Resumen

Objetivo: Estudiar los valores de normalidad del endotelio corneal en sujetos sanos de distintos grupos de edad utilizando el microscopio especular de no contacto Topcon SP2000 y el programa de análisis de imagen Imagenet v 1.52 para Windows 95.

Material y Metodos: Se estudió el endotelio corneal de 295 ojos de 295 sujetos sanos con edades comprendidas entre los 8 y los 84 años. Se recogieron datos concernientes al número de células estudiadas, densidad celular, tamaño medio, coeficiente de variación (CV), y porcentaje de hexagonalidad. Para el análisis los pacientes fueron estratificados en cuatro grupos en función de la edad ( 20, 21-40, 41-60 y >61).

Resultados: Se estudió una media de 104,6 células (DE 22,2) por ojo. En el grupo de  20 años encontramos la mayor densidad celular media, el menor área celular medio, el menor CV y el mayor porcentaje de hexagonalidad, existiendo diferencias significativas con los otros tres grupos (p<0,001). Encontramos un marcado descenso en el número de células hasta la edad de 25-30 años con una pérdida menos significativa a partir de esa edad. De los parámetros estudiados, la densidad celular, el tamaño medio y el CV mostraron buenos coeficientes de correlación con la edad (–0,518, 0,585 y 0,625 respectivamente).

Conclusiones: Según aumenta la edad se produce una disminución en la densidad celular más marcada hasta los 25-30 años, acompañada de un aumento en el área celular media. El análisis de imagen con Imagenet v.1.52 permite un completo estudio del endotelio corneal y de las variaciones fisiológicas que acontecen en el mismo con la edad.

Introducción

La visualización del endotelio corneal es posible desde que Vogt en 19201 describiese la biomicroscopía especular. Desde finales de los años sesenta cuando Maurice (2) introdujo el microscopio especular, se han desarrollado numerosas variantes con el fin de perfeccionar el estudio del endotelio. Los modernos métodos de análisis de imagen asistido por ordenador, permiten un estudio morfológico y morfométrico del endotelio más completo, añadiendo al clásico criterio de densidad celular otros como el cambio de tamaño y el pleomorfismo que contribuyen a una mejor comprensión de las variaciones que acontecen a nivel del endotelio, tanto fisiológicas como patológicas.

En el siguiente trabajo realizamos un estudio del endotelio corneal en pacientes voluntarios sanos de diferentes edades mediante uno de estos sistemas. La importancia de este estudio viene determinada por el establecimiento de parámetros de normalidad en nuestro medio.

Material y métodos

Los sujetos para el estudio fueron reclutados entre voluntarios sanos que acudieron a revisiones periódicas en nuestro Centro así como entre los trabajadores del mismo. Se descartó para el estudio a toda aquella persona que refería haber padecido alguna patología significativa o cirugía oftalmológica, así como a los portadores de lentes de contacto en cualquiera de sus variantes. Los pacientes fueron divididos en cuatro grupos en función de su edad: grupo I (0-20 años): 62 ojos, grupo II (21-40 años): 92 ojos, grupo III (41-60 años): 60 ojos y el grupo IV (>61 años): 81 ojos. Se obtuvo una fotografía del endotelio central en cada uno de los ojos estudiados mediante el microscopio especular de no contacto Topcon SP.2000. Cada una de las imágenes fue transferida a un ordenador personal mediante una capturadora de imágenes y posteriormente se analizó con el sistema Imagenet v 1.52 para Windows 95. Una vez tranferida la imagen al ordenador, ésta es analizada automáticamente por el sistema, debiendo posteriormente ser repasada por el examinador para detectar y corregir posibles inexactitudes en la demarcación de los límites celulares delimitados por el programa. Se recogieron para cada uno de los ojos datos concernientes al número de células estudiadas, densidad celular, tamaño medio, coeficiente de variación (CV), y porcentaje de hexagonalidad.

Análisis estadístico

Las variables cualitativas se presentan con su distribución de frecuencias. Las variables cuantitativas se resumen en su media y desviación estándar (DE). Para el análisis entre pares de variables cuantitativas se utilizó el coeficiente de correlación de Pearson. Se analizó el comportamiento de las variables cuantitativas mediante el test de la t de Student apareada (en comparaciones de una variable con dos categorías). Se corrigió el efecto de comparaciones múltiples mediante el test a posteriori de Bonferroni y el test de Dunnett frente a la situación basal. Para estudiar la variación de la densidad, el tamaño celular medio, el CV del área celular media y la hexagonalidad, se realizó un análisis de la varianza para medidas repetidas (MANOVA). Mediante esta técnica se evalúan las diferencias de medias dentro de las medidas intraindividuo en el endotelio corneal. En todos los casos se comprobó la distribución de la variable frente a los modelos teóricos. En todos los contrastes de hipótesis se rechazó la hipótesis nula con un error de tipo I o error a menor a 0,05. l paquete estadístico utilizado para el análisis fue SPSS para Windows versión 8.0.

Resultados

Se estudiaron 295 ojos de 295 voluntarios sanos (147 varones y 118 mujeres) con una edad media de 45,1 años (DE 22,3) (rango 8-84). Se estudió una media de 104,6 células (DE 22,2) por ojo.

Los valores de normalidad obtenidos para cada uno de los grupos de edad se muestran en la tabla I.

