角膜内皮细胞功能及其临床意义

角膜内皮细胞功能及其临床意义李旭09临床乙班【关键词】角膜内皮细胞；功能角膜内皮细胞对角膜透明性有着至关重要的作用，角膜的高度透明是实现视觉器官正常生理功能的重要条件之一，而解剖形态完整和生理功能正常的角膜内皮层则是保持角膜透明的关键。故临床眼科医生在任何内眼手术中，均要十分注意对内皮细胞的保护。同时术前ti王要极为注意对其活性的检测研究近年来由于各种新技术在眼科领域的应用和生物技术的发展，对角膜内皮细胞活性的检测研究d三逐渐深入。一角膜内皮细胞的功能作为角膜最内层的内皮层是由单层内皮细胞所组成，它前附着于后弹力层，后与前房水接触，内皮从角膜中央到周边可被分为四个区：I区：占角膜中央8．6～91II111的大片区域；1I区：宽度仅150～500urn；m区：宽度50～150urn；1V区包括最周边部分，与角膜的小梁网毗邻，宽50～lOOum⋯。角膜内皮细胞是通过其主动的代谢性液泵作用，把房水与角膜基质隔开的生理屏障，其泵一漏系统可防止过多的水分和溶质通过，使角膜基质保持相对脱水的状态，维持其透明性。这一作用的实施，是通过角膜内皮细胞的的Na一K一ATP酶的活性，维持角膜内和房水内的Na梯度。内皮细胞之间的复合连接结构，又起到防止水分渗入角膜内的屏障作用，从而保持角膜实质层的相对脱水状态。任何导致角膜内皮细胞损害的因素，均能使这一屏障功能受损，而导致角膜水肿，失去其透明性。二检测方法的发展史最初在发现了裂隙灯显微镜后，人们发现通过镜面反射照明法可以观察角膜内皮细胞的密度及形态，1968年DavidMaurice利用镜面反射的原理制造出内皮显微镜，1970年Brown制造出临床非接触内皮显微镜，但只能放大10倍，1975年Laring对仪器进行改造使其放大100倍或更大，产生高分辨率，后Brown和Bigan等又进一步改进，发展到目前的非接触及接触式两种而应用于临床。电子显微镜及共焦显微镜的问世也为角膜内皮的研究增添了新的途径。尤其是共焦显微镜，它可以从细胞水平来判定各种角膜疾病。三临床意义1.正常角膜内皮细胞形态及密度为一单层扁平细胞，呈六角形、紧密镶嵌、大小均等、排列整齐，对维持角膜透明和相对脱，K状态有极为重要作用。正常人的角膜内皮细胞密度(每平方毫米内皮细胞的数量)随年龄增长而降低，体内HCECs随年龄增长会发生衰老改变，各年龄段HCECs中均有衰老相关基因的表达，pl6INK4a的相对表达量随年龄增加而增高，其介导的衰老通路可能在正常HCECs衰老的过程中发挥着重要作用。婴幼儿期细胞通过有丝分裂增殖，总数约为90～l00万个，成人后则无增殖能力，损伤区域由邻近细胞扩展、移行来覆盖。正常人HCECs在3O岁以前平均细胞密度3000～4000个／ram，31～40岁为3000个／mm左右，41～50岁为2800个／ram左右。51～60岁为2600个／mm2左右．61～80岁为2400～2500个mIn左右，80岁以上为2160～2400个／ram。一般认为维持正常角膜内皮屏障功能所需最低临界密度为700个／mln、1.1角膜内皮细胞图象定性分析1.1.1内皮细胞形态正常的内皮细胞呈六边形，大小相等、均匀规则、边界清晰，细胞边界的交叉角为120。，随著年龄增长尤其在60岁以后或某些眼病时，可见细胞形态发生变化，大小不等、形态不规则，细胞平均面积增大。1.1.2内皮细胞边界正常角膜内皮细胞的边界呈清晰的暗的直线，有时也可见几个细胞出现双边，就是细胞边界线内又出现一条平行于边界的暗线，这可能是光学上的阴影现象，并无病理学意义。在正常状态下，由于细胞呈六边形镶嵌排列，细胞之间的连接呈均一状态，以三个相等的120。对顶角相连接，如果内皮细胞受损或发生移行，这个角度即发生改变。