializado de células neuroepiteliales capaces de absorber luz y convertirla en señales eléctricas en las etapas iniciales del mecanismo de la visión, este proceso es denominado fototransducción. Los fotorreceptores están dispuestos de forma muy ajustada, permitiendo que un gran volumen de luz sea absorbido dentro de una pequeña área de la retina.
Los fotorreceptores en la retina están clasificados en dos grupos, denominados de acuerdo a su morfología. Los bastones son altamente fotosensibles con una función en la visión nocturna, mientras que los conos son capaces de detectar un amplio espectro de fotones y son responsables por la visión a color. Los bastones y conos son estructuralmente compartimentalizados. Se dividen en 5 regiones principales:
- Segmento externo
- Pedículo de conexión
- Segmento interno
- Región nuclear
- Región sináptica
El segmento externo es responsable por capturar la luz y convertirla en estímulos eléctricos, mientras los pedículos de conexión unen a los segmentos externo e interno entre sí. El segmento interno contiene organelas metabólicas como las mitocondrias, los lisosomas y los retículos endoplasmáticos y la región nuclear que alberga al núcleo celular. Finalmente, la región sináptica tiene como función transferir neurotransmisores como el glutamato, entre las células fotorreceptoras y las células bipolares o neuronas secundarias.
La luz es absorbida por rodopsinas en las células fotorreceptoras. Estas son pigmentos visuales que se componen de una proteína, denominada opsina, ubicada a través de la membrana de los discos del segmento externo. Los fotorreceptores humanos contienen cuatro tipo de opsinas, una localizada en los bastones y tres localizadas en los conos.
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Bastones
Los bastones son fotorreceptores en forma cilíndrica, más abundantes que los conos, con un número estimado de 92 millones ubicados en la retina. Funcionan mejor con luz de baja intensidad (escotópico) y son responsables de la visión en entornos con poca luz como el atardecer. En el segmento externo estos presentan forma cilíndrica, y están compuestos por alrededor de 1000 discos membranosos planos y lobulados. El segmento interno de los bastones se divide en una porción externa rica en mitocondrias y una porción interna con retículo endoplasmático. La estructura de los bastones es consistente a través de todas las áreas de la retina.
Los bastones están ubicados a lo largo de la retina excepto en el centro de la fóvea. La densidad de los bastones aumenta cuanto más lejos de la fóvea nos localicemos, llegando a un pico que declina en la periferia. La visión de los bastones proporciona alta sensibilidad a la luz, pero relativamente poca discriminación espacial y ninguna capacidad de distinguir entre diferentes longitudes de onda de luz. Por esto no son capaces de distinguir entre diferentes colores. Comparados con los conos, los bastones poseen poca agudeza visual o poca habilidad de distinguir detalles finos.
| Forma | Cilíndrica |
| Número | Alto |
| Fotosensibilidad | Alta |
| Agudeza visual | Baja |
| Tipo de visión | Nocturna |
| Presencia en la fóvea central | Ninguna |
| Tipos de células | Tipo único |
| Fotopigmentos | Acromático (un tipo) |
Conos
Los conos son células con forma de cono como su nombre lo indica, que funcionan mejor en iluminación de alta intensidad (fotopico) y son responsables de la percepción de los colores. Existe una cantidad mucho menor de conos en la retina en comparación con los bastones, aproximadamente 4,6 millones. En el segmento externo son generalmente más cortos que los bastones y habitualmente cónicos. Como en el caso de los bastones, los conos del segmento interno tienen una porción externa rica en mitocondrias y una porción interna con retículo endoplasmático.
| Forma | Cónica |
| Número | Bajo |
| Fotosensibilidad | Baja |
| Agudeza visual | Alta |
| Tipo de visión | Visión a color |
| Presencia en la fóvea central | Sí |
| Tipos de células | 3 tipos: L, S, M |
| Tipos de fotopigmentos | Cromáticos: rojo, verde, azul |
La estructura de los conos varía a lo largo de la retina, y se encuentra muy modificada mientras se acerca a la fóvea central en comparación con las zonas ubicadas más periféricamente. Existen tres tipos de conos: tipo L, tipo S y tipo M. Los cuales se encuentran en toda la retina, pero se localizan alrededor de la fóvea. La densidad de los conos es mayor en la retina nasal en comparación a la retina temporal, y ligeramente mayor inferiormente que superiormente. Las tres opsinas diferentes localizadas en los conos explican su capacidad de detectar las distintas longitudes de onda de luz, produciendo visión a color. Estas tres opsinas son clasificadas como rojas (cono L), azules (cono S) y verdes (cono M). El denso empaquetamiento de conos en la fóvea permite la máxima resolución.
Si quieres fortalecer tu conocimiento sobre los conos y bastones e integrarlo a la estructura de la retina, ¡practica con el siguiente cuestionario!
Revisa las siguientes unidades de estudio si deseas conocer más sobre la retina y sobre uno de los pares craneales más importantes, el nervio óptico.
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Correlaciones clínicas
La degeneración de los fotorreceptores es la pérdida de los bastones y conos en la retina, que puede llevar a una pérdida parcial o total de la visión. La pérdida de las células fotorreceptoras es el mayor contribuyente para condiciones como la degeneración macular y la retinitis pigmentosa.
La degeneración macular es a menudo una enfermedad relacionada a la edad en la cual las células fotorreceptoras en la mácula lútea se rompen, resultando en defectos visuales. La visión central, responsable por la visión de alta resolución para distinguir detalles finos, es la que se encuentra mayormente afectada. La degeneración macular puede ser seca o húmeda: la degeneración macular seca es una condición de inicio lento donde ocurre una pérdida gradual de la visión central. La degeneración macular húmeda es una enfermedad de tipo neovascular que ocurre como resultado de la presencia de vasos sanguíneos defectuosos en el ojo. Los síntomas generalmente consisten en una variedad de alteraciones visuales, con un inicio más lento y gradual de los síntomas en la degeneración macular seca. No existe actualmente tratamiento para la degeneración macular seca, mientras que la degeneración macular húmeda puede ser tratada con ciertos métodos farmacológicos y quirúrgicos.
La retinitis pigmentosa es una condición hereditaria de la retina causada por la pérdida de fotorreceptores y el depósito de fotopigmentos retinianos en toda la retina. Los síntomas de esta enfermedad ocurren por la pérdida de ambas células fotorreceptoras, conos y bastones. Esta condición se manifiesta con una inicial ceguera nocturna seguida de una pérdida progresiva de la visión periférica (causando visión en túnel), fotofobia, y eventual pérdida de la visión a largo plazo. No existe actualmente cura para la retinitis pigmentosa, pero podría darse el retraso del inicio de los síntomas con la ingesta de ciertos suplementos como la vitamina A. En 2011, la prótesis retinal Argus II o el ojo biónico se convirtió en la primera solución aprobada para la retinitis pigmentosa, pero se encuentra disponible solamente en pocos países.
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“Honestamente podría decir que Kenhub disminuyó mi tiempo de estudio a la mitad”
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Kim Bengochea, Universidad Regis, Denver
