Эндотелий роговицы представляет собой один слой эндотелиальных клеток на внутренней поверхности роговицы . Он обращен к камере, образованной между роговицей и радужкой.
Эндотелий роговицы представляет собой специализированные уплощенные, богатые митохондриями клетки , выстилающие заднюю поверхность роговицы и обращенные к передней камере глаза . Эндотелий роговицы регулирует транспорт жидкости и растворенных веществ через заднюю поверхность роговицы и поддерживает роговицу в слегка обезвоженном состоянии, которое необходимо для оптической прозрачности.
Эндотелий роговицы эмбриологически происходит из нервного гребня . Постнатальная общая эндотелиальная клеточность роговицы (приблизительно 300 000 клеток на роговицу) достигается уже во втором триместре беременности. После этого плотность эндотелиальных клеток (но не абсолютное количество клеток) быстро снижается по мере увеличения площади поверхности роговицы плода [1] , достигая конечной плотности взрослых клеток примерно 2400–3200 клеток/мм². Количество эндотелиальных клеток в полностью развитой роговице уменьшается с возрастом вплоть до раннего взрослого возраста, стабилизируясь примерно к 50 годам. [2]
Нормальный эндотелий роговицы представляет собой один слой клеток одинакового размера преимущественно шестиугольной формы. Эта схема сотовой мозаики обеспечивает наибольшую эффективность с точки зрения общего периметра упаковки задней поверхности роговицы клетками заданной площади. Эндотелий роговицы прикрепляется к остальной части роговицы через десцеметову мембрану , которая представляет собой бесклеточный слой, состоящий в основном из коллагена IV. [ нужна цитата ]
Основная физиологическая функция эндотелия роговицы заключается в обеспечении утечки растворенных веществ и питательных веществ из водянистой влаги в более поверхностные слои роговицы, в то же время перекачивая воду в противоположном направлении, из стромы в водянистую жидкость. Эта двойная функция эндотелия роговицы описывается «гипотезой утечки насоса». Поскольку роговица лишена сосудов, что делает ее оптимально прозрачной, питание эпителия роговицы, стромальных кератоцитов и эндотелия роговицы должно происходить за счет диффузии глюкозы и других растворенных веществ из водянистой влаги через эндотелий роговицы. Затем эндотелий роговицы переносит воду от поверхности, обращенной к строме, к поверхности, обращенной к водной поверхности, посредством взаимосвязанного ряда активных и пассивных ионообменников. Решающее значение для этого энергетически обусловленного процесса имеет роль Na + /K + АТФазы и карбоангидразы . Ионы бикарбоната, образующиеся под действием карбоангидразы, перемещаются через клеточную мембрану, позволяя воде пассивно следовать за ней. [ нужна цитата ]
Эндотелиальные клетки роговицы являются постмитотическими и редко делятся, если вообще делятся, в постнатальной роговице человека. Ранение эндотелия роговицы, например, в результате травмы или других повреждений, способствует заживлению эндотелиального монослоя путем скольжения и увеличения соседних эндотелиальных клеток, а не митоза. Потеря эндотелиальных клеток, если она достаточно серьезная, может привести к падению плотности эндотелиальных клеток ниже порогового уровня, необходимого для поддержания детургесценции роговицы. Этот порог плотности эндотелиальных клеток значительно варьируется у разных людей, но обычно находится в диапазоне 500–1000 клеток/мм². Обычно потеря плотности эндотелиальных клеток сопровождается увеличением изменчивости размеров клеток (полимегатизм) и изменчивости формы клеток (полиморфизм). Отек роговицы также может возникать в результате нарушения функции эндотелия из-за внутриглазного воспаления или других причин. Избыточная гидратация стромы роговицы нарушает обычно равномерное периодическое расстояние между фибриллами коллагена I типа , создавая рассеяние света. Кроме того, чрезмерная гидратация роговицы может привести к отеку эпителиального слоя роговицы, что создает неровности на оптически критической границе раздела слезная пленка-воздух. Как стромальное рассеяние света, так и неровности поверхностного эпителия способствуют ухудшению оптических характеристик роговицы и могут снизить остроту зрения. [ нужна цитата ]
Ведущие причины эндотелиальной недостаточности включают непреднамеренную травму эндотелия в результате внутриглазной хирургии (например, операции по удалению катаракты ) и дистрофию Фукса . Хирургические причины эндотелиальной недостаточности включают как острую интраоперационную травму, так и хроническую послеоперационную травму, например, из-за неправильного расположения интраокулярной линзы или оставшегося фрагмента ядра в передней камере. Другие факторы риска включают узкоугольную глаукому , старение и ирит .
Редкое заболевание под названием Х-сцепленная эндотелиальная дистрофия роговицы было описано в 2006 году.
Не существует медицинского лечения, которое могло бы способствовать заживлению ран или регенерации эндотелия роговицы. На ранних стадиях отека роговицы преобладают симптомы нечеткости зрения и эпизодической боли в глазах, обусловленные отеком и образованием пузырей (булл) эпителия роговицы. Частичное паллиативное облегчение этих симптомов иногда можно получить путем инстилляции гипертонических солевых капель местного действия, использования мягких контактных линз с повязкой и/или применения микропунктуры передней стромы. В случаях, когда развивается необратимая недостаточность эндотелия роговицы, возникает тяжелый отек роговицы, и единственным эффективным средством лечения является замена пораженного эндотелия роговицы хирургическим путем - трансплантация роговицы .
Исторически сложилось так, что сквозная кератопластика или полнослойная трансплантация роговицы была методом выбора при необратимой недостаточности эндотелия. Совсем недавно были разработаны новые методы трансплантации роговицы, позволяющие более избирательно заменять пораженный эндотелий роговицы. Этот подход, называемый эндокератопластикой, наиболее подходит для болезненных процессов, которые затрагивают исключительно или преимущественно эндотелий роговицы. Сквозная кератопластика предпочтительна, когда болезненный процесс включает необратимое повреждение не только эндотелия роговицы, но и других слоев роговицы. По сравнению с полнослойной кератопластикой методы эндокератопластики связаны с более коротким периодом восстановления, улучшенными визуальными результатами и большей устойчивостью к разрыву раны. Хотя инструменты и хирургические методы эндокератопластики все еще находятся в стадии развития, в настоящее время одной из наиболее часто выполняемых форм эндокератопластики является десцеметовская (автоматическая) эндотелиальная кератопластика (DSEK [или DSAEK]). При этой форме эндокератопластики эндотелий больного хозяина и связанная с ним десцеметова мембрана удаляются из центральной роговицы, а на их место прививается специально собранный слой здоровой донорской ткани. Этот слой состоит из задней стромы, десцеметовой мембраны и эндотелия, который был выделен из трупной донорской ткани роговицы, обычно с использованием механизированного (или «автоматизированного») инструмента.
Исследовательские методы хирургической замены эндотелия роговицы включают мембранную эндотелиальную кератопластику Десцемета (DMEK), при которой донорская ткань состоит только из мембраны Десцемета и эндотелия, и заместительную терапию эндотелиальных клеток роговицы, при которой трансплантируются культивированные in vitro эндотелиальные клетки. [3] [4] Эти методы, хотя все еще находятся на ранней стадии разработки, направлены на повышение селективности трансплантационного подхода за счет устранения присутствия задней стромальной ткани из трансплантированной ткани.