Глава 52
Chapter 52
Митчелл П. Уэйкерт, MD MS
Mitchell P Weikert, MD MS
Отделение офтальмологии, хирург-лазеролог, Медицинский колледж Бейлора, Хьюстон, Техас, США
Department of Ophthalmology Laser Eye Surgeon Baylor College of Medicine Houston TX, USA
Глава 170
Chapter 170
Роберт В. Вайзенталь, MD FACS
Robert W Weisenthal, MD FACS
Клинический профессор офтальмологии, Медицинский центр Upstate, Государственный университет Нью-Йорка в Сиракьюсе, ДеВитт, Нью-Йорк, США
Clinical Professor of Ophthalmology Upstate Medical Center State University of New York at Syracuse DeWitt NY, USA
Глава 73
Chapter 73
Джейн С. Вайс, MD
Jayne S Weiss, MD
Профессор офтальмологии и патологии, Институт глаза Кресдж, Детройт, Мичиган, США
Professor of Ophthalmology and Pathology Kresge Eye Institute Detroit MI, USA
Глава 70
Chapter 70
Понгмас Вичиенсин, MD
Pongmas Wichiensin, MD
Лечащий хирург, отделение офтальмологии, больница Раджавити, Бангкок, Таиланд
Attending Surgeon Department of Ophthalmology Rajavithi Hospital Bangkok, Thailand
Глава 77
Chapter 77
Кирк Р. Вильгельмус, MD PhD
Kirk R Wilhelmus, MD PhD
Профессор офтальмологии, отделение офтальмологии, Институт глаза Каллена, Медицинский колледж Бейлора, Хьюстон, Техас, США
Professor of Ophthalmology Department of Ophthalmology Cullen Eye Institute Baylor College of Medicine Houston TX, USA
Глава 85
Chapter 85
Стивен Е. Уилсон, MD
Steven E Wilson, MD
Профессор офтальмологии, штатный хирург по роговице и рефракционной хирургии, директор исследований роговицы, Институт глаза Коула, Клиника Кливленда, Кливленд, Огайо, США
Professor of Ophthalmology Staff Cornea and Refractive Surgeon Director of Corneal Research The Cole Eye Institute The Cleveland Clinic Cleveland OH, USA
Глава 164
Chapter 164
Мария А. Вудворд, MD
Maria A Woodward, MD
Специалист по роговице (fellow), Центр глаза Эмори, Атланта, Джорджия, США
Corneal Fellow Emory Eye Center Atlanta GA, USA
Глава 168
Chapter 168
Ричард В. Йи, MD
Richard W Yee, MD
Клинический профессор отделения офтальмологии и визуальных наук Техасского университета, директор по заболеваниям роговицы, внешним заболеваниям и рефракционной хирургии в Центре глаза Херманна, больница Мемориал Херманн, Хьюстон, Техас, США
Clinical Professor Department of Ophthalmology and Visual Science University of Texas Science Center, Director of Corneal and External Diseases and Refractive Surgery Hermann Eye Center Memorial Hermann Hospital Houston TX, USA
Глава 14
Chapter 14
Соня Ю, MD
Sonya Yoo, MD
Доцент клинической офтальмологии, Институт глаза Баскома Палмера, Медицинская школа Миллера Университета Майами, Майами, Флорида, США
Associate Professor of Clinical Ophthalmology Bascom Palmer Eye Institute University of Miami Miller School of Medicine Miami FL, USA
Глава 137
Chapter 137
Том 1 — Основы и медицинские аспекты заболеваний роговицы и внешних отделов глаза
Volume 1 - Fundamentals and Medical Aspects of Cornea and External Disease
Часть I — Базовые науки: анатомия, физиология и патофизиологические реакции роговицы, склеры и придаточного аппарата глаза
Part I - Basic Science: Cornea, Sclera, Ocular Adnexa Anatomy, Physiology and Pathophysiologic Responses
Глава 1 — Роговица и склера: анатомия и физиология
Chapter 1 - Cornea and Sclera: Anatomy and Physiology
Основы и медицинские аспекты заболеваний роговицы и внешних отделов глаза/Введение
Fundamentals and Medical Aspects of Cornea and External Disease/Introduction
Том 1
Volume 1
Основы и медицинские аспекты заболеваний роговицы и внешних отделов глаза
Fundamentals and Medical Aspects of Cornea and External Disease
Часть I — Базовые науки: анатомия, физиология и патофизиологические реакции роговицы, склеры и придаточного аппарата глаза
Part I – Basic Science: Cornea, Sclera, Ocular Adnexa Anatomy, Physiology and Pathophysiologic Responses
Глава 1 — Роговица и склера: анатомия и физиология
Chapter 1 – Cornea and Sclera : Anatomy and Physiology
Теруо Нишида, Сизуя Сайка
Teruo Nishida, Shizuya Saika
Введение
Introduction
Бессосудистая роговица не является изолированной тканью. Вместе со склерой она образует внешнюю оболочку глазного яблока, занимая одну треть глазной туники. Хотя большая часть как роговицы, так и склеры состоит из плотной соединительной ткани, физиологические роли этих двух компонентов оболочки глаза различаются. Роговица служит прозрачным «окном» глаза, которое пропускает свет, в то время как склера обеспечивает «темную камеру», позволяющую формироваться изображению на сетчатке. Роговица открыта внешней среде, тогда как непрозрачная склера покрыта полупрозрачной конъюнктивой и не имеет прямого контакта с внешней средой. Различия в функциях роговицы и склеры отражают различия в их микроскопическом строении и биохимическом составе.
