Capítulo 16. Fisiología del reflejo fotomotor y de la respuesta de cerca

CAPÍTULO 016 Sección II Fisiología y organización funcional del sistema visual

Sinopsis

Este capítulo explica cómo funciona la pupila y por qué su exploración rinde tanto con tan poco. Se recorren el arco del reflejo fotomotor y su doble decusación, la contribución diferencial de conos, bastones y células ganglionares fotosensibles a los distintos componentes de la respuesta, la tríada de cerca y su comando común, la base fisiológica de la disociación luz-cerca, los determinantes de la dinámica pupilar —incluidos los no visuales— y la farmacología de los dos músculos del iris. El objetivo es que el lector entienda qué mide exactamente cada maniobra de la exploración pupilar: por qué el defecto pupilar aferente relativo cuantifica asimetría y no pérdida absoluta, por qué la respuesta sostenida informa de una vía distinta de la transitoria, y por qué la pupila se dilata cuando el paciente hace un cálculo mental.

Objetivos de aprendizaje

Al finalizar este capítulo, el lector será capaz de:

• Describir el arco del reflejo fotomotor y justificar su carácter consensual.
• Explicar la contribución de conos, bastones y células fotosensibles a los componentes transitorio y sostenido de la respuesta.
• Justificar por qué una lesión aferente unilateral produce un defecto relativo y no una anisocoria.
• Describir la tríada de cerca y su organización supranuclear.
• Interpretar la dinámica pupilar y reconocer sus determinantes no visuales.
• Fundamentar farmacológicamente las pruebas con colirios empleadas en la consulta.

Introducción

La pupila es el único elemento del sistema nervioso central que puede observarse directamente y en tiempo real con una linterna. Esa condición la convierte en el instrumento de mayor rendimiento por unidad de coste de toda la neurooftalmología: una exploración de treinta segundos localiza lesiones en la retina, el nervio óptico, el mesencéfalo, la cadena simpática cervical o la unión neuromuscular del iris.

El control autónomo del ojo, incluida la pupila, se ha revisado sistemáticamente,[1,2] y el circuito del reflejo fotomotor se estableció en el primate en trabajos clásicos[3,4] que la caracterización moderna de los núcleos implicados ha precisado.[5,6,7]

Este capítulo describe la fisiología. La anatomía de las vías autónomas se trató en el capítulo 10, la técnica de exploración se desarrolla en el capítulo 27, la pupilometría instrumental en el 62 y los trastornos pupilares en la sección XXVI.

16.1 El arco del reflejo fotomotor

El reflejo fotomotor tiene cuatro eslabones. Las fibras aferentes parten de la retina, viajan por el nervio óptico y abandonan la cintilla óptica antes del cuerpo geniculado para alcanzar el núcleo pretectal olivar del mesencéfalo. Desde allí, las fibras se proyectan bilateralmente a los núcleos de Edinger-Westphal a través de la comisura posterior. De cada Edinger-Westphal parten las fibras preganglionares que viajan por el III par hasta el ganglio ciliar, y de este, las posganglionares que inervan el esfínter del iris por los nervios ciliares cortos.

De esta arquitectura se derivan las tres propiedades que gobiernan la exploración.

El reflejo es consensual porque cada núcleo pretectal proyecta a ambos núcleos de Edinger-Westphal. La decusación relevante para la simetría no es la quiasmática sino la de la comisura posterior, hecho que conviene tener claro porque explica el siguiente punto.

Una lesión aferente unilateral no produce anisocoria. Al ser la señal aferente comparada e integrada bilateralmente, la reducción de aferencia por un ojo reduce por igual el tono parasimpático de ambas pupilas. Lo que se produce es un defecto relativo, detectable solo comparando alternativamente ambos ojos. Un paciente con anisocoria y sospecha de neuropatía óptica tiene dos problemas, no uno.

Una lesión eferente unilateral sí produce anisocoria, porque la vía eferente es única para cada ojo desde el Edinger-Westphal. Esa asimetría entre el comportamiento aferente y el eferente permite separar ambos niveles con una linterna, sin más instrumentación.