1.1.3暗结构及角膜后表面的形态在角膜内皮镜检查时，在相邻细胞之间可以发现大小不等的暗结构(暗区)或亮结构，小的比一个细胞还小，大的可以成片。暗区表明该处的角膜内皮细胞已不出现，较大的暗结构，多发生在角膜内皮病变时如后弹力膜结节，少数原因不明。亮结构的临床意义不太清楚，有可能为内皮细胞核的反光。1.1.4角膜内皮后表面这是内皮细胞与前房水相接触的分界线，呈一暗色的带行，内皮细胞表面光滑，镜下呈直线形。当内皮细胞受损时，其表面失去光滑而产生不规则的暗的分界线，呈波浪型或锯齿形。1.2角膜内皮图象定量分析角膜内皮细胞检查时，包括细胞密度和细胞面积，还有六边形细胞百分数及细胞面积变异系数(CV，即标准差／平均细胞面积)、各种形态细胞所占百分数等参数。正常人角膜内皮细胞密度随年龄增加而相应下降，细胞平均面积增加，多形性细胞增多，六边形细胞所占比例下降。其中：CD(celldensity)：表示细胞密度(以细胞数／into2为单位)SD(standarddeviation)：表示细胞面积标准差，理想值140以下CV(120一effientofvariation)：表示细胞面积变异系数，理想值30以下。Hexagonality：表示六边形细胞的百分数，理想值50％以上。AVE：表示平均细胞面积(以m2为单位)MAX：表示最大细胞面积(以m2为单位)MIN：表示最小细胞面积(以m2为单位)NUM：表示检查的细胞数目。(以上是在我院使用日本TOPCONSP一2000型非接触角膜内皮镜的内皮细胞分析模式)1.3眼病1.3.1圆锥角膜其临床特征是角膜中央逐渐变陡，角膜前突呈圆锥状。其内皮变化主要为：角膜内皮细胞呈多形化，有较小内皮细胞出现；多数细胞呈方向性增大，其长轴向著圆锥顶部；在急性圆锥病例，角膜中央局限性水肿及层间积液，局部有大的内皮细胞出现，为正常的7～1O倍，被认为是内皮和后弹性膜破裂后修复的痕迹。1.3.2青光眼持续性高眼压可导致角膜内皮细胞受损。其表现为：总的内皮细胞数量降低，内皮细胞密度不同程度下降，细胞形态为多形性，可见大小不等的暗区。1.3.3眼内炎症由于眼内炎症的渗出物、炎性细胞不断刺激角膜内皮细胞，可减少Na一K一ATP酶泵的位点密度，从而降低其泵功能，持续作用使角膜内皮细胞数量减少，内皮细胞坏死脱落后形成暗区。在急性炎症时，单核细胞能进入内皮细胞或内皮细胞和弹性膜之间，加剧了内皮细胞损害。临床发现眼内许多炎症都可引起角膜内皮细胞的损害，尤其是前部色素膜炎，病程越长，损害程度越严重。1.4角膜接触镜长期戴角膜接触镜，可引起角膜慢性缺氧和代谢改变如乳酸增多等毒性物质堆集，造成角膜内皮细胞损伤J。角膜内皮镜发现：角膜内皮细胞大小改变或六角形细胞数目减少。因此，角膜内皮细胞的随访对安全配戴角膜接触镜是有临床意义的。1.5眼部手术在内眼手术时，由于房水成分的改变，器械进出前房，以及手术对角膜的牵拉变形，均可或多或少地引起角膜内皮损伤，轻者仅为角膜暂时水肿，线状浑浊，严重者可导致角膜内皮失代偿，最终发生大泡性角膜病变，角膜完全昆浊。1.5.1白内障手术白内障手术的改进，人工晶体植入的普遍应用，对手术者的技巧和手术前的检查角膜内皮细胞密度、形态、六角形细胞数目和变异系数等，要求更加严格，以防术后出现角膜内皮的损伤，导致角膜内皮失代偿。白内障超声乳化摘除术可造成内皮细胞严重丢失，特别是超声操作过程j所以，术前了解角膜内皮的功能状态对提高手术安全性、筛选高危角膜患者具有重要意义。1.5.2穿透性角膜移植术术前要应用角膜内皮显微镜检查供片内皮细胞的状态和数量，六角形细胞百分比能反映角膜内皮细胞的变异，已被公认为衡量内皮损害的灵敏指标J，为选择优质的供体提供了依据。由于手术创伤，术后炎症反应、排斥反应或并发症，都使内皮细胞的部分丧失在所难免。一般成功的穿透性角膜移植术，内皮细胞的损失控制在15％～25％左右。