Fisiologia da visão

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Fisiologia da visão
Introdução
A visão é um dos sentidos mais importantes;
O sistema visual interpreta estímulos luminosos cujas ondas
eletromagnéticas estão entre 400-750 nm;
O olho interpreta o brilho (luminosidade) e o comprimento de
onda (cor);
Depende de fotorreceptores.
Estrutura do olho
● Primeira camada: córnea, conjuntiva e esclera;
● Segunda camada: íris (músculo liso) e coroide;
● Terceira camada: retina (contém os fotorreceptores).
O feixe luminoso do objeto adentra a córnea, o humor aquoso,
sofre refração no cristalino e a imagem invertida chega até a
retina, onde os fotorreceptores vão ser ativados e a informação
vai ser transmitida ao SNC. O cérebro é treinado para
considerar a imagem invertida como normal.
Obs: importante que os meios sejam transparentes.
Mecanismo de acomodação: o cristalino
É uma modificação do cristalino para que seja possível
enxergar objetos próximos;
● O cristalino: depois da câmara anterior (humor
aquoso)
→ Formado por uma cápsula elástica preenchida por
líquido proteináceo, transparente e ancorada por
ligamentos suspensores, em íntima relação com o
músculo ciliar;
→ Funciona como uma lente convergente;
● A acomodação se dá por meio da contração do
músculo ciliar e relaxamento dos ligamentos
suspensores, deixando o cristalino mais esférico O
processo inverso permite que objetos mais distantes
sejam observados
● Esse mecanismo é controlado pela inervação
parassimpática.
Presbiopia
● Há perda progressiva da capacidade de acomodação
do cristalino (cápsula mais endurecida, líquido menos
transparente);
● O olho permanece focalizado permanentemente a
distância quase constante;
● A partir dos 70 anos, o cristalino é quase incapaz de
sofrer acomodação.
Diâmetro pupilar
● Íris: controla a quantidade de luz que entra no olho,
que é proporcional à área da pupila;
● De 1,5 a 8mm;
● Variação de até 30 vezes na quantidade de luz;
● Importante também para a profundidade de foco.
Pupila aberta: O ponto focal (encontro dos raios) é único,
então, em olhos mais curtos ou mais longos, a imagem não
estará focalizada;
Pupila fechada: O ponto é multifocal, então a variação dos
olhos ainda permite a visão focalizada. Ou seja, quanto menor
a pupila, maior a profundidade de foco.
Erros de refração
A medicação que dilata a pupila paralisa também o músculo
ciliar, não permitindo que ele aja sobre o cristalino.
● Emetropia: visão normal com o músculo ciliar
relaxado;
● Hipermetropia: olho curto demais, o ponto focal se
encontra depois da retina. Pode ser parcialmente
corrigida pela acomodação (motivo de relatos de
cansaço/perda da qualidade visual ao final do dia,
músculo ciliar fatigado) e totalmente por lente
convexa;
● Miopia: olho longo demais ou excesso de poder de
refração do cristalino, o ponto focal é anterior à
retina. Correção por lente côncava (divergente).
Aperto do olho com a pálpebra causa um
encurtamento do olho, causando melhora na visão.
● Astigmatismo: a curvatura da córnea é grande demais
em um dos planos (assimetria). Não há foco nítido
pois existem vários pontos de encontro dos feixes.
Lentes corretivas
● Miopia: lente côncava;
● Hipermetropia: lente convexa;
● Astigmatismo: lente cilíndrica. É aplicada na posição
exata em que a córnea precisa ter a curvatura
corrigida.
● Lentes de contato: substituem a córnea na refração.
→ A lágrima faz uma lâmina entre a lente e a córnea;
→ Podem ser gelatinosas ou rígidas (pessoas com
astigmatismo grave ou ceratocone, que é a
deformação da córnea em formato de cone).
Cataratas
● Opacificação do cristalino;
● Áreas enevoadas ou opacas no cristalino por
desnaturação protéica das fibras da lente;
● Começa de forma focal, mas a junção desses pontos
leva a perda da nitidez, de diferenciação de cor, etc.
Acuidade visual
● Fóvea: parte central da retina onde a visão é mais
altamente desenvolvida;
● A fóvea é composta por cones, que dá qualidade de
imagem melhor e em cores;
● O fotorreceptor que captou a melhor imagem é
hiperpolarizado, células horizontais inibem os
fotorreceptores que estão em volta. Isso mostra que
nosso olho é capaz de distinguir dois pontos distantes
1mm entre eles e 10m longe do olho, pois nessas
medidas, as células horizontais não inibiu os
receptores para cada ponto.