16.2 Quién aporta qué: conos, bastones y células fotosensibles

La respuesta pupilar a la luz no es unitaria. Tiene un componente transitorio —la contracción rápida que sigue al estímulo— y un componente sostenido —la contracción que persiste tras apagarlo—, y cada uno depende preferentemente de fotorreceptores distintos.

El componente transitorio depende sobre todo de conos y bastones, cuya contribución central y periférica al reflejo se ha estudiado con estimulación selectiva.[8] La contribución específica de los conos de onda corta a la actividad del núcleo pretectal olivar se ha demostrado experimentalmente.[9] El componente sostenido depende de las células ganglionares intrínsecamente fotosensibles, cuyas propiedades se describieron en el capítulo 8: respuesta lenta, preferencia por longitudes de onda en torno a 480 nanómetros y persistencia tras apagar el estímulo.[10,11]

Esta segregación funcional es la base de la pupilometría cromática, que emplea estímulos de distinta longitud de onda e intensidad para explorar por separado la contribución de cada sistema, y que se ha revisado como herramienta de evaluación de la vía melanopsínica en enfermedades neurodegenerativas.[12] La respuesta postiluminación es reproducible y relativamente insensible a los cambios de luminancia de fondo,[13] y está alterada en el glaucoma[14] y en la diabetes,[15] entre otras entidades.

La consecuencia clínica ya se anticipó en el capítulo 8 y conviene repetirla: la pupila puede reaccionar en un ojo con pérdida visual profunda si la población melanopsínica está preservada, y por eso el reflejo fotomotor no es una medida de agudeza visual sino de integridad de la vía aferente pupilar, que no es lo mismo.

16.3 La cuantificación del defecto pupilar aferente relativo

El defecto pupilar aferente relativo es la medida clínica más útil que se obtiene de la pupila, y su fundamento es el descrito en 16.1: mide asimetría de aferencia, no pérdida absoluta. De ello se siguen dos hechos que conviene tener presentes.

El primero es que una enfermedad bilateral y simétrica no produce defecto pupilar aferente relativo, por grave que sea. Un paciente con neuropatía óptica bilateral simétrica tendrá pupilas lentas pero sin asimetría detectable, y la ausencia del signo no descarta enfermedad.

El segundo es que su magnitud es cuantificable. La técnica de los filtros de densidad neutra permite graduarlo en unidades logarítmicas, y su correlación con la graduación clínica se ha estudiado.[16] Existen además métodos automatizados de pupilometría dinámica para medirlo.[17,18]

La relación entre la magnitud del defecto y el daño estructural está bien documentada. En el primate se cuantificó la pérdida axonal asociada a un defecto de magnitud dada,[19] y en el ser humano se ha correlacionado con la reducción del espesor de la capa de fibras nerviosas en el glaucoma asimétrico[20,21] y con las medidas funcionales y morfométricas en la neuropatía óptica isquémica anterior no arterítica.[22] Conviene saber, además, que existe un pequeño defecto pupilar aferente relativo en una proporción no despreciable de sujetos normales,[23] dato que obliga a interpretar con cautela los defectos de magnitud mínima.

La evaluación de la pupila en los trastornos del nervio óptico se ha revisado de forma monográfica,[24] y su técnica se desarrolla en el capítulo 27.

16.4 La tríada de cerca y su organización

La respuesta de cerca combina tres elementos: acomodación, convergencia y miosis. No se trata de tres reflejos independientes sino de una respuesta coordinada por un comando supranuclear común, hecho que explica su carácter sincinético y la dificultad de disociarlos voluntariamente.