所以，评估供体内皮细胞功能状态对手术的成功具有一定的意义。1.5.3青光眼手术术前检查内皮细胞的密度等参数，对估计术后愈合情况有一定的参考意义。有研究表明，提高手术质量，减少术后浅前房和炎症反应的发生或缩短其存在的时间，可降低术后角膜内皮细胞的损失率。1.5.4在玻璃体及视网膜的手术中特别是无晶状体及假晶状体的患者，在取出晶状体及玻璃体和晶状体切割及巩膜扣带术中对角膜内皮有很大损害，硅油和角膜内皮的接触会使角膜内皮细胞生理及形态发生变化，通常为内皮细胞变大，出现异形细胞和暗、亮结构变异，也可见到后弹力层赘生物⋯。戴接触镜可以使角膜中央及周边细胞重新分布。内皮细胞密度也会降低，并且长期配戴也会引起内皮细胞形态的变化，1.5.5眼内灌注液及部分药物毒性作用手术中前房灌注液，其组成pH值和渗透压应近似于房水，方能保持角膜内皮细胞的结构与功能。渗透压过高或过低，pH值在6．9～7．5以外的灌注液及成分单一的灌注液对内皮细胞都可造成损伤。Atilla认为1or／L利多卡因前房内注射后可造成内皮细胞的丢失，导致组织学的损坏甚至功能受损。另外皮质类固醇对角膜外伤有减轻水肿的作用，同时也对其角膜内皮细胞造成损伤，使其内皮细胞变异系数变大，六角形细胞的比例变小。故采用不同的眼内灌注液或前房用药时，应注意对角膜内皮细胞功能的检测。四展望角膜内皮细胞的检测，尤其角膜内皮细胞的细柳州医学2009年第22卷第3期胞面积和密度则是检测内皮细胞功能状态及角膜功能储备量的重要指标，六边形细胞率的下降则是反映内皮损害及不稳定的敏感指标¨。从而影响患者的视力和视功能。我们现在的各种治疗方法减轻了许多疾病的进一步发展，但仍有些因为治疗不及时或重症者反复发作，病程迁延，角膜内皮失代偿而发生大泡性角膜病变的情况。相信随着科学技术的发展，对各种疾病研究的加深，各种新技术和药物的应用，对各种角膜疾病的治疗也会越来越有力，产生大泡性角膜病变的比例也会越来越少。参考文献[1]阎洪禄，于秀敏．眼生理学[M]．北京：人民卫生出版社，2001．7—8．[2]李秋明，郑广瑛．眼科应用解剖学[M]．郑州大学出版社，2002，15．[3]张雪翎，王秀丽．急性闭角型青光眼对角膜内皮细胞的影响分析[J]．临床眼科杂志，2006，(06)：l2一l3．[4]YukioMizutani，SatoshiMizutani，SeijiMatsuda，周翔天．长期佩戴角膜接触镜对角膜内皮细胞的影响[J]．眼视光学杂志，2002，(2)：1．[5]BehrameG，SalvetatM．Efectofincisionsizeandsiteonco／Ilealendothelialchangesincataractsurgery．JCataractRefractSurg2003；28：ll8—125[6]MathewMR，WebbLA，HillR．Surgeonexperienceandpatientcomfortduringclearco~ealphaeoemulsjficationan—dertopicallocalanesthesia．JCataractRefractSurg2004；28(11)：1977—1981[7]谷雄霖．角膜病I临床诊治精要[M]．上海科学技术出版社。2003．70—71．[8]林安娟，盛敏杰，胡兆明，等．闭角型青光眼及小梁切除手术对角膜内皮细胞的影响[J]．临床眼科杂志，2004，12(6)：518—520．[9]周小平，何湘珍，肖启国，等．青光眼白内障三联手术对角膜内皮细胞的影响[J]．国际眼科杂志，2006，6(6)：l333—1335．[1O]SaikaS，MivamotoT，TanakaT，eta1．Histopath010gyofanteriorlenscapsulesