眼表(ocular surface)的解剖學含義指起始於上下眼瞼緣灰線之間的眼球表面全部粘膜上皮,包括角膜上皮和結膜上皮。這一概念強調了角膜上皮與結膜上皮在維繫眼表健康時相互依賴的關係,但是清晰視覺功能的獲得和維持不僅要有健康的眼表上皮,還要求眼球表面必須覆蓋一層穩定的淚膜。
正常及穩定的淚膜是維持眼表上皮正常結構及功能的基礎,而眼表上皮細胞(包括杯狀細胞及非杯狀細胞)分泌的粘蛋白成分又參與淚膜的構成。因此眼表上皮和淚膜之間互相依賴,互相影響,任何一方的異常不僅影響另一方,同時也導致眼表功能的異常,進而影響視功能及引起眼的不適感覺。因此具有臨床意義的眼表包括結膜、角膜、眼瞼、淚器及淚道,泛指參與維持眼球表面健康的防護體系中的所有外眼附屬器。
一、眼瞼在維持眼表健康中的作用
眼瞼的主動性和非隨意性閉瞼動作對眼球的保護非常重要,當外界刺激出現時,眼瞼會發生保護性閉瞼反射,這種反射以視神經或聽神經為傳入弧,面神經為傳出弧,保護性閉瞼動作可使角、結膜等眼表組織避免與外界損傷因素的接觸。更為重要的是眼瞼的非隨意瞬目動作是形成穩定淚膜的重要條件之一,正常人一般每5s~10s發生一次,其作用在於將淚膜均勻地塗布於眼表,並且對眼表淚液的流量及蒸發速度進行相應調節,維持眼表淚膜的穩定性。非隨意瞬目反射由三叉神經的眼支作為傳入弧,面神經為傳出弧來完成。
眼瞼的保護性反射一旦受損,會使眼表易於遭受到外界有害因素的侵襲,引起眼表及角膜損害。如嚴重的化學傷、熱燒傷以及機械性外傷造成眼瞼缺損時,不僅給患者美容上帶來痛苦,還常由於眼球的暴露和瞬目功能的損害,導致淚液過度蒸發以及淚液流體動力分佈障礙,加重了乾眼嚴重程度和眼表上皮的損害,引起暴露性角膜潰瘍,甚至角膜穿孔失明,因此進行其他眼表重建手術和角膜移植手術前必須先行眼瞼重建。
二、淚液和淚膜
(一)、淚液一般性狀
正常眼表面覆蓋著一層淚膜,因為淚膜-空氣介面是光線進入眼內的第一個折射表面,保持一個穩定健康的淚膜是獲得清晰視覺的重要前提。淚膜從外至內可分為脂質層、水樣液層和粘蛋白層(圖6-1)。目前對於淚膜的精確結構尚存在爭論,傳統意義上認為,位於最表面的脂質層厚約0.1μm(瞼裂開放時),中間水樣層為7μm厚,最內側則是20~50nm厚的粘蛋白層。現在認為淚膜厚約40μm,水樣層與粘蛋白層之間沒有明確的界限,而淚膜的大部分則由此種粘蛋白凝膠構成。
正常情況下,淚液的生成速率為1.2μl/min,折射指數為1.336。結膜囊內淚液體積為7μl±2μl,角膜表面的體積為7.0μl。其中清蛋白佔蛋白總量60%,球蛋白和溶菌酶各佔20%。淚液中還含有IgA、IgG、IgE等免疫球蛋白,IgA含量最多,由淚腺中漿細胞分泌。溶菌酶和r-球蛋白以及其它抗菌成份共同組成眼表的第一道防禦屏障。淚液中K+、Na+和Cl-濃度高於血漿。淚液中還有少量葡萄糖(5mg/dl)、尿素(0.04mg/dl),其濃度隨血液中葡萄糖和尿素水平變化發生相應改變。淚液PH值範圍5.20~8.35,平均7.35,正常情況下淚液為等滲性,滲透壓295~309mOsm/L。
(二)、淚液的分泌
脂質層由瞼板腺分泌,瞼板腺具有豐富的神經支配,主要是膽鹼能神經纖維,此外瞼板腺上既有雌激素受體又有雄激素受體,這些受體的存在提示性激素在瞼板腺分泌方面具有調節功能。眼瞼瞬目可促使瞼板腺釋放脂質。據估計,瞬目時大約50~70g的重力施於眼球上,眼球平均後退1.5mm,脂質被擠至角膜表面參與淚膜的形成。脂質層可減少淚液蒸發,保證閉瞼時的水密狀態。瞼板腺功能障礙會引起淚膜不穩定。
