INVESTIGACIÓN


Estudio morfométrico comparado de la córnea de los primates con la córnea humana

Dres. Merindano MD1, Costa J2, Canals M2, Potau JM2, Ruano D2

(1) Dpto. de Óptica y Optometría. Universidad Politécnica de Cataluña.
(2) Dpto. de Anatomía Humana. Facultad de Medicina. Universidad de Barcelona.


Introducción

Los estudios más completos sobre la anatomía ocular comparada de los mamíferos, se deben a los trabajos realizados por autores como Rochon-Duvigneaud (1943), Prince (1956), Duke Elder (1958) o Davson (1974). En ellos aparecen descripciones morfológicas de la córnea de algunos mamíferos, entre los que figuran el chimpancé y el gorila, pero no aportan información acerca de otras especies de primates, ni entran en valoraciones de índole morfométrico.

Por su parte, Ehlers (1970) estudió la córnea del mandril, junto con la de otras especies de mamíferos domésticos y de experimentación, centrándose en los aspectos morfológicos y morfométricos del epitelio.

En general, los trabajos realizados con primates son más de carácter clínico que descriptivo y por esta razón existe un cierto vacío en lo referente a los aspectos morfométricos de la córnea.

El objetivo del presente trabajo es aportar nuevos datos para completar la información existente acerca de la morfometría de la córnea de los primates. La realización del mismo ha sido posible gracias a las donaciones realizadas por la Dirección del Parque Zoológico de Barcelona y del Servicio de Donación de Cuerpos del Departamento de Anatomía Humana de la Facultad de Medicina de Barcelona

 

Material y Métodos

Especies e instrumental

Para la realización del presente estudio, se ha trabajado con un total de 13 especies de primates: lemur saltador (L. mustelinus), tití común (C. jacchus), mono aullador negro (A. caraya), mono araña negro (A. paniscus), mono lanudo común (L. Iagotricha), mangabey de collar (C. torquatus), grivet (C. aethiops), mono cara azul (C. cephus), mono patas (E. patas), mono de java (M. irus), chimpancé (P. troglodites), gorila (G. gorilla) y humano (H. s. sapiens).

Los ojos fueron sometidos a las técnicas clásicas de fijación, inclusión, obtención de cortes y tinción propias de la microscopia óptica. Para la toma de fotografías se trabajó con cortes histológicos sagitales y nítidos.

La observación de los cortes histológicos se ha realizado mediante un microscopio Nikon OPTIPHOT-2 dotado de un equipo de microfotografía Microflex UFX-DX y de una cámara de video en color EVI-1011P acoplada a un monitor Sony Black Trinitron KX-14 CPI.

El estudio morfométrico se ha efectuado sobre fotografías de tamaño 10x15 cm, tras calcular las constantes de transformación de unidades para cada aumento utilizado.

 

Variables estudiadas

La observación de cortes histológicos de córneas mediante microscopia óptica permite medir longitudes, número de células por unidad de área, áreas, perímetros, etc. Basándonos en este tipo de medidas y considerando el carácter lineal de las capas corneales se ha optado por la medición de espesores de las diferentes capas histológicas, contaje de células por unidad de área y número de capas celulares allí donde esto fuere posible. Se ha renunciado a medir áreas o perímetros que tendrían escaso interés en una estructura laminar como es la de la córnea.

Así se han establecido 14 variables morfométricas, de las cuales 7 son espesores (córnea central ccen, córnea periférica cper, epitelio central epic, epitelio periférico epip, membrana de Bowman bow, membrana de Descemet des y endotelio end), 5 son número de células/mm2 (del epitelio central cc, del epitelio periférico cp, de keratocitos superficiales ks, de keratocitos centrales kc, y de keratocitos basales kb) y 2 son número de capas celulares (del epitelio central capc y del epitelio periférico capp).

 

Métodos estadísticos

Para estudiar y representar los datos morfométricos obtenidos se han utilizado diversas herramientas estadísticas. Para un estudio preliminar de cada variable se emplean los estadísticos muestrales básicos como la media muestral, la desviación típica y los extremos de la muestra.

