角膜の発生と解剖と機能 

角膜の発生と解剖、機能について。

目次

角膜の発生

  • 角膜上皮は表層外胚葉由来
  • 角膜実質、内皮は神経堤由来
  • 胎生5週、水晶体胞が分離し角膜上皮へ分化する
  • 水晶体と角膜上皮の間にコラーゲンが形成される(一次実質)
  • 胎生19週頃、一次実質はBowman層となる

角膜の解剖

  • 横径11-12mm
  • 厚みは中央で約520µm
  • 全角膜屈折率は約+42D(前面+48D、後面-6D)(眼球全体+60Dの約2/3を占める)
  • 曲率半径は前面約7.7mm、後面約6.6mm(前面の方がなだらか)
  • 屈折率は約1.33
  • 外側から順番に、上皮、Bowman層、実質、Descemet膜、内皮の5層から成る

角膜上皮

  • 中央で5-6層、周辺部で8-10層から成る、非角化の重層扁平上皮
  • 厚みは中央で約50µm(角膜全体の1/10)
  • 表層から表層細胞、翼細胞、基底細胞と呼ばれ、基底細胞とBowman層の間に基底膜がある
  • 表層細胞には多数の微絨毛があり、その上を糖衣が覆い涙液保持に関与する
  • 表層細胞間は密着結合(tight junction)が存在しバリア機能を持つ
  • 他の細胞間はデスモゾームで接着
  • 基底細胞は基底膜とヘミデスモゾームで接着
  • 基底膜は上皮細胞が産生する厚み約50nmの膜でⅣ型コラーゲンと糖蛋白から成る
  • ターンオーバーは約1週間
  • 角膜輪部の上皮は十数層から成り、幹細胞が存在する
  • palisades of Vogt: POVが健常な上下の角膜輪部上皮に見られる

Bowman層

  • 微細なコラーゲン線維からなる無細胞性の層
  • 厚み約10µm
  • 胎生期の一次実質から成る
  • 障害されると再生せず、欠損したままとなる

角膜実質

  • 角膜実質細胞、Ⅰ型(80%)コラーゲン(Ⅲ、Ⅴ、Ⅵ少量)、プロテオグリカンなどから成る
  • 角膜厚の90%を占める(約450µm)
  • プロテオグリカン=蛋白質+多数のグリコサミノグリカン鎖が結合したもの
  • 角膜実質のグリコサミノグリカン=ケラタン硫酸(65%)、コンドロイチン硫酸(30%)
  • 角膜実質細胞はこれらの合成、障害時に分解などを行う
  • マクロファージなどの単球系細胞が存在する

Descemet膜

  • 内皮細胞が分泌する基底膜
  • 厚みは約10µm
  • 人体で最も薄い基底膜の一つ(水晶体嚢も薄い)
  • Ⅳ・Ⅷ型コラーゲン、ラミニンから成る
  • PAS染色陽性
  • 障害されると周囲の内皮細胞から分泌され再生する
  • 加齢とともに肥厚する

角膜内皮

  • 単層扁平な六角形である角膜内皮細胞の層
  • 厚みは4-6µm
  • 分裂能は乏しく障害されると周囲細胞が拡大して置換される
  • 細胞間は密着結合(tight junction)で結合している
  • 加齢とともに細胞数は減少する
  • 角膜実質↔前房間の水分、栄養、電解質のやり取りを行う(バリア機能とポンプ機能)
  • 障害されると角膜実質浮腫、上皮細胞間浮腫を起こす
  • 500個/mm2以下で水疱性角膜症のリスク大
  • 内皮細胞の栄養は房水から得られるため、毛様体機能低下では内皮が障害されやすい

角膜の神経

  • 知覚神経は三叉神経第1枝(眼神経)
  • Bowman層直下に上皮下神経叢、Bowman層を上皮側に貫通し基底細胞神経叢を形成する
  • 無髄神経線維で角膜の透明性に関与する
  • 角膜上皮創傷治癒に関与する
  • 障害されると神経麻痺性角膜症をきたす

角膜の機能

  • 外界とのバリア(前方の眼球壁を構成)
  • 透明性の維持(光の透過)
  • 光の屈折(集光:約42D)

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