Гистология и биохимия

Роговица состоит из трех различных клеточных слоев и двух интерфейсов: эпителия, слоя Боумена, стромы, мембраны Десцеме и эндотелия (см. рис. 1.1).^[55] Таким образом, типы клеток, составляющих роговицу, включают эпителиальные клетки, кератоциты (фибробласты роговицы) и эндотелиальные клетки. Компоненты роговицы взаимодействуют друг с другом для поддержания целостности и функции ткани, при этом точное расположение различных компонентов способствует ее прозрачности и прочности.

Эпителий роговицы

Эпителий роговицы и конъюнктивы непрерывны и вместе формируют поверхность глаза. Оба они состоят из неороговевших многослойных плоских эпителиальных клеток. Несмотря на различия в характеристиках, эпителий роговицы и конъюнктивы совместно обеспечивают систему биозащиты передней поверхности глаза.^[56],[57] Толщина эпителия роговицы составляет примерно 50 µm, что составляет около 10% от общей толщины роговицы (см. рис. 1.1), и она постоянна по всей поверхности роговицы.

Эпителий роговицы состоит из пяти или шести слоев трех различных типов эпителиальных клеток: поверхностных клеток, крыловидных клеток и столбчатых базальных клеток, последние из которых прикрепляются к базальной мембране, прилегающей к слою Боумена (рис. 1.4). Пролиферируют только базальные клетки эпителия роговицы. Дочерние клетки дифференцируются в крыловидные, а затем в поверхностные клетки, постепенно выходя на поверхность роговицы. Процесс дифференцировки занимает около 7–14 дней, после чего поверхностные клетки десквамируются в слезную пленку.^[58] Ультрафиолетовое излучение, гипоксия или механический стресс индуцируют апоптоз (программируемую гибель клеток) и десквамацию эпителиальных клеток роговицы.^[59–62]

Важной физиологической ролью эпителия роговицы является создание барьера для внешних раздражителей. Наличие соединительных комплексов между соседними эпителиальными клетками роговицы предотвращает проникновение таких агентов в более глубокие слои роговицы. Взаимодействия как клетка-клетка, так и клетка-матрикс важны для поддержания нормальной многослойной структуры и физиологических функций эпителия роговицы. Характеристики различных типов межклеточных соединительных комплексов, присутствующих в эпителии роговицы, обобщены в Таблице 1.2 и на Рисунках 1.4, 1.5 и 1.6. Плотные контакты (zonula occludens) присутствуют в основном между клетками поверхностных слоев и обеспечивают высокоэффективный барьер, предотвращающий проникновение слезной жидкости и ее химических компонентов. Гемидесмосомы (zonula adherens) и десмосомы присутствуют во всех слоях эпителия роговицы, тогда как щелевые контакты, позволяющие проходить малым молекулам между клетками, присутствуют в крыловидных и базальных клетках. После повреждения эпителия роговицы активно мигрирующие эпителиальные клетки больше не проявляют щелевых контактов или десмосом в области раны, где отсутствует базальная мембрана. Восстановление непрерывности эпителия роговицы сопровождается синтезом и отложением белков базальной мембраны и повторной сборкой различных типов соединительного аппарата, что позволяет предположить, что наличие базальной мембраны может быть необходимым для повторного формирования межклеточных соединений в эпителии роговицы (рис. 1.6).^[63]

Плоские | | | |

Микроворсинки | | | |

Микроплики | | 2–4 |

40–60 µm в диаметре | | | |

4–6 µm толщиной в области ядра | | | |

2 µm толщиной на периферии | | − | Вся поверхность |

Десмосомы | | | |

Плотные соединительные комплексы | | | |

(zonula occludens) | | Редкие | + | + | ? |

Десмосомы | | | |

Щелевые контакты | | Редкие | +++ | + | +/− |

18–20 µm высокая | | | |

8–10 µm в диаметре | | | |

Плоские на задней поверхности | | + | Апикальная поверхность |

Десмосомы | | | |

Щелевые контакты | | | |

Гемидесмосомы | |

Больше, чем в поверхностных клетках | | | |

Большое количество гранул гликогена | | | |

Выраженные митохондрии и аппарат Гольджи | | +++ | + | + |

В клетках эпителия роговицы промежуточные филаменты цитоскелета образованы специфическими типами кислых (тип I) и основных (тип II) молекул кератина. Базальные клетки эпителия роговицы экспрессируют кератин 5/14, подобно базальным клеткам эпидермиса кожи. Однако кератин 3/12 (64-кДа кератин) экспрессируется специфически в эпителии роговицы и не обнаруживается в эпителии конъюнктивы или в эпидермисе.^[64],[65] Генетическая мутация гена кератина 12 ответственна за дистрофию Мисманна в эпителии роговицы.^[66]

Замена большинства органов или тканей путем трансплантации от генетически неидентичного индивидуума сопровождается иммунным ответом, который может привести к отторжению. Напротив, роговица обладает «иммунной привилегированностью» — характеристикой, которая имеет решающее значение для успеха трансплантации роговицы. Дендритные клетки Лангерганса, специализированные макрофаги, происходящие из костного мозга и участвующие в процессинге антигенов, в большом количестве присутствуют на периферии эпителия роговицы, но отсутствуют в центральной области нормальной роговицы.^[67],[68] Эти клетки экспрессируют молекулы главного комплекса гистосовместимости (HLA) класса II и, как полагают, функционируют в афферентном звене иммунного ответа глаза, представляя антигены Т-лимфоцитам.^[69],[70] Повреждение центральной части роговицы приводит к быстрой миграции периферических клеток Лангерганса в поврежденную область.

Поверхностные клетки

Поверхность эпителия роговицы состоит из двух-трех слоев терминально дифференцированных поверхностных клеток. В отличие от эпидермиса кожи, эпителий роговицы в норме не кератинизируется, хотя это может произойти при патологических состояниях, таких как дефицит витамина А. Эти клетки плоские и многоугольные, с диаметром 40–60 µm и толщиной 2–6 µm (см. таблицу 1.2). Их поверхность покрыта микроворсинками.^[71] Поскольку поверхностные клетки хорошо дифференцированы, они не пролиферируют.