ARCHIVOS DE LA SOCIEDAD ESPAÑOLA
DE OFTALMOLOGIA

N.º 1 - Enero 2000


ARTÍCULOS ORIGINALES

CARACTERÍSTICAS ULTRAESTRUCTURALES DE LA MALLA TRABECULAR GLAUCOMATOSA

ULTRASTRUCTURAL CHARACTERISTICS OF THE GLAUCOMATOUS TRABECULAR MESHWORK

POTAU JM, CANALS M, COSTA J, MERINDANO MD, RUANO D


RESUMEN

Objetivo: Comparar la utraestructura histológica de la malla trabecular normal y glaucomatosa e intentar relacionar las alteraciones observadas con el incremento de la presión intraocular característico del glaucoma primario de ángulo abierto.

Métodos: 21 mallas trabeculares no glaucomatosas, pertenecientes a ojos de donantes con un rango de edad de 23 a 99 años, y 5 procedentes de pacientes diagnosticados de glaucoma primario de ángulo abierto, de edades comprendidas entre los 40 y 65 años, han sido fijadas en solución de Karnovsky y procesadas para su observación con el microscopio electrónico de transmisión, siendo sus características morfológicas comparadas según criterios cualitativos.

Resultados: Los cambios ultraestructurales de las mallas trabeculares glaucomatosas son similares, aunque de mayor intensidad, que los observados en las mallas trabeculares normales seniles. Estas alteraciones comprenden la pérdida de células endoteliales, engrosamiento de la membrana basal y alteraciones del núcleo central de los haces trabeculares, observándose un incremento de las placas electrodensas y procesos degenerativos del colágeno.

Conclusiones: Las alteraciones ultraestructurales que hemos observado en las mallas trabeculares glaucomatosas son equiparables a un envejecimiento precoz de las mismas, pudiendo estar relacionadas con los mecanismos que elevan la presión intraocular en el glaucoma primario de ángulo abierto.

Palabras clave: Malla trabecular, microscopia electrónica de transmisión, glaucoma, ultraestructura.

 

SUMMARY

Purpose: To compare the normal and glaucomatous trabecular meshwork ultrastructure and to relate the observed changes with the intraocular pressure increase characteristic of the primary open angle glaucoma.

Methods: 21 non glaucomatous trabecular meshworks, aged 23 to 99 years, and 5 from patients diagnosed of primary open angle glaucoma, aged 40 to 65 years, were fixed by Karnovsky's solution and processed and observed by transmission electron microscopy and their morphological characteristics were qualitatively compared.

Results: Ultrastructural changes of glaucomatous trabecular meshworks are similar, but much more intense, than those observed in the aged normal trabecular mashworks. These changes are loss of endothelial cells, thickening of basal membranes and trabecular beam central nucleus changes such as an increase of electrodense plaques and collagen degenerative processes.

Conclusions: Ultrastructural changes observed in glaucomatous trabecular meshworks are comparable to an early aging of them. These changes can be related with the mechanisms that increase the intraocular pressure in primary open-angle glaucoma.

Key words:Trabecular meshwork, transmission electron microscopy, glaucoma, ultrastructure.

 

INTRODUCCIÓN

Actualmente se define al glaucoma primario de ángulo abierto (GPAA) como una neuropatía óptica caracterizada por unas alteraciones típicas de los campos visuales y del nervio óptico (1). En la mayor parte de los casos, estas alteraciones se deben a un aumento crónico de la presión intraocular (PIO) que puede ser secundaria a trastornos en el sistema de drenaje del humor acuoso. Este hecho ha sido confirmado por un estudio reciente que ha observado que la severidad de las lesiones del nervio óptico en el GPAA se relaciona con la severidad de las alteraciones observadas en la malla trabecular (2).

La malla trabecular y el conducto de Schlemm constituyen la principal vía de drenaje del humor acuoso, con lo que es fácil pensar que sus alteraciones pueden modificar dicho drenaje traduciéndose en una retención de dicho humor en la cámara anterior del ojo que incrementa el valor de la PIO.

En 1972, un estudio realizado por Bill (3), indicó que la principal zona de resistencia al drenaje del humor acuoso por la vía transtrabecular reside en el tejido yuxtacanalicular, situado en la región más externa de la malla trabecular, entre el haz esclerocorneal más externo y el endotelio del conducto de Schlemm. Desde entonces, muchos autores se han centrado en esta región específica para estudiar los cambios de la matriz extracelular que pueden explicar el aumento de la resistencia en el drenaje del humor acuoso. En el presente estudio, sin embargo, hemos analizado las alteraciones que se observan ultraestructuralmente en la matriz extracelular de los haces trabeculares uveales y esclerocorneales con la finalidad de relacionarlos con los mecanismos que pueden alterar el correcto flujo del humor acuoso facilitando, de esta manera, el incremento de la PIO observada en la mayoría de casos de GPAA.

 

MATERIAL Y MÉTODO

Para la realización del presente estudio hemos utilizado 21 mallas trabeculares pertenecientes a individuos sin patologías oculares conocidas, que se han comparado con 5 mallas trabeculares procedentes de piezas quirúrgicas de trabeculectomías realizadas en el Servicio de Oftalmología del Hospital Clínico y Provincial de Barcelona, por el mismo cirujano (C.L.G.), en pacientes diagnosticados previamente de GPAA que tras un año de tratamiento antiglaucomatoso farmacológico presentaban una PIO superior a los 21 mmHg junto con alteraciones características de los campos visuales. Las muestras no glaucomatosas fueron obtenidas a partir de anillos esclerocorneales, remanentes del trasplante de la córnea, cedidos por el Banco de Ojos del Hospital Clínico y Provincial de Barcelona, así como a partir de cadáveres procedentes del Servicio de Donación de Cuerpos del Departamento de Anatomía Humana de la Facultad de Medicina de la Universidad de Barcelona. El rango de edad de los donantes no glaucomatosos osciló entre los 23 y los 99 años, mientras que las edades de los pacientes glaucomatosos oscilaron entre 40 y 65 años (tabla 1).

Las muestras fueron inmediatamente fijadas después de su obtención en solución de Karnovsky durante un período de 4 horas, tras las cuales fueron lavadas con diversos pases en PBS 0,1 M (5x10 min). Posteriormente, las muestras se trasladaron a los Servicios Cientificotécnicos de la Universidad de Barcelona donde se realizó su postfijación con OSO4 1% en PBS 0,1 M durante 1h. Se volvieron a lavar las muestras con H2O destilada (4x10 min) y se deshidrataron con series crecientes de etanol, para ser posteriormente incluidas en Spurr.

Se realizaron cortes semifinos (1 µm) de los bloques en un plano sagital que fueron teñidos con azul de toluidina y observados con el microscopio óptico para identificar la zona de interés que contuviese haces trabeculares uveales y esclerocorneales. Posteriormente se realizaron cortes ultrafinos de estas regiones con un ultramicrotomo Ultracut E (Reichert-Jung) y los cortes obtenidos se montaron en rejillas cubiertas con formwar, siendo contrastados con citrato de plomo y acetato de uranilo siguiendo los pasos del método de Reynolds. Finalmente las muestras se observaron con un microscopio electrónico de transmisión Hitachi H-600 AB.

 

RESULTADOS

Mallas trabeculares no glaucomatosas

Las observaciones realizadas en las mallas trabeculares no glaucomatosas pertenecientes a los individuos de edades más tempranas (25 a 50 años), nos permitieron comprobar que los haces trabeculares están formados por una cubierta periférica de células endoteliales aplanadas y por un núcleo central colagénico (fig. 1). También puede apreciarse, subendotelialmente, una membrana basal estrecha. La mayoría de las fibras de colágeno que se observan aparecen seccionadas transversalmente, debido a la orientación característica de los haces esclerocorneales de la malla trabecular. Estas fibras están separadas entre sí por espacios electrolúcidos, y, algunas de ellas, que se observan seccionadas longitudinalmente, presentan una característica estriación transversal con un período de 640 Å.

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Fig. 1. Malla trabecular normal (44 años) (x11.000). Se observa la cubierta de células endoteliales (EN) y el núcleo central de fibras de colágeno orientadas transversalmente, así como una delgada membrana basal subendotelial (MB). Son asimismo visibles placas electrodensas correspondientes a las fibras elastina-like (E), rodeadas por una vaina de electrodensidad intermedia (flecha). También se observan zonas dispersas de compactación de las fibras de colágeno (asterisco).