淚膜中間層為水液層,由主、副淚腺分泌,富含鹽類和蛋白質。角膜、結膜和鼻粘膜上分佈有第V對腦神經的刺激性受體,傳出通路較為迂迴,副交感神經在淺表的巖神經處與第VII對腦神經分開,行至蝶顎神經節,在那裡淚腺分泌神經纖維與顴顳神經共行,在進入淚腺之前加入從三叉神經的眼支分出的淚腺神經(司感覺),交感神經傳出通路也包含於其中。結膜和粘膜上的受體受外界刺激後會引起淚腺的反射性分泌。
粘蛋白層位於淚膜的最內側,含多種糖蛋白,以前認為是由結膜的杯狀細胞分泌產生。現在研究顯示角膜上皮和結膜上皮都可表達粘蛋 白1(Mucin1)跨膜蛋白,結膜杯狀細胞表達MUC5AC蛋白,結膜非杯狀上皮表達MUC4蛋白,MUC7由淚腺分泌,MUC2和MUC5B可能由結膜杯狀細胞分泌,MUC16則可能由結膜上皮和角膜復層上皮細胞分泌。粘蛋白基底部分嵌入角、結膜上皮細胞的微絨毛之間,降低表面張力,使疏水的上皮細胞變為親水,水液層能均勻塗布於眼表,維持溼潤環境。粘蛋白也參與角結膜上皮的防禦功能,抵抗病原微生物的粘附,此外淚道狹窄患者的淚道上皮粘蛋白表達減少,提示其可能還有促進淚液排出的作用。如果粘蛋白生成不足,如化學和炎症破壞眼表細胞,即使有足夠的水樣淚液產生,也可以發生角膜表面溼潤不足和繼發的上皮損傷。
(三)、淚膜功能
其主要功能為:① 填補上皮間的不規則介面,保證角膜的光滑;② 溼潤及保護角膜和結膜上皮;③ 通過機械沖刷及內含的抗菌成份抑制微生物生長;④ 為角膜提供氧氣和所需的營養物質。
三、角膜上皮及其幹細胞
眼表上皮來源於各自的幹細胞,角膜上皮來源於位於角膜緣的幹細胞,由於幹細胞不斷的增殖、分化和遷移,因此角膜上皮是高度分化、可以迅速進行自我更新的組織。1983年Thoft提出了維持角膜上皮動態平衡的“XYZ理論”,認為角膜上皮的丟失(Z)由基底細胞的分裂(X)和周邊上皮向中央移行(Y)共同補充,而周邊上皮的基底部可能含有角膜緣幹細胞。
角膜緣幹細胞屬於單能幹細胞,存在於角膜緣基底細胞層中,人類角膜緣的Vogt柵欄結構即角膜緣幹細胞所在區,角膜緣附近豐富的血管網滋養代謝旺盛的幹細胞(圖6-2)。但在病理環境下,這些血管也運送炎症細胞來對抗感染(例如周邊角膜潰瘍),炎症細胞能釋放金屬蛋白酶導致角膜基質溶解。如果角膜緣幹細胞缺乏,上皮創傷將不能癒合,出現持續性的上皮缺損或結膜上皮和新生血管向角膜內生長。角膜緣幹細胞是分開角膜和結膜的獨特結構,是角膜上皮增殖和移行的動力來源,對於維持角膜上皮的完整性有重要作用。
四、結膜上皮
結膜上皮可能來源於結膜穹隆部或瞼緣的面板粘膜結合處,也有研究認為結膜的幹細胞均勻地分佈於眼表。以前認為結膜的杯狀及非杯狀上皮是由不同的結膜幹細胞分化而來,最近研究顯示結膜非杯狀上皮的前體細胞可誘導產生PAS陽性和AM-1陽性細胞,而這些陽性標誌僅在杯狀細胞中表達,這提示結膜的杯狀及非杯狀上皮細胞可能來源於同一種幹細胞。在瞼緣附近,結膜上皮移行為眼瞼面板角化的復層鱗狀上皮,而在角膜緣附近結膜上皮移行為角膜上皮。光滑的結膜可以使眼瞼滑過角膜,提供保護,塗布淚膜,帶走外源性物質。靈活的結膜皺褶和寬鬆的結膜囊對眼球運動和維持正常的瞼球關係意義重大。在結膜瘢痕情況下(如眼類天皰瘡)正常的穹隆結構被破壞,導致瘢痕性瞼內翻、倒睫,引起繼發性角膜損傷和瘢痕。外傷導致角膜及角膜緣完全破壞後,周圍的結膜上皮前向移動,覆蓋角膜表面。一些細胞會發生形態上的改變,它們不具備角膜緣幹細胞的多能性,所以不能分化成角膜表型,也不具備成熟角膜上皮的生化學標記,因此造成角膜失去透明性,臨床上稱為角膜表型結膜化。
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