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角膜的组织结构和生理

角膜的组织结构和生理

  • 分类:角膜病
  • 作者:
  • 来源:
  • 发布时间:2013-08-17

角膜的组织结构和生理

【概要描述】  角膜(cornea)和巩膜一起构成眼球最外层的纤维膜,同时角膜也是重要的屈光间质,是外界光线进入眼内在视网膜上成像的必经通路。从前到后角膜可分为上皮层、前弹力层、基质层、后弹力层和内皮层等五层结构,上皮层表面还覆盖有一层泪膜。  上皮层厚度为0.05mm,占整个角膜厚度的5%,由4~6层非角化鳞状上皮细胞组成。角膜缘部上皮基底层含有角膜缘干细胞,可逐渐分化为瞬间扩充细胞及终末分化上皮细胞,是角

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  角膜(cornea)和巩膜一起构成眼球最外层的纤维膜,同时角膜也是重要的屈光间质,是外界光线进入眼内在视网膜上成像的必经通路。从前到后角膜可分为上皮层、前弹力层、基质层、后弹力层和内皮层等五层结构,上皮层表面还覆盖有一层泪膜。

  上皮层厚度为0.05mm,占整个角膜厚度的5%,由4~6层非角化鳞状上皮细胞组成。角膜缘部上皮基底层含有角膜缘干细胞,可逐渐分化为瞬间扩充细胞及终末分化上皮细胞,是角膜上皮增殖和修复的来源,角膜上皮细胞的生命周期大约为7~14天。浅表上皮细胞之间的紧密连接可阻止泪液中的水分进入基质层,角膜上皮大范围缺损时,角膜的厚度比正常增加200%。基底上皮细胞的持续分泌,在其下形成了由Ⅳ型胶原纤维,层粘连蛋白和其他蛋白组成的50nm厚的基底膜。

  角膜基质层约占角膜厚度的9/10,由200~250层平行排列的纤维小板构成,前部基质层的纤维小板有广泛的层间交织,而后部基质层的纤维小板宽且厚,从角膜缘的一端延展到对侧,这些纤维小板主要为Ⅰ型胶原也有Ⅲ、Ⅴ型胶原,胶原直径一致,排列规则,胶原纤维束间有稀疏的角膜基质细胞,在正常眼压的情况下纤维束仅可在原长度基础上延展0.25%。

  后弹力层是角膜内皮细胞的基底膜,由内皮细胞分泌形成,主要为IV型胶原,其厚度出生时约为3μm,成年后可增加至10~12μm。内皮层由六角形细胞构成,这些细胞以镶嵌的形式相互交错紧密的排列在一起。角膜内皮细胞层的机械屏障,以及特有的离子泵功能是维持角膜相对脱水状态的关键。人类角膜内皮细胞出生后在体内不能再生,靠邻近内皮细胞的扩大及移行来填补衰老与受损死亡的细胞留下的位置。损伤超过一定限度时,则导致角膜内皮细胞密度小于临界功能密度(500~800个/mm2),从而引起角膜内皮失代偿,导致角膜持续水肿失去透明性。

  完整的角膜上皮细胞和泪膜、基质层胶原纤维束的规则排列、角膜无血管以及“脱水状态”共同维持角膜透明性。紧密排列的上皮细胞和表面覆盖的泪膜形成了光滑的光学界面,使其屈光指数近乎一致,光散射降低。基质中胶原纤维规则的网格状排列起到了衍射光栅的作用,通过破坏干涉来减少光散射。角膜的透明也依赖于角膜实质层保持的半脱水状态,主要由上皮和内皮的机械性屏障以及内皮的温度依赖性Na+-K泵来控制,内皮细胞以耗能的运输方式将基质水分从内皮细胞顶部胞质中泵入房水。因此内皮细胞可维持基质层约78%的含水量。如果内皮细胞的离子泵功能减退或内皮间紧密连接破坏,水分进入基质的速度超过水分泵出的速度,则水分在基质层弥散,破坏胶原纤维的正常排列结构,从而引起散光和角膜混浊。此外,泪液蒸发的动力和渗透梯度促使角膜浅基质水分排出,对保持角膜的脱水状态也起一定作用。

  角膜代谢所需的营养物质主要来源于房水中的葡萄糖和通过泪膜弥散的氧,此外,周边角膜还接受来自角膜缘血管循环供应的氧。角膜是机体神经末梢分布密度最高的器官之一,感觉神经纤维从睫状长神经发出分支,穿过前弹力层在上皮下形成上皮下神经丛,释放的神经递质包括乙酰胆碱,儿茶酚胺,P物质和降钙素基因相关肽等,因而角膜敏感度是结膜的100倍。任何深、浅角膜病变(角膜异物、角膜擦伤、角膜炎症)都导致疼痛和畏光,眼睑运动(特别是上睑)可使疼痛加剧。所以角膜的炎症大多伴有畏光,流泪、眼睑痉挛等症状。但单疱病毒性角膜炎除外,因为该病使角膜知觉减退。

  较颞侧更明显。中央角膜的平均曲率半径是7.8mm(6.7~9.4mm),角膜总屈光力约为43.25D,占正常人眼总屈光力(58.60D)的74%,因此,通过角膜屈光手术改变角膜的屈光力可矫正眼的屈光状态。

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