También pueden observarse algunas placas electrodensas que corresponden a las fibras elastina-like, aleatoriamente distribuidas en la región central del haz y por debajo de la membrana basal. Estas fibras elastina-like, que corresponden a los tendones de inserción del músculo ciliar, están formadas por una región central amorfa y electrolúcida, envuelta por una región fibrosa de elevada electrodensidad, envuelta a su vez por un material amorfo y granular, de electrodensidad intermedia, que forma la vaina de la fibra elastina-like. Alrededor de estas fibras elastina-like se observan unas placas más grandes de electrodensidad intermedia, formadas por la coalescencia de fibras de colágeno, que se fusionan entre sí y son rodeadas por un material amorfo y granular derivado de las vainas de las fibras elastina-like. Estas últimas placas ocupan, aproximadamente, menos de un tercio del total del área del núcleo central del haz trabecular.

En los individuos de edad más avanzada (fig. 2) se puede observar que la ultraestructura de los haces trabeculares va alterándose de forma progresiva. Así, se produce un paulatino aumento del área del núcleo central ocupada por las fibras elastina-like y por sus vainas, así como un incremento en la extensión de las zonas de colágeno compactado. Es característica la aparición, dentro de las vainas de las fibras elastina-like y de las placas de colágeno compactado, de acúmulos de long-spacing collagen (LSC), también denominados cuerpos de Lusse, que presentan una estriación característica de 1.000 Å de periodicidad (fig. 3). Otras modificaciones que sufren los haces trabeculares no glaucomatosos con la edad es la pérdida progresiva de la cubierta de células endoteliales y el marcado engrosamiento de la membrana basal, en cuyo espesor aparecen también acúmulos de LSC.

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Fig. 2. Malla trabecular normal (89 años) (x6.600). Se aprecia un marcado engrosamiento de la membrana basal (MB) que presenta abundantes acúmulos de «long-spacing collagen» (LSC) o cuerpos de Lusse. En el núcleo central destaca la mayor extensión de las zonas con compactación de las fibras de colágeno (asteriscos). Endotelio (EN), fibras elastina-like (E).

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Fig. 3. Malla trabecular normal (68 años) (x6.600). Se observa el engrosamiento de la membrana basal (MB) que presenta abundantes acúmulos de LSC, así como la extensa compactación de fibras de colágeno (asteriscos). También destaca la proliferación de LSC en las zonas de colágeno compactado y en las vainas de las fibras elastina-like (flechas). Endotelio (EN), fibras elastina-like (E).

 

Mallas trabeculares glaucomatosas

Las mallas trabeculares glaucomatosas observadas con el microscopio electrónico de transmisión presentan alteraciones ostensibles del patrón histológico de sus haces trabeculares (figs. 4 y 5). Llama poderosamente la atención la marcada pérdida de las células endoteliales, de tal manera que se observan numerosos haces trabeculares cuyas membranas basales contactan directamente con los espacios intertrabeculares y, de esta forma, con el humor acuoso. También destaca el engrosamiento generalizado de las membranas basales que, en algunos puntos, puede llegar a tener dimensiones extraordinarias. Estas membranas basales se observan completamente ocupadas por pequeños acúmulos estriados de LSC.

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Fig. 4. Malla trabecular glaucomatosa (56 años) (x6.600). Se aprecia la falta de cubierta endotelial (flechas), así como el desmesurado engrosamiento de la membrana basal (MB) que aparece llena de pequeños acúmulos de LSC. En el núcleo central se observa la gran proliferación de placas electrodensas correspondientes a las fibras elastina-like (E), así como abundantes zonas de colágeno compactado (asterisco).

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Fig. 5. Malla trabecular glaucomatosa (56 años) (x11.000). Se observa la falta de cubierta endotelial (flechas), la degeneración de la membrana basal (MB) y la presencia de grandes placas de fibras elastina-like (E) en el núcleo central. También se aprecia compactación de las fibras de colágeno con agregados de LSC (asterisco).

En el núcleo central de los haces trabeculares glaucomatosos destaca el marcado incremento del número y extensión de las placas correspondientes a las fibras elastina-like, a sus vainas y a las zonas de colágeno compactado, siendo también muy aparatosa la presencia de acúmulos de LSC.