The avascular cornea is not an isolated tissue. It forms, together with the sclera, the outer shell of the eyeball, occupying one-third of the ocular tunic. Although most of both the cornea and sclera consist of dense connective tissue, the physiological roles of these two components of the eye shell differ. The cornea serves as the transparent ‘window’ of the eye that allows the entry of light, whereas the sclera provides a ‘darkbox’ that allows the formation of an image on the retina. The cornea is exposed to the outer environment, whereas the opaque sclera is covered with the semitransparent conjunctiva and has no direct exposure to the outside. The differences in the functions of the cornea and sclera reflect those in their microscopic structures and biochemical components.
Переплетенный волокнистый коллаген обеспечивает механическую прочность как роговицы, так и склеры, защищая внутренние структуры глаза от физических повреждений и поддерживая контур глазного яблока.[1] Эпителий роговицы создает эффективный механический барьер за счет взаимопереплетения клеточных мембран и формирования соединительных комплексов, таких как плотные контакты и десмосомы, между соседними клетками. Вместе с клеточными и химическими компонентами конъюнктивы и слезной пленки поверхность роговицы защищает от потенциальных патологических агентов и микроорганизмов.
Interwoven fibrous collagen is responsible for the mechanical strength of both the cornea and sclera, protecting the inner components of the eye from physical injury and maintaining the ocular contour.[1] The corneal epithelium forms an effective mechanical barrier as a result of interdigitation of cell membranes and the formation of junctional complexes such as tight junctions and desmosomes between adjacent cells. Together with the cellular and chemical components of the conjunctiva and tear film, the corneal surface protects against potential pathological agents and microorganisms.
Гладкая поверхность роговицы способствует четкости зрения. Регулярное расположение коллагеновых волокон в строме роговицы обуславливает прозрачность этой ткани.[2] Поддержание формы и прозрачности роговицы имеет решающее значение для преломления света, при этом на долю роговицы приходится более двух третей общей преломляющей силы глаза. Функционально сохранный эндотелий роговицы важен для поддержания прозрачности стромы за счет регулирования эндотелием гидратации роговицы.
The smooth surface of the cornea contributes to visual clarity. The regular arrangement of collagen fibers in the corneal stroma accounts for the transparency of this tissue.[2] Maintenance of corneal shape and transparency is critical for light refraction, with the cornea accounting for more than two-thirds of the total refractive power of the eye. A functionally intact corneal endothelium is important for maintenance of stromal transparency as a result of regulation by the endothelium of corneal hydration.
Анатомия и физиология
Anatomy and Physiology
Анатомия и физиология
Anatomy and Physiology
Строение роговицы и склеры
Structure of the cornea and sclera
Передняя поверхность роговицы покрыта слезной пленкой, в то время как задняя поверхность непосредственно омывается водянистым юмором. Высоко васкуляризированный лимб, который, как считается, содержит резервуар плюрипотентных стволовых клеток, представляет собой переходную зону между роговицей и склерой. Передняя поверхность роговицы выпуклая и асферическая (рис. 1.1), и она имеет поперечно-овальную форму в результате склерализации сверху и снизу.