El estudio de las relaciones entre cada par de variables se ha abordado utilizando los respectivos coeficientes de correlación, agrupados en la matriz de correlaciones. Dicha matriz resulta útil para examinar las posibles dependencias lineales entre cada par de variables. Los coeficientes de correlación cuyo valor es cercano a 1 ó -1 indican una gran dependencia lineal, mientras que valores cercanos a cero indican la inexistencia de la dependencia lineal o que ésta es imperceptible. Dado lo reducido de la muestra, resulta conveniente realizar un test sobre la hipótesis de que el coeficiente de correlación es nulo; en los casos en que dicho test no permite afirmar la validez de la correlación obtenida se omitirá el valor del coeficiente de correlación y puede suponerse que éste es nulo o muy reducido. Finalmente y dado que el análisis bivariado completo presenta grandes dificultades de síntesis y tiende a valorar los detalles por encima de las características globales de la muestra, se ha realizado un análisis factorial de los datos. Éste, proporciona una síntesis de las correlaciones y valores de todas las variables conjuntamente. El resultado del análisis es la extracción e interpretación de los factores que más influyen en un conjunto de variables. Esto se ha hecho mediante la extracción de componentes principales seguida de una rotación ortogonal (varimax) para facilitar la interpretación de los factores. El desarrollo de los métodos estadísticos elementales puede hallarse en Canavos (1992) y Peña (1987) y los métodos de análisis factorial en Harman (1980).

 

Resultados y Discusión

La totalidad de los datos morfométricos obtenidos aparecen en las tablas I y II. Los estadísticos descriptivos básicos de la muestra (número de datos, media y desviación típica muestrales, mínimo y máximo de cada variable) figuran en la tabla III.

El análisis de los datos se ha realizado en dos fases diferenciadas: en la primera se ha establecido el análisis de las correlaciones entre las 14 variables morfométricas; en la segunda se ha llevado a cabo la representación de las especies estudiadas en los factores obtenidos.

Las correlaciones de todas las variables morfométricas figuran en la tabla IV. El coeficiente de correlación sólo se explicita cuando no se puede aceptar que es nulo con significación inferior a 0,01, lo que se indica con (**), o con significación inferior a 0,05, indicado por (*). Los demás coeficientes, aún teniendo valores no demasiado cercanos a cero, no se han tenido en cuenta, ya que pueden estar afectados de importantes errores de estimación.

Del examen de la matriz de correlaciones puede extraerse que existe una buena correlación (r=0,920) entre el espesor de la córnea central y de la córnea periférica, es decir que cuando las córneas aparecen delgadas en la zona central, también lo están en la periferia. Lo mismo ocurre con los epitelios central y periférico (r=0,804), y las correlaciones siguen siendo aceptables entre el espesor de la córnea central y el del epitelio central (r=0,717), y entre el espesor corneal periférico y el epitelio periférico (r=0,818).

Por otra parte, las regiones central y periférica del epitelio están correlacionadas, aunque con signo negativo, con el número de células/mm2 que los forman. Estas correlaciones son del orden de (r=0,766) para el epitelio central, y de (r=0,732) para el epitelio periférico. El hecho de que tales correlaciones aparezcan con signo negativo significa que cuanto mayor es el espesor del epitelio, menor es el número de células que lo forman y viceversa.

El número de células/mm2 de ambas regiones epiteliales están a su vez bien relacionados (r=0,822). No ocurre lo mismo con el número de capas celulares, que no guardan relación entre ellas y muy escasa con algunas del resto de las variables. La razón de esta falta de relación hay que buscarla en el hecho de que estas variables son muy similares en todas las especies, o lo que es lo mismo, en una escasa variabilidad interespecífica.

Tampoco el espesor de la membrana de Descemet y el del endotelio mantienen correlación apreciable con ninguna de las variables estudiadas.

El espesor de la membrana de Bowman guarda cierta relación con el espesor del epitelio periférico (r=0,723), con el espesor del endotelio (r=0,709) y con las células/mm2 del epitelio periférico (r=0,785).

En cuanto a la densidad de queratocitos, y al igual que ocurría con la membrana de Descemet y el endotelio, no se correlacionan con el resto de las variables, y tampoco establecen correlaciones entre ellos.

Para realizar el análisis factorial se han considerado los datos de las tablas I y II, excluyendo aquellas variables que en el estudio de las correlaciones aparecían con coeficientes de correlación poco o nada significativos. De esta forma se han obtenido los tres factores indicados en la tabla V. En el factor 1 quedan representadas las variables epiteliales y de espesor corneal, en el factor 2 quedan representados los espesores del endotelio y la membrana de Bowman. Finalmente, el factor 3, viene representado por la variable espesor de la membrana de Descemet.

La representación de las especies en función de los dos primeros factores aparece en la figura 1. En ella puede verse como las especies se distribuyen, de forma más o menos alejada, en cuatro zonas distintas de la gráfica. En la primera zona se sitúan el mono de Java (10) y el mono araña (4), ambas especies presentan córneas relativamente gruesas, con epitelios de escaso grosor, gran abundancia de células y membranas de Bowman y endotelios relativamente gruesos. En la segunda zona se sitúan el humano (13), el chimpancé (11) y el gorila (12), todos ellos caracterizados por la existencia de espesores corneales y epiteliales elevados y por la presencia de endotelios y membranas de Bowman relativamente gruesos. En la tercera zona aparece el mono lanudo común (5), que se caracteriza por presentar valores inferiores a la media en los espesores de la membrana de Bowman y del endotelio, y valores próximos al humano en las variables epiteliales.

En la última zona, quedan incluidas el resto de las especies estudiadas, todas ellas caracterizadas por la presencia de espesores de la membrana de Bowman y del endotelio por debajo de la media, y con variables epiteliales entorno a la media.

La representación factorial de las especies en el factor 3 (espesor de la membrana de Descemet) se ha omitido por ser de escaso interés, ya que únicamente separa al lemur (des= 13,6µm) del resto del grupo.

El cálculo de las distancias euclídeas en los tres factores de cada uno de los individuos, y respecto al humano (tabla VI), nos ha permitido establecer cuáles son las especies cuyas córneas se aproximan más, morfométricamente hablando, a la córnea humana. Las distancias más pequeñas a la córnea humana corresponden el chimpancé (0,8107) y al gorila (1,2069), y las máximas al lemur y al tití (3,7598).

 

Conclusiones

De todo lo expuesto podemos concluir que el espesor de la córnea en los primates es pequeño, en general, pero puede aumentar atendiendo al tamaño ocular y a la envergadura del animal. Por otra parte hemos visto que todos ellos muestran epitelios cuyo espesor está relacionado con el número de capas celulares que lo forma. Dicho número varía poco en las distintas especies, y por ello también el espesor es escasamente variable. Asimismo, hemos establecido que el número de células/mm2 que forman los epitelios mantienen una relación inversa con el espesor del mismo, y que la densidad de queratocitos no desempeñan ningún papel en la descripción morfométrica de la córnea.

En cuanto al espesor de la membrana Bowman y del endotelio, el análisis factorial ha puesto de manifiesto que estas dos variables juegan cierto papel a la hora de separar especies. Por último, se ha establecido que las características morfométricas de la córnea humana están muy próximas a las determinadas para el chimpancé y el gorila. En consecuencia estas dos especies deben tenerse muy presentes, como modelos experimentales, a la hora de realizar futuros trabajos de investigación sobre la córnea.

 

Resumen

Se han estudiado, desde el punto de vista de la morfometría, las córneas de 13 especies de primates. El objetivo ha sido establecer la existencia de posibles relaciones entre las diferentes variables corneales, a la vez que determinar cuáles son las que mejor definen y caracterizan a la córnea. Por otra parte se ha tratado de determinar cuál es la córnea que más se asemeja a la córnea humana a fin de poderla utilizar en futuros trabajos de experimentación. Los resultados obtenidos ponen de manifiesto que existen relaciones entre los espesores corneales y epiteliales. También existen relaciones entre los espesores epiteliales, número de capas celulares y número de células. La membrana de Bowman y el endotelio actúan como dos variables que permiten separar a unas especies de otras. Por último, se ha establecido que el chimpancé y el gorila son las dos especies que aparecen con una morfometría corneal más próxima a la humana.

 

Palabras clave

Primates, córnea, morfometría.

 

Agradecimientos

Queremos hacer constar nuestro agradecimiento al Dr. J. J. Egozcue, de la Universidad Politécnica de Cataluña, por su asesoramiento en el tratamiento estadístico de los datos.


Bibliografía

- Canavos GC:Probabilidad y estadística. Mc Graw Hill. Madrid 1992.

- Davson H: Comparative Physiology. New York. Academic Press 1974; vol 5.

- Duke-Elder WS: System of Ophthalmology. Vol I: The eye in evolution. Henry Kimpton, London 1958.

- Ehlers N: Some comparative studies on the mammalian corneal epithelium. Acta Ophthalmol 1970; 48: 821-828.

- Harman HH: Análisis factorial moderno. Saltés, Madrid 1980.

- Prince JH, Thomas CC: Anatomy of the eye. C.H. Tomas Publisher 1956.

- Peña D: Estadística: modelos y métodos. Alianza Edit. Madrid 1987.

- Rochon-Duvigneaud A: Les yeux et al vision des vertebres. Masson. Paris 1943.