 

DISCUSIÓN

La comparación cualitativa que hemos realizado entre la ultraestructura de las mallas trabeculares no glaucomatosas y las procedentes de pacientes diagnosticados de GPAA nos ha permitido apreciar importantes diferencias entre ambas. De todas formas, los cambios morfológicos que se producen en la malla trabecular glaucomatosa recuerdan a los cambios que se observan en las mallas trabeculares normales pertenecientes a individuos de edad avanzada. Efectivamente, nuestras observaciones parecen indicar que los trastornos presentes en el GPAA representan un envejecimiento acelerado de los diferentes tipos de tejidos que constituyen la malla trabecular. Dichos trastornos pueden agruparse en tres grandes grupos que corresponden a las alteraciones que afectan a las células endoteliales, a la membrana basal y al núcleo central de los haces trabeculares.

La pérdida progresiva de las células endoteliales trabeculares con la edad (4) y en casos de GPAA (5), puede relacionarse directamente con los trastornos observados en las membranas basales subyacentes. De esta forma, el engrosamiento de estas membranas basales que hemos observado tanto en individuos seniles como en pacientes glaucomatosos, también observado por otros autores (6), puede ser debido a la degeneración de los diferentes tipos de colágeno que participan en su composición. Esta degeneración, producida por el contacto directo de la membrana basal con el humor acuoso, se traduce en la aparición de múltiples agregados de LSC que ocupan prácticamente todo el espesor de la membrana basal engrosada.

El engrosamiento de la membrana basal puede relacionarse con el incremento de la PIO observada en el GPAA por diferentes mecanismos. El más importante de ellos consiste en que el engrosamiento de las membranas basales puede explicar el engrosamiento general de los haces trabeculares que se observa en las mallas trabeculares glaucomatosas (5). Este engrosamiento reduce ostensiblemente el área de los orificios trabeculares y de los espacios intertrabeculares, dificultando el paso del humor acuoso a través de la malla trabecular y favoreciendo su acúmulo en la cámara anterior del ojo. También, la pérdida de la cubierta de células endoteliales comporta un mayor riesgo de que se fusionen las diferentes capas de haces trabeculares, compactándose la malla trabecular y aumentándose la resistencia al flujo del humor acuoso.

Por otra parte, las alteraciones que sufre el núcleo central de los haces trabeculares con la edad y en el GPAA se basan en el aumento del número y extensión de las placas electrodensas típicas, correspondientes a las fibras elastina-like y a sus vainas, así como en el incremento de los procesos de degeneración del núcleo que se traduce en un incremento de las áreas de compactación del colágeno y en la aparición de abundantes acúmulos de LSC. El aumento de los diferentes tipos de placas electrodensas con la edad y en el GPAA también ha sido observado por autores anteriores a nosotros (7), mientras que la compactación progresiva de las fibras de colágeno con la edad también ha sido observada con anterioridad (8).

Según nuestra opinión, las alteraciones observadas en las placas relacionadas con las fibras elastina-like pueden afectar seriamente al control que el músculo ciliar ejerce sobre el drenaje del humor acuoso a través de la malla trabecular, puesto que no hemos de olvidar que dichas fibras elastina-like corresponden a los tendones de inserción de dicho músculo en la periferia corneal (7,9). El incremento de estas placas también puede actuar de una forma similar a la que hemos explicado para la membrana basal, es decir, engrosando los haces trabeculares y dificultando el paso del humor acuoso a través de la malla trabecular.

También, la elevada compactación de las fibras de colágeno del núcleo central de los haces trabeculares puede alterar de forma significativa las características fisiológicas de la malla trabecular, alterándose el paso del humor acuoso a su través. Estudios realizados por diferentes autores han demostrado que estas fibras de colágeno, que presentan una estriación transversal de 640 Å, están formadas principalmente por colágeno de los tipos I y III (10) y se estabilizan gracias a una red periférica del proteoglicano decorina, formado por los glucosaaminglicanos condroitinsulfato y dermatansulfato (11). Recientes estudios han indicado que al menos algunos proteoglicanos se encuentran disminuidos en el GPAA (12), hecho que explicaría la desestabilización de las fibras de colágeno que iniciarían un proceso de coalescencia y degeneración, siendo embebidas por el material amorfo de la vaina de las fibras elastina-like y formándose numerosos acúmulos de LSC. Este hecho puede también participar en el incremento de la PIO ya que los colágenos de tipo I y III son los responsables de otorgar a los tejidos resistencia y elasticidad. Así, la degradación de estas fibras de colágeno producen una progresiva esclerosis de los tejidos trabeculares que dificultan tanto el paso del humor acuoso a través de la malla trabecular como el control que normalmente ejerce el músculo ciliar sobre éste.

 

BIBLIOGRAFÍA

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