The anterior corneal surface is covered by the tear film, whereas the posterior surface is bathed directly by the aqueous humor. The highly vascularized limbus, which is thought to contain a reservoir of pluripotent stem cells, constitutes the transition zone between the cornea and sclera. The anterior corneal surface is convex and aspheric (Fig. 1.1), and it is transversely oval as a result of scleralization superiorly and inferiorly.
Рис. 1.1 Анатомия роговицы человека. (A) Вид на роговицу сбоку. (B) Вид на роговицу при большем увеличении, полученный с помощью щелевой лампы. (C) Гистология роговицы, демонстрирующая эпителий (1), базальную мембрану эпителия (2), слой Боумена (3), строму (4), мембрану Десцеме (5) и эндотелий (6).
Fig. 1.1 Anatomy of the human cornea. (A) Lateral view of the cornea. (B) Higher-magnification view of the cornea provided by a slit lamp microscope. (C) Histology of the cornea showing the epithelium (1), epithelial basement membrane (2), Bowman's layer (3), stroma (4), Descemet's membrane (5), and endothelium (6).
Размеры роговицы взрослого человека составляют от 11 до 12 мм по горизонтали и от 9 до 11 мм по вертикали. Ее толщина в центре составляет примерно 0.5 мм, постепенно увеличиваясь к периферии, где она достигает около 0.7 мм.[3] Кривизна поверхности роговицы непостоянна: она максимальна в центре и минимальна на периферии. Радиус кривизны составляет от 7.5 до 8.0 мм в центральной оптической зоне роговицы шириной 3 мм, где поверхность почти сферическая. Преломляющая сила роговицы составляет от 40 до 44 диоптрий, что составляет около двух третей общей преломляющей силы глаза.
The adult human cornea measures 11 to 12 mm horizontally and 9 to 11 mm vertically. It is approximately 0.5 mm thick at the center, with the thickness increasing gradually toward the periphery, where it is about 0.7 mm thick.[3] The curvature of the corneal surface is not constant, being greatest at the center and smallest at the periphery. The radius of curvature is between 7.5 and 8.0 mm at the 3-mm central optical zone of the cornea, where the surface is almost spherical. The refractive power of the cornea is 40 to 44 diopters, constituting about two-thirds of the total refractive power of the eye.
Склера, плотная и непрозрачная ткань, формирует оболочку глаза, диаметр которой у эмметропического глаза составляет примерно 24 мм. Передняя часть склеры покрыта бульбарной конъюнктивой и капсулой Тенона, которая состоит из рыхлой соединительной ткани и располагается под конъюнктивой (рис. 1.2). Непрозрачность склеры препятствует попаданию света на сетчатку иначе как через роговицу, и вместе с пигментацией сосудистой оболочки и ретинального пигментного эпителия склера обеспечивает «темную камеру» для формирования изображения. Склеральный шпорец представляет собой выступ передней стромы склеры в сторону угла передней камеры и является местом прикрепления передней цилиарной мышцы. Сокращение этой мышцы таким образом открывает трабекулярную сеть. На заднем полюсе глазного яблока, где нервные волокна зрительного нерва входят в глаз, строма склеры разделена на наружный и внутренний слои. Наружный слой сливается с оболочкой зрительного нерва, твердой и паутинной оболочками, в то время как внутренний слой содержит ситоподобную структуру решетчатой пластинки (lamina cribrosa). Жесткость решетчатой пластинки обуславливает подверженность нервных волокон сетчатки повреждению при развитии хронической открытоугольной глаукомы. Склера содержит шесть мест прикрепления внеглазных мышц, а также входы артерий (передние и задние цилиарные артерии) и выходы вен (вицинальные вены), которые обеспечивают кровоток в тканях увеального тракта.
The sclera, a tough and nontransparent tissue, shapes the eye shell, which is approximately 24 mm in diameter in the emmetropic eye. The anterior part of the sclera is covered with the bulbar conjunctiva and Tenon's capsule, which consists of loose connective tissue and is located beneath the conjunctiva (Fig. 1.2). The nontransparency of the sclera prevents light from reaching the retina other than through the cornea, and, together with the pigmentation of the choroid and retinal pigment epithelium, the sclera provides a dark box for image formation. The scleral spur is a projection of the anterior scleral stroma toward the angle of the anterior chamber and is the site of insertion for the anterior ciliary muscle. Contraction of this muscle thus opens the trabecular meshwork. At the posterior pole of the eyeball, where the optic nerve fibers enter the eye, the scleral stroma is separated into outer and inner layers. The outer layer fuses with the sheath of the optic nerve, dura, and arachnoid, whereas the inner layer contains the sievelike structure of the lamina cribrosa. The rigidity of the lamina cribrosa accounts for the susceptibility of retinal nerve fibers to damage during the development of chronic open-angle glaucoma. The sclera contains six insertion sites of the extraocular muscles as well as the inputs of arteries (anterior and posterior ciliary arteries) and outputs of veins (vortex veins) that circulate blood through the uveal tissues.
