角膜呈不规则圆形,一般水平长度大于垂直长度。犬角膜水平直径13~17 m,垂直直径12~16 mm;猫角膜水平直径为17 m,垂直直径 16 m。角膜中央薄,周围厚。犬角膜平均厚度约0.62m,猫为 0. 56 mm。
角膜表面是机体神经末梢分布密度最高的区域,感觉神经纤维从睫状长神经发出分支,在上皮下形成上皮下神经丛,因而角膜敏感性是结膜的100倍。任何深浅角膜的病变,都会导致疼痛、眼睛痉挛。由于神经末梢分布在上皮下,所以浅层溃疡比深层溃疡疼痛更明显。角膜中央区敏感性高于角膜边缘。
角膜结构
正常角膜清澈透明无血管,营养来源于角膜缘毛细血管网、房水和泪膜。
主要由 4 层结构组成:
1) 上皮层及基底膜:上皮细胞由多层细胞构成(一般为5~20 层),由表及里依次为鳞状上皮细胞、基底上皮细胞、基底膜。基底细胞通过半桥粒附着于基底细胞膜。角膜缘部上皮层的基底细胞被角膜缘干细胞代替,是角膜上皮增值和修复的来源,角膜上皮的生命周期为4~7 d,基底细胞从最下层逐渐分化成表面的鳞状上皮细胞。上皮层是防止微生物和有毒物质进入眼内的主要屏降,很容易受损,受损后可以看到角膜的基质层。
2) 基质层:基质层厚度一般能占到角膜厚度的 90%.,非常致密,由胶原纤维有序平行交叉排列组成。在胶原纤维束间分布着可以用来修复基质损伤的角膜基质细胞。胶原纤维的规律排列保证了角膜的透明性。所以当发生角膜变性时,胶原纤维排列不规,角膜就是去透明性了。
3)后弹力层:后弹力层是一层富有弹性的胶原性膜,是角膜内皮细胞的基底膜,位于后基质层和角膜内皮层之间。后弹力层由内皮细胞分泌,随年龄增大而逐渐增厚。后弹力层具有很好弹性,当其暴露时,表明基质层消失(荧光染色不着色)。
4)内皮层:内皮层位于角膜后表面,为单层六角形细胞结构,并以镶嵌形式相互交错密集排列在一起。内皮层再生比上皮层慢得多,甚至在某些动物不具备再生能力,但可通过周边细胞的扩大或移行来填补衰老及受损死亡细胞留下的位置。如果内皮细胞严重损伤超过周围细胞的代谢能力,可导致角膜持续水肿并失去透明性。角膜的主要功能是折射光线,因此必须保持其透明性。
角膜透明性的维持:完整角膜上皮细胞、泪膜、规则排列的基质层胶原纤维、无血管、相对脱水状态。角膜透明也依赖于角膜基质层保持的半脱水状态,主要由上皮和内皮机械性屏障、内皮的温度依赖性、Na"-K"离子泵来调控。内皮细胞以耗能运输的方式将基质中水分从内皮细胞顶部胞质中泵入房水。因此,内皮细胞可维持角膜基质层约 80%的含水量。
倘若内皮细胞离子泵功能减退或内皮间紧密连接破坏,水分进入基质的速度超过水分泵出速度,则水分会在基质层中弥散,破坏胶原纤维的正常排列结构,从而引起角膜水肿和浑浊。此外,泪液蒸发动力和渗透梯度也可促使角膜浅层基质水分排出,对保持角膜的脱水状态也起到一定作用。
角膜生理功能
1. 角膜的代谢
由于角膜是无血管结构,所需氧气和营养,以及废物代谢需要特殊途径,包括:房水、泪膜、空气、邻近巩膜、结膜毛细血管网。角膜内皮层和后基质层营养主要源于房水。角膜从房水中获得葡萄糖。
2. 角膜的愈合
1) 角膜上皮的愈合:受损后几分钟,角巩膜缘上皮细胞就开始向病变部位移行。移行过程中,会将角巩膜缘色素带到透明角膜区域,以后有可能会在病变区看到色素沉着。全角膜上皮化可在 4~7d 内完成。
2) 基质层的愈合:基质的愈合速度比上皮慢很多。基质的胶原会因为上皮的缺损而水肿。浅表损伤只需周围上皮细胞的填充这一种方式即可。深层损伤不能完全靠上皮细胞填充,需要基质胶原填充(该过程非常缓慢,且缺损永远不可能完全填充,上皮化区域可能留下一个永久性小坑)。假如损伤过程严重或愈合进程过长,角膜就会发生血管化,大约需要 4~7 d。开始,血管按照 1 mm/d 的速度向角膜病变区生长。当血管侵入角膜后,及时排除刺激因素,角膜也会留下微小的血管痕迹。将来局部再有炎症病变,血管又会充盈。
3) 内皮损伤和后弹力层膨出:后弹力层受损后可有内皮细胞分泌再生,内皮细胞屏障功能遭到破坏后,伤口边缘的后弹力层收缩,基质层卷曲,数小时内,毗邻的内皮细胞会向伤口区域迁移,通过细胞重组,增大和迁徙、重建完整的内皮单层结构。如果内皮损伤严重,局部的内皮细胞会形成复层及纤维化,引起异常的基底膜样物质沉积。
发病原因
角膜上皮的完整性是通过眼睑正常闭合与上皮细胞不断更新来完成的,上皮细胞的更新与角膜表面的机械性保护机制足以维持角膜正常而不发生溃疡,当这种平衡被打破时,即可发生溃疡。
临床特征
发病初期,眼睛有明显的刺激症状,怕光、流泪、眼痛、角膜上出现灰白色小点或片状浸润。严重时上述症状更加明显,睁不开眼,眼痛难忍,视力减退。球结膜呈紫红色充血,越靠近角膜越严重,角膜表面可见灰白色坏死组织脱落,形成溃疡。如果细菌毒性强,溃疡向四周或深层蔓延,形成厚弹力曾膨出或前房积脓,甚至可引起角膜穿孔,使视力受到严重损害(图1)。
图1 角膜溃疡
诊断
1. 泪液量检测:
2. 荧光素钠染色(点眼);
3. 裂隙灯视诊:在蓝光下可见荧光色区域,即可确诊。
治疗及注意事项
1. 简单溃疡:抗菌素眼膏、生长因子、抗炎药。
2. 关于糖皮质激素对角膜溃疡愈合的影响:发生角膜溃疡时,局部适应糖皮质激素,可通过抑制213纤维素生成而改善角膜水肿,减少角膜表面新生血管和色素沉积,同时还可控制角膜溃疡继发的前葡萄膜炎。但糖皮质激素也会抑制上皮再生、成纤维细胞的活性以及炎性细胞对角膜的浸润和内皮细胞的再生。这样就影响了角膜的愈合,同时胶原纤维酶的活性也会提高14倍,从而感染机会大大增加。因此,使用糖皮质激素的时机需要严格把握。
3. 复杂溃疡:格状切开术/金刚砂车针/结膜瓣遮盖术/角结膜移植/第三眼睑遮盖/上下眼睑缝合。
4. 简单溃疡一般7d左右即可痊愈。
5. 复杂溃疡手术后通常需要点眼至6~8周痊愈,根据实际情况决定是否剪除结膜瓣。期间必须严格佩戴项圈。