● Inibição pelas células horizontais: serve para que não
haja sobreposição de imagens
Percepção de profundidade
1) Tamanho da imagem de objetos conhecidos sobre a
retina. Ex: pessoa maior que árvore, você logo percebe
que é porque a pessoa está mais perto.
2) Fenômeno da paralaxe em movimento
→ Movimento do olho capta que objetos próximos se
movem enquanto distantes parecem permanecer
imóveis.
3) Fenômeno da estereopsia: visão binocular. Somação
das informações dá origem a imagem tridimensional.
Obs: É inútil se o objeto estiver entre 30 e 60m de
distância.
Obs: Quando a imagem de um só olho está com boa
qualidade, essa imagem será priorizada.
Oftalmoscopia
Cada olho emetrópico reage na acomodação, causando
aumento de +2 dioptrias na força do cristalino de cada olho
(lente -4 dioptrias para corrigir).
● Um espelho reflete a luz para o olho do paciente,
possibilitando enxergar o fundo do olho (retina).
Sistema líquido
● Humor aquoso: formados e reabsorvidos
continuamente pelos processos ciliares e células de
Schlemm, respectivamente, indo para as veias
aquosas. Está localizado entre a córnea e o cristalino.
● Humor vítreo: massa gelatinosa com fibras alongadas
proteoglicanos. Fica depois do cristalino até a retina.
Formação do humor aquoso
→ Secreção ativa de sódio e passiva de cloreto e bicarbonato
para os espaços intercelulares dos processos ciliares;
→ Água sai por osmose;
→ Transporte ativo ou difusão facilitada pelas células
epiteliais de aminoácidos, glicose, ácido ascórbico.
Obs: pacientes diabéticos descompensados têm mais glicose
no humor aquoso, o que aumenta a pressão osmótica, levando
a um aumento da câmera anterior, mudando a refração.
Anatomia do ângulo iridocorneano
Humor aquoso produzido na parte posterior da íris, nos
processos ciliares, vai para a câmara anterior e é reabsorvido
pelo canal de Schlemm;
Trabéculas podem tampar a saída do humor aquoso pelo canal
de Schlemm, isso leva a um aumento da pressão. Isso pode
acontecer também por uma superprodução dos processos
ciliares
● Medição da pressão ocular
→ Aparelho “sopra” o olho;
→ O ar empurra a córnea, causa uma deformação
que é inversamente proporcional à pressão ocular;
→
Glaucoma
É o aumento da pressão intraocular, podendo levar a cegueira.
Isso ocorre devido à baixa nutrição neuronal, que é causada
pela compressão da artéria retiniana devido à alta pressão. As
células nervosas morrem, causando a cegueira.
● Ângulo aberto: trabécula e canal de Schelemm
funcionam o defeito é na superprodução;
● Ângulo fechado: Trabéculas impedem a drenagem,
causando o aumento da pressão.
● Tratamento: abertura do canal de Schlemm para
aumentar a drenagem e uso de colírios que diminuem
a atividade dos processos ciliares, diminuindo a
produção.
Fundoscopia normal
Todo fluxo sanguíneo chega e sai aonde vê-se o encontro dos
vasos.
Fundoscopia anormal
● Êmbolo de colesterol
→ Pontinhos brancos na fundoscopia, isso dificulta a
vascularização nas áreas mais distais.
● Microangiopatia diabética (Retinopatia)
→ Observa-se o aumento do número de vasos no
fundo de olho. Isso ocorre pois a nutrição não está
sendo adequada, sendo uma resposta do organismo.
(Proliferativa).
→ Em fase avançada, os vasos diminuem de
quantidade e de calibre, ocorrendo a morte de tecidos
nervosos. (Não proliferativa)
● Glaucoma
→ Observam-se células mortas, com coloração
anormal, pouca vascularização;
→ O disco óptico aumenta de tamanho.
● Retinite pigmentosa: doença genética
→ Depósito de melanina na retina, leva a cegueira;
→ Pouca vascularização, células mortas.
● Papiledema e atrofia de papila
→ Edemas (água) e hemorragias (pressão
intracraniana aumentada), isso leva à morte celular.
→ A atrofia de papila é observada quando o disco
óptico está branco na fundoscopia.A retina
● Dividida em camadas celulares:
→ Células fotorreceptoras fazem sinapse com células
bipolares, que ligam as fotorreceptoras com as
células ganglionares.
