Nuevos conceptos del desarrollo refractivo y miopía

A pesar de numerosas investigaciones, los mecanismos que regulan el crecimiento del ojo son poco conocidos. La investigación más reciente aborda los mecanismos para el desarrollo de la miopía son distintos a los  de la hipermetropía. Si bien los investigadores han acumulado información, el campo carece de un amplio marco biológico validado para conceptualizar el desarrollo óptico postnatal. La biología circadiana podría proporcionar pistas para mejorar la comprensión de la etiología de la miopía, y posiblemente conducir a enfoques racionales para mejorar los errores de refracción que se desarrollan en los niños. La aplicación de conceptos de la biología circadiana moderna al desarrollo del ojo puede proporcionar el amplio marco biológico necesario para una mejor comprensión de la causalidad de la miopía, y puede conducir a nuevas terapias clínicas más eficaces que las actualmente disponibles.

Tanto en humanos como en animales, la longitud ocular y otras características anatómicas y fisiológicas del ojo experimentan oscilaciones diurnas. Sistémicamente, tales ritmos son generados principalmente por el "reloj maestro" en el núcleo supraquiasmatico, que recibe la entrada de las células ganglionares retinales intrínsecamente fotosensibles (ipRGCs) a través de la activación del fotopigmento (melanopsina). La retina también tiene un reloj circadiano endógeno. Actualmente se cree que la seña de la retina influye en el desarrollo refractivo; La dopamina, el neurotransmisor que se encuentra en la retina, no solo arrastra los ritmos retinales intrínsecos a la luz: el ciclo oscuro, sino que también modula el desarrollo refractivo. Los relojes circadianos comprenden un mecanismo de control de realimentación de transcripción/traducción que utiliza los denominados genes de reloj que ahora se han asociado con ametropías. La investigación clínica también propone que las exposiciones a la luz podrían afectar la refracción en los niños. Como resultado, las propiedades de la iluminación ambiental se están investigando en el desarrollo refractivo. En otras áreas de la ciencia médica, la desregulación circadiana ahora se cree que afecta muchos desórdenes no oculares, probablemente porque los patrones de la iluminación artificial moderna ejercen efectos fisiológicos adversos sobre los marcapasos circadianos. No se conoce cómo, o si, tales exposiciones modernas a la luz y la desregulación circadiana contribuyen al desarrollo refractivo.

Las interacciones complejas entre la genética y el medio ambiente pueden contribuir al desarrollo y la progresión de la miopía. La genética contemporánea ofrece la posibilidad de identificar vías regulatorias específicas que subyacen al desarrollo de ametropías. Hasta la fecha, los estudios de ligamiento genético, los estudios de asociación genómica, los estudios de genes candidatos y los metaanálisis han asociado docenas de genes y variantes genéticas con miopía no sindrómica. Sin embargo, solo algunos de estos genes se han replicado en diversos grupos de población; además, los genes identificados tienden a ejercer solo pequeños efectos, que representan solo una pequeña proporción de miopía. Ha resultado difícil implicar a estos genes en las vías identificadas en modelos animales, y gran parte de la miopía hereditaria no se explica. A aún no se ha explicado ni identificado los genes, involucrado en el desarrollo de la miopía. La evidencia respalda mejor un papel para la herencia en la miopía sindrómica y alta. Para la miopía baja y moderada, así como la llamada "miopía escolar", se ha argumentado que las características de los entornos modernos, más que la genética, pueden ejercer la mayor influencia subyacente a la miopía y su creciente prevalencia en muchas áreas del mundo.

La pirenzepina tópica, un antagonista muscarínico que no bloquea la acomodación, retrasa la progresión de la miopía en los niños. Experimentalmente, un mecanismo acomodativo para la miopía parece cada vez menos probable, aunque los mecanismos de la miopía en modelos animales pueden no ser idénticos a los que ocurren en los niños. Como ejemplos, la miopía experimental se desarrolla después de la ganglionectomía ciliar para desnervar el músculo ciliar, y la miopía se puede inducir en las ardillas que carecen de capacidad acomodativa.

Lla atropina no bloquea el mecanismo nicotínico que subyace en las aves, lo que contrasta con los efectos cicloplégicos de la atropina en los niños. La atropina bloquea la miopía experimental en pollos sin afectar sus músculos intraoculares. La falta de cicloplejía con potentes efectos antimiopía en las aves apoya un papel no acomodativo en el mecanismo de la miopía, y proporcionó la justificación para los estudios clínicos de pirenzepina. También se provoco el crecimiento asimétrico de la cavidad vítrea inducido por distorsiones de la imagen local a regiones específicas de la retina.

La noción de que la exposición a la luz podría explicar la etiología de la miopía es ahora generando mucho interés. Primero se postuló en el siglo XIX que una iluminación inadecuada y/o actividades al aire libre reducidas podrían ser factores ambientales que contribuyen a la miopía. La miopía experimental en varias especies de vertebrados se reduce cuando los animales se crían bajo iluminación de laboratorio brillante (por ejemplo, 10.000-40.000 lux). En los niños, la mayoría, aunque no todas, las encuestas transversales y los estudios prospectivos encuentran un efecto antimiopia al aumentar la exposición al aire libre. El efecto protector es posiblemente significativo en algunos niños. Por ejemplo, se ha demostrado que el aumento de la exposición al aire libre ejerce una reducción del 9% para el inicio de la miopía. El aumento de las exposiciones al aire libre puede reducir la progresión de la miopía, pero las estimaciones disponibles son de aproximadamente 0,2 dioptrías/año de progresión reducida. Las actividades deportivas al aire libre como tal, no parecen estar relacionadas con la inhibición de la miopía. Ahora se supone que el mecanismo de protección es la intensidad de iluminación al aire libre, en comparación con la iluminación interior. El aumento de la liberación de dopamina retiniana, un transmisor de la retina relacionado repetidamente con el desarrollo refractivo, se suele plantear como un mecanismo para explicar los efectos antimiopía del aire libre. En polluelos, la crianza al aire libre resultó una inhibición transitoria en la progresión de la miopía experimental. Los niveles retinianos de dopamina y su principal metabolito DOPAC (ácido 3,4-dihidroxifenilacético) variaron entre tejidos, ojos y cohortes; y esta variabilidad impidió identificar un efecto consistente del aire libre en la dopamina o DOPAC. Un marcador robusto, DOPAC fue constantemente deprimido en la retina y el vítreo de los ojos miopes en relación con sus ojos de control contralateral, similar a los hallazgos en la miopía de los pollos criados en el interior. Por lo tanto, los efectos de la cría al aire libre sobre el metabolismo de la dopamina retinal fueron consistentes con la miopía, y no su inhibición, lo que sugiere que un mecanismo para cualquier efecto anti-miopía de la exposición al aire libre es más complicado de lo que actualmente se concibe. La vitamina D ha sido investigada como un posible mediador de los efectos del tiempo al aire libre en la miopía. El estudio longitudinal de padres e hijos mostró que la vitamina D era un biomarcador para saber el tiempo que se estaba al aire libre, pero no se asoció de forma independiente con la futura miopía. Además, el análisis de sujetos con niveles bajos de vitamina D determinados genéticamente no reveló ninguna evidencia de una asociación entre la vitamina D y el error refractivo. Se desconoce si la duración o el momento de la exposición al aire libre en niños, o alguna otra característica de la naturaleza compleja de la luz exterior, debe considerarse en investigaciones clínicas futuras. La biología circadiana podría ser un área investigación productiva, lo que podría conducir a una mejor comprensión del desarrollo refractivo y mejores intervenciones terapéuticas.