En el grupo 1 encontramos la mayor densidad celular media, el menor área celular medio, el menor coeficiente de variación y el mayor porcentaje de hexagonalidad, existiendo diferencias significativas al compararlo con los otros tres grupos (p<0,001). En el grupo 2 la densidad celular media es un 16,6% menor que en el grupo 1 y el área celular media un 21,3% mayor. En el grupo 3 la celularidad es un 17,2% menor que en el grupo 1 y el área celular un 21,1% mayor. En el grupo 4 encontramos la menor densidad celular (22,8% menor que en el grupo 1), el mayor tamaño celular medio (31% mayor que en el grupo 1), el mayor coeficiente de variación y el menor porcentaje de hexagonalidad, encontrando diferencias al analizar cada una de las variables y compararlas con el resto de grupos (p<0,001 en todos los casos).

Para analizar los cambios sufridos por el endotelio corneal en función de la edad correlacionamos el total de ojos con la edad de los individuos estudiados.

Encontramos un marcado descenso en el número de células hasta la edad de 25-30 años. A partir de esa edad la pérdida endotelial es mucho menos importante tendiendo incluso hacia la estabilización (fig. 1).

Fig. 1. Correlación densidad celular/edad. r=-0,518.

El tamaño celular medio y el coeficiente de variación aumentan con la edad encontrando buenos niveles de correlación en ambos casos (r=0,585 y 0,625 respectivamente) (figs. 2 y 3).

Fig. 2. Correlación área celular media/edad. r=0,585.

Fig. 3. Correlación coeficiente de variación/edad. r=0,625.

El porcentaje de hexagonalidad fue el parámetro que peor correlación mostró con respecto a la edad de los individuos estudiados (r= –0,431) (fig. 4), observándose grandes variaciones dentro de una misma edad.

Fig. 4. Correlación porcentaje de hexagonalidad/edad. r=-0,341.

Discusión

El primer sistema de análisis del endotelio corneal asistido por ordenador fue desarrollado por Laing y cols (3,4) en 1979. Posteriormente tanto el mismo Laing (5) como otra serie de autores (6-8) han ido perfeccionando estos sistemas hasta nuestros días. A pesar de esta continua evolución un correcto análisis del endotelio no puede ser llevado a cabo sin una importante colaboración del examinador. La primera aproximación del analizador de imágenes (en nuestro caso el Imagenet v 1.52) debe ser corregida en prácticamente todos los casos por el examinador, ya que aparecen un gran número de errores relacionados con el establecimiento de los límites de las células estudiadas. La cantidad de errores cometidos por el sistema depende en gran medida de la calidad de la imagen tomada con el microscopio especular.

El microscopio especular de no contacto Topcon SP 2000 nos permite obtener fotografías del endotelio corneal en cinco zonas distintas (central, superior, inferior, nasal y temporal). En nuestro estudio hemos elegido la zona central como zona de análisis basándonos en los hallazgos de Hoffer (9) y Blackwell (10) que demuestran que no existen diferencias entre los valores obtenidos a nivel central y aquellos obtenidos en la periferia de la córnea.

Nuestros resultados obtenidos al analizar el endotelio corneal de 295 ojos de voluntarios sanos, muestran un descenso en la celularidad acorde a los comunicados por Williams y cols. (11) con un marcado descenso hasta la edad de 25-30 años y una estabilización posterior. Como es sabido las células endoteliales aumentan su tamaño para poder suplir la disminución en su número. Nosotros hemos encontrado un aumento del 31% en el grupo de mayor edad en relación al grupo de menores de 20 años. Este incremento de tamaño se justifica porque el citosol de las células endoteliales está sostenido por un citoesqueleto constituido por tres redes organizadas de proteínas filamentosas compuestas por microfilamentos, filamentos intermedios y microtúbulos que facilitan, además de soporte celular y posibilidad de movimiento intracelular, la plasticidad y adaptabilidad de la célula cuando ésta tiene que ocupar lugares que previamente estaban tapizados por otras células que han desaparecido. El citoesqueleto permite esta ocupación mediante la distribución de fuerzas de tensión a través del citoplasma (Smith y Wood) (12).

Dos parámetros de suma importancia en el estudio del endotelio corneal son el cambio de tamaño y el pleomorfismo, reflejados por el coeficiente de variación del área celular media y el porcentaje de hexagonalidad respectivamente. Bourne (13) y Rao (14) relacionaron altos índices de cambio de tamaño y morfología celular con una mayor pérdida endotelial postquirúrgica y una mayor incidencia de descompensaciones corneales. En nuestro estudio el coeficiente de variación varía entre al 31,9 del grupo 1 y el 45,3 del grupo 4, y el porcentaje de hexagonalidad entre el 66,2% y el 48,1% (grupo 1 y 4 respectivamente).

La introducción de los métodos de análisis de imagen computerizada para el estudio del endotelio corneal, además de facilitar la exploración, permite obtener una serie de parámetros morfométricos que indican de una manera más precisa los cambios sufridos por el endotelio corneal. Con este estudio hemos pretendido establecer los parámetros de normalidad en nuestro medio utilizando uno de estos sistemas de análisis con el fin de utilizarlo como referencia en el estudio de la patología corneal.

Agradecimientos

Financiado en parte por el Instituto de Salud Carlos III. «Proyecto C03/13: Investigación clínica y básica para la prevención de la ceguera».