→ Células horizontais (em baixo) e amácrinas ( em
cima) modulam a transmissão dos impulsos nervosos;
→ Células pigmentosas contém melanina e tem a
capacidade de absorver a luz, evitando o reflexo.
Contém vitamina A, que é substrato para a substância
química responsável pela despolarização;
→ Coroide é a camada após as células pigmentosas e
contém vasos sanguíneos que permitem a nutrição
das células sem atrapalhar a passagem da luz.
A luz chega pela membrana limitante interna, passa por todas
as células envolvidas até chegar às células fotorreceptoras,
que transmitem a informação no sentido inverso.
● A fóvea
→ Só existem cones, proporção de 1 por célula
ganglionar;
→ Axônios das células ganglionares e horizontais
estão lateralizados, o que leva a luz a incidir
diretamente nos fotorreceptores.
Obs: Na região do disco óptico, não existem células
fotorreceptoras, região chamada de ponto cego.
● Fotorreceptores
→ Cones: pouco sensíveis à luz (melhor durante o
dia) e são responsáveis pela visão de cores e pela
acuidade visual;
→ Bastonete: baixo limiar para luz (funcionam bem
no escuro) e não fornecem imagens bem definidas
Ambos possuem membrana celular dobrada diversas
vezes (segmento externo), uma região rica em
mitocôndrias e bombas de sódio e potássio
exportando sódio (segmento interno), e depois da
membrana limitante, o núcleo e o corpo sináptico, que
libera glutamato.
● Camada pigmentar da retina
→ Melanina: impede a reflexão da luz por todo o
globo ocular;
→ Armazena vitamina A, importante precussor dos
pigmentos fotossensíveis e importante na adaptação
claro-escuro;
→ Cegueira noturna: baixos níveis de vit. A,
durante a noite leva a uma concentração de
pigmentos que não permite a visão;
→ Quando uma luz muito forte incide o olho,
esses pigmentos podem ser consumidos
rapidamente, o que dá a sensação de não
conseguir ver até que novos pigmentos
sejam produzidos.
→ Suprimento sanguíneo: artéria central da retina e
coróide (entre a retina e a esclera);
→ Descolamento da retina junto com a coroide
ocorre sem morte celular.
Fotoquímica da visão
Pigmento fotossensível nos bastonetes: rodopsina, formada por
escotopsina e 11-cis-retinal (da vit. A);
Quando a luz incide, ela muda a afinidade das duas
subunidades e altera a conformação da rodopsina, que passa a
estados transitórios até chegar à metarrodopsina II, que é a
rodopsina ativada.
Rodopsina cinase recicla a rodopsina para reiniciar o ciclo.
● Excitação do bastonete
1. A rodopsina ativada ativa a transducina, que ativa a
fosfodiesterase, que quebra GMPc em GMP. O GMPc é
importante para manter canais de sódio abertos no
segmento externo, o que equilibra as bombas do
segmento interno.
2. Com a chegada de luz, a rodopsina é ativada e leva a
conversão de GMPc em GMP, o que fecha esses
canais, levando a uma diminuição da condutância ao
sódio para dentro da célula;
3. Ocorre uma hiperpolarização da célula fotorreceptora,
parando de liberar glutamato.
Obs: essa reação ocorre em cascata.
Esse potencial ocorre rapidamente, por isso a visão e
dá por meio de fotografias e o cérebro que interpreta
as diferenças entre essas ”fotografias”
● Comunicação cones-célula bipolar
→ Célula centro on: são inibidas pelo
glutamato liberado pelos cones quando sem
luz. Quando com luz, essa célula on
despolariza, transmitindo o impulso para as
células ganglionares on;
→ Células centro o�: estimuladas pelo
glutamato, quando em luz, sofre
hiperpolarização. Essa via está ativada no
escuro.
Via on: As células horizontais desativam os
fotorreceptores ao redor do que foi melhor
estimulado pela luz. Se a iluminação for em anel,
● Absorção de luz
→ Nos cones existem a mesma porção retinal e
fotopsinas (semelhantes a escotopsinas) para azul,
verde e vermelho;
→ A percepção de cores diferentes dessas se dá pela
somação dos estímulos.
● Cegueira para cores
→ Os fotopigmentos são proteínas, então se houver
mutação nos genes envolvidos, o pigmento não é
formado e a célula não é passível de estimulação.
→ Pode ocorrer em um ou em todos os tipos de
cones.
→ Protanopia: deficiência no cone vermelho;
→ Deuteranopia: deficiência total nos cones verdes;
→ Tritanopia: deficiência nos cones azuis.
→ Discriminação verde-vermelho
Adaptação claro-escuro
● Claridade: redução dos agentes químicos
fotossensíveis pelo consumo, ativação do reflexo
fotomotor, fechando a pupila;
● Escuro: maior suprimento de opsinas e de retinal pelo
estoque de vitamina A. + fotopigmento para deixar a
retina mais sensível.
→ Adaptação 4 vezes mais rápidas nos cones, porém
mais potente nos bastonetes;
→ Aumento do diâmetro pupilar e adaptação neural
(modulação dos sinais transmitidos)
Circuito neural da retina
1. Fotorreceptores;
2. Células horizontais: inibição lateral;
3. Células bipolares: transmissão vertical;
4. Células amácrinas: modulam a sinapse da célula
bipolar com a ganglionar;
5. Células ganglionares: formam o nervo óptico;
6. Informação é levada ao córtex visual na região
occipital.
Cones X bastonetes
● Cones: neurônios e fibras nervosas maiores e
condução mais rápida. Utiliza apenas 3 tipos
celulares (azul, vermelho e verde);
● Bastonetes: tipo “antigo” de visão, utiliza 4 tipos
celulares.
● Neurotransmissores
→ Bastonetes e cones: glutamato;
→ Células amácrinas: GABA, glicina, dopamina, Ach e
indolamina podem ser produzidas para interferir na
comunicação entre a célula bipolar e a ganglionar.
Transmissão eletrotônica
Sistema utilizado por todos os neurônios retinianos, exceto
células ganglionares;
Significa fluxo contínuo de corrente elétrica, sem potencial de
ação, o que é bom para as curtas distâncias da retina e
também permite captar luzes fracas, que não atingiriam o
limiar de um potencial de ação.
Células ganglionares
60 bastonetes e 2 cones para cada célula ganglionar
Na fóvea, um cone para cada célula ganglionar
● Tipos de células ganglionares
→ W: recebem sinais de bastonetes, são lentas e
detectam escuro e movimento direcional (sentido da
imagem em movimento);
→ X: (55%): imagem visual e cores (cones), detalhes
finos;
→ Y: maior diâmetro, transmissão rápida, detecta
movimento rápido.
● Potenciais de ação
→ Contínuos e espontâneos por ser mais permeável
ao sódio;
→ Despolarizantes ou hiperpolarizantes, dependendo
dos neurotransmissores utilizados e as vias on e o�.
Cegueira monocular transitória
Causada pelo uso prolongado de smartphone
Uso de smartphone com um olho tampado por muito tempo;
O olho coberto ficou muito tempo inibido e o cérebro quando
ele volta a ser utilizado, pode demorar um pouco até o cérebro
conseguir interpretas as informações daquele olho.
Vias visuais
A informação é levada ao SNC pelo nervo óptico;
Parte dessa fibras cruzam no quiasma óptico, se unem a fibras
retinas temporais opostas e segue até a região occipital, onde
está o córtex visual;
Nervo óptico → quiasma óptico → trato óptico→ sinapse no
núcleo geniculado dorsolateral do tálamo → fibras
geniculocalcarianas vão ao córtex visual primário
As fibras visuais podem levar informações para outras regiões:
● Sistema antigo: mesencéfalo e áreas prosencefálicas
basais (ritmo circadiano, movimentos reflexos para
focar objetos, movimentos rápidos, etc);
● Sistema novo: transmissão direta dos sinais visuais
para o córtex visual.
● Córtex visual
→ Neurônios chegam ao córtex visual primário,
fazem sinapses com neurônios de terceira ou quarta
ordem que fazem o processamento e associação da
imagem com emoções, memórias, etc.
● Análise das informações visuais
→ Na região temporal, essas informações são
associadas à linguagem por meio da memória;
Campo visual e alterações
Reflexo fotomotor
Luz hiperpolariza fotorreceptores, que despolariza as células
ganglionares centro on, que forma o nervo óptico, que vai até a
região dos núcleos pré-tectais (núcleo de Edinger-Westphal),
faz sinapse e o estímulo volta até o olho para reduzira pupila
pelos nervos parassimpáticos.
Reflexo de acomodação
Células X da retina → Via visual genicoestriado → Córtex
visual → Córtex temporal → mesencéfalo → Núcleo de
Edinger-Westphal → Contração do músculo ciliar e constrição
pupilar