La interacción entre la respuesta pupilar y el sistema de vergencia se ha estudiado experimentalmente,[25] y existen técnicas de medida simultánea de los tres componentes. La contribución simpática al músculo ciliar, de acción inhibidora y lenta, modula la dinámica de la acomodación.[26]

Su alteración produce dos cuadros de sentido opuesto. El espasmo del reflejo de cerca combina miosis, exceso de convergencia y pseudomiopía, y es una de las causas más frecuentes de diplopía funcional en el paciente joven; su etiología, diagnóstico y tratamiento se han revisado específicamente.[27] La parálisis de la tríada de cerca es rara y está descrita sobre todo en el niño.[28] La dinámica de la tríada se altera además en enfermedades neurodegenerativas, como se ha documentado en la enfermedad de Parkinson.[29]

16.5 La disociación luz-cerca

Cuando la respuesta a la luz está abolida o muy reducida y la respuesta de cerca se conserva, se habla de disociación luz-cerca. Su base fisiológica es que ambas respuestas comparten la vía eferente final —Edinger-Westphal, ganglio ciliar, esfínter— pero llegan a ella por vías distintas: la fotomotora desde el pretecho, dorsalmente; la de cerca desde la corteza, ventralmente.

De ahí que la disociación se produzca en tres escenarios:

• Lesión dorsal del mesencéfalo, que interrumpe la vía pretectal respetando la de cerca: es el síndrome dorsal del mesencéfalo (capítulo 155).
• Lesión del ganglio ciliar con reinervación aberrante, en la que las fibras acomodativas —mayoritarias— reinervan el esfínter: es la pupila tónica, y la respuesta de pilocarpina diluida la confirma por hipersensibilidad de denervación.[30]
• Pérdida grave de aferencia visual, en la que sencillamente no llega señal luminosa suficiente mientras la vía de cerca, que no la necesita, sigue operativa.

A ellos se añade la pupila de Argyll Robertson, cuadro clásico de la neurosífilis cuya revisión histórica y clínica sigue siendo la referencia.[31] La disociación se ha descrito también en el síndrome de Miller Fisher[32] y en la arteritis de células gigantes con afectación parasimpática.[33] El desarrollo clínico corresponde al capítulo 193.

16.6 La dinámica pupilar y sus determinantes no visuales

El tamaño pupilar no depende solo de la luz. Es el resultado de un equilibrio entre el tono parasimpático y el simpático, y ambos están modulados por el estado de alerta, el esfuerzo cognitivo y la actividad emocional. La pupilometría cognitiva explota precisamente esta modulación: la pupila se dilata con la carga cognitiva y con el esfuerzo atencional, fenómeno documentado en tareas de búsqueda visual[34] y en tareas duales.[35] Se ha propuesto incluso como marcador en enfermedad neurodegenerativa preclínica.[36]

Para el clínico, esta dependencia tiene tres consecuencias prácticas.

La primera es que la exploración pupilar exige controlar la fijación y la atención: un paciente que mira la linterna acomoda y produce miosis por respuesta de cerca, no por reflejo fotomotor, lo que puede enmascarar un defecto. Por eso se le pide que mire a lo lejos.

La segunda es que el tamaño pupilar basal varía con la edad, el estado de alerta y la ansiedad, y que la anisocoria fisiológica —presente en una proporción apreciable de la población— fluctúa. Una anisocoria que cambia de magnitud entre exploraciones sugiere fisiología, no lesión.

La tercera es que la dinámica pupilar se altera en cuadros sistémicos y no solo oculares: se ha documentado en el traumatismo craneoencefálico leve[37] y en la ambliopía,[38] entre otros. Su medida instrumental se desarrolla en el capítulo 62.

El hippus y la inestabilidad fisiológica

La pupila no mantiene un tamaño estable ni siquiera con iluminación constante: presenta oscilaciones rítmicas de pequeña amplitud conocidas como hippus, que reflejan la interacción continua entre ambos sistemas autónomos. Su análisis espectral se ha propuesto como biomarcador de función autonómica.[39] Para el clínico basta retener que el hippus es normal: su presencia no indica patología, y confundirlo con una respuesta pupilar inconstante es una fuente frecuente de exploraciones repetidas sin motivo.