Рис. 1.2 Гистология склеры человека. (A) Окрашивание гематоксилином и эозином поперечного среза склеры. Кровеносные сосуды (звездочки) в основном ограничены эписклерой (верхняя область среза). (B) Вид при большем увеличении конъюнктивы и эписклеры, а также стромальных фибробластов (стрелки) в склере. Масштабные отрезки, 100 µm.
Fig. 1.2 Histology of the human sclera. (A) Hematoxylin & eosin staining of a cross-section of the sclera. Blood vessels (asterisks) are largely restricted to the episclera (upper region of section). (B) Higher-magnification view of the conjunctiva and episclera as well as of stromal fibroblasts (arrows) in the sclera. Bars, 100 µm.
Оптические свойства роговицы
Optical properties of the cornea
Оптические свойства роговицы определяются ее прозрачностью, гладкостью поверхности, контуром и показателем преломления ткани.[4] Если диаметр (или расстояние между) коллагеновых волокон в строме роговицы становится неоднородным (как это происходит при фиброзе или отеке), падающие лучи света рассеиваются случайным образом, и роговица теряет свою прозрачность. Поскольку сфероцилиндрическая поверхность роговицы имеет как малую, так и большую оси, изменения контура роговицы, вызванные либо патологическими состояниями, такими как рубцевание, истончение или кератоконус, либо рефракционной хирургией, делают поверхность регулярно или нерегулярно астигматичной.
The optical properties of the cornea are determined by its transparency, surface smoothness, contour, and refractive index of the tissue.[4] If the diameter of (or the distance between) collagen fibers in the corneal stroma becomes heterogeneous (as occurs in fibrosis or edema), incident light rays are scattered randomly and the cornea loses its transparency. Given that the spherocylindrical surface of the cornea has both minor and major axes, changes in corneal contour caused either by pathological conditions such as scarring, thinning, or keratoconus or by refractive surgery render the surface regularly or irregularly astigmatic.
Общий показатель преломления роговицы определяется суммой преломлений на передней и задней границах, а также передающими свойствами ткани. Показатели преломления воздуха, слезной жидкости, ткани роговицы и водянистого юмора составляют 1.000, 1.336, 1.376 и 1.336 соответственно. Преломляющая сила изогнутой поверхности определяется показателем преломления и радиусом кривизны. Преломляющая сила в центре роговицы составляет около +43 диоптрий, что является суммой преломлений на границах воздух–слезная жидкость (+44 диоптрий), слезная жидкость–роговица (+5 диоптрий) и роговица–водянистый юмор (−6 диоптрий). Большинство кератометрических и топографических измерений основаны на стандартном показателе преломления 1.3375.
The total refractive index of the cornea is determined by the sum of refraction at the anterior and posterior interfaces as well as by the transmission properties of the tissue. The refractive indexes of air, tear fluid, corneal tissue, and aqueous humor are 1.000, 1.336, 1.376, and 1.336, respectively. The refractive power of a curved surface is determined by the refractive index and the radius of curvature. The refractive power at the central cornea is about +43 diopters, being the sum of that at the air–tear fluid (+44 diopters), tear fluid–cornea (+5 diopters), and cornea–aqueous humor (−6 diopters) interfaces. Most keratometry and topography measurements assume a standard refractive index of 1.3375.
Иннервация
Innervation
Иннервация роговицы необходима для болевой чувствительности, а также для восстановления тканей. Кроме того, вегетативная иннервация склерального шпорца и кровеносных сосудов эписклеры (поверхности склеры непосредственно под субконъюнктивальной соединительной тканью) играет важную роль в регуляции внутриглазного давления.
Innervation of the cornea is required for pain sensation as well as for tissue repair. In addition, autonomic innervation of the scleral spur and of blood vessels in the episclera, the surface of the sclera immediately beneath the subconjunctival connective tissue, plays an important role in the regulation of intraocular pressure.