La pupila como marcador pronóstico en el paciente crítico

La misma fisiología que sostiene la exploración en la consulta se emplea hoy de forma cuantitativa en las unidades de críticos. Los pupilómetros automáticos calculan índices compuestos a partir de la amplitud, la latencia y la velocidad de la respuesta, y esos índices se han evaluado como predictores de desenlace tras la parada cardíaca[40] y en la lesión cerebral aguda grave.[41] Se han empleado también para monitorizar la hipertensión intracraneal en el traumatismo craneoencefálico grave,[42] y su papel pronóstico en ese contexto se ha revisado de forma sistemática.[43]

El interés para el neurooftalmólogo es doble: por un lado, es la aplicación de mayor recorrido clínico de la pupilometría cuantitativa hoy; por otro, obliga a conocer los factores que confunden la medida —sedantes, opioides, relajantes, temperatura— cuando se le pide una interconsulta a pie de cama. Se desarrolla en los capítulos 62, 194 y 238.

16.7 Farmacología del esfínter y del dilatador

Los dos músculos del iris tienen inervación y farmacología distintas, y esa diferencia es la que permite las pruebas con colirios descritas en el capítulo 10.

El esfínter es de inervación parasimpática y responde a agonistas colinérgicos —pilocarpina— y se bloquea con antimuscarínicos —atropina, ciclopentolato, tropicamida—. Su denervación produce hipersensibilidad, base de la prueba de pilocarpina diluida.[30] Conviene recordar que la posición del ganglio ciliar en la órbita presenta variantes anatómicas,[44] lo que puede explicar algunas presentaciones atípicas.

El dilatador es de inervación simpática y responde a agonistas alfa —fenilefrina, apraclonidina— y se bloquea con antagonistas alfa. Su denervación también produce hipersensibilidad, base de la prueba de apraclonidina en el síndrome de Horner.

Dos advertencias prácticas. La primera es que el esfínter es más potente que el dilatador: por eso una pupila con parálisis del esfínter permanece grande incluso con simpático intacto, y por eso la midriasis farmacológica es difícil de revertir. La segunda es que la respuesta a los colirios depende de la pigmentación del iris y de la integridad del epitelio corneal, de modo que una respuesta ausente en un ojo con córnea alterada no es interpretable.

Lo que la pupila no puede decir

Cerrar el capítulo enumerando los límites evita errores frecuentes. La pupila no informa de la agudeza visual: un ojo con agudeza de 0,05 por maculopatía puede tener reflejo normal, y uno con agudeza de 0,8 por neuropatía óptica puede tener un defecto aferente marcado. No informa del campo visual más que de forma muy gruesa. No distingue la causa de la lesión aferente, solo su existencia y su asimetría. Y no es interpretable cuando hay patología iridiana previa, sinequias, cirugía intraocular con lesión del esfínter, midriasis farmacológica o un ojo con córnea alterada.

La consecuencia práctica es que la exploración pupilar es una prueba de localización, no de función, y que su resultado debe integrarse siempre con la agudeza, el campo y el aspecto del disco. Cuando los cuatro datos concuerdan, el diagnóstico topográfico es sólido; cuando uno discrepa, la regla del capítulo 7 sigue vigente: el error suele estar en el dato aislado.

Aplicación clínica

Al explorar la pupila. Luz tenue ambiental, fijación en un objeto lejano y estímulo lateral, no frontal. Un paciente que mira la linterna produce miosis de cerca y puede enmascarar un defecto aferente.

Ante una pérdida visual unilateral sin defecto pupilar aferente relativo. Obliga a reconsiderar: o la pérdida es bilateral y simétrica, o el problema no está en la vía aferente —maculopatía leve, opacidad de medios, causa funcional—.

Ante una anisocoria en un paciente con neuropatía óptica. Son dos problemas distintos. La neuropatía produce defecto relativo, nunca anisocoria; esta obliga a buscar una causa eferente o iridiana independiente.

Ante una disociación luz-cerca. Se explora el resto de la semiología mesencefálica —parálisis de la mirada vertical, nistagmo de convergencia-retracción, retracción palpebral— antes de atribuirla a pupila tónica. La distinción cambia por completo el estudio.

Ante una anisocoria que varía entre visitas. Sugiere fisiología más que lesión. Conviene documentarla con fotografías en luz y en oscuridad antes de iniciar un estudio.

Controversias y lagunas de evidencia

El umbral de significación del defecto pupilar aferente relativo no está establecido. Existe un defecto de pequeña magnitud en sujetos normales,[23] y no hay acuerdo sobre a partir de qué valor en unidades logarítmicas debe considerarse patológico ni sobre cómo integrar la medida automatizada con la clínica.[17]

La pupilometría cromática carece de estandarización. Los protocolos de estimulación y análisis varían entre laboratorios,[12,13] lo que limita la comparación entre estudios y su aplicación al paciente individual pese a la abundancia de trabajos publicados.

La interpretación de la dinámica pupilar cognitiva en clínica es prematura. Las alteraciones descritas en enfermedad neurodegenerativa y en traumatismo craneal leve[35,36,37] son hallazgos de grupo con solapamiento amplio, y no existe ningún umbral validado para el diagnóstico individual.

Puntos clave

• Las fibras aferentes del reflejo fotomotor abandonan la vía visual antes del cuerpo geniculado: por eso una lesión retrogeniculada bilateral cursa con reflejo conservado pese a la ceguera.
• La decusación que hace consensual el reflejo es la de la comisura posterior, no la quiasmática.
• Una lesión aferente unilateral produce un defecto relativo y nunca anisocoria; una lesión eferente sí produce anisocoria, y esa asimetría permite separar ambos niveles con una linterna.
• Una enfermedad bilateral y simétrica no produce defecto pupilar aferente relativo por grave que sea: la ausencia del signo no descarta enfermedad.
• El componente transitorio de la respuesta depende de conos y bastones; el sostenido, de las células ganglionares que expresan melanopsina.
• Existe un defecto pupilar aferente relativo de pequeña magnitud en una proporción apreciable de sujetos normales, lo que obliga a cautela con los defectos mínimos.
• La respuesta de cerca alcanza el Edinger-Westphal por vía ventral y la fotomotora por vía dorsal: de ahí la disociación luz-cerca en las lesiones dorsales del mesencéfalo.
• Un paciente que mira la linterna produce miosis por respuesta de cerca y puede enmascarar un defecto aferente: la fijación debe ser lejana.
• Una anisocoria que varía de magnitud entre exploraciones sugiere fisiología más que lesión.
• El hippus —la oscilación rítmica del tamaño pupilar con iluminación constante— es normal, y confundirlo con una respuesta inconstante lleva a repetir exploraciones sin motivo.
• La pupilometría cuantitativa se emplea hoy como marcador pronóstico en el paciente crítico, y su interpretación exige conocer los fármacos y las condiciones que confunden la medida.
• El esfínter es más potente que el dilatador: por eso una pupila con parálisis del esfínter permanece grande aunque el simpático esté intacto.

Conclusiones

La pupila condensa, en una respuesta de un segundo, información sobre la retina, el nervio óptico, el mesencéfalo, el III par, el ganglio ciliar, la cadena simpática y el propio iris. Ninguna otra maniobra de la exploración oftalmológica cubre tanto territorio con tan poco instrumental, y esa es la razón por la que este capítulo ocupa un lugar central en la obra pese a tratar de fisiología.

Su rendimiento depende, sin embargo, de entender qué mide cada componente. El defecto pupilar aferente relativo mide asimetría y no pérdida; el reflejo fotomotor mide integridad de la vía pupilar y no agudeza; la respuesta sostenida informa de una población celular distinta de la que sostiene la respuesta rápida. Confundir cualquiera de estas cosas convierte una prueba excelente en una fuente de errores, y esa es la razón de ser de un capítulo dedicado a la fisiología de algo tan aparentemente sencillo como una pupila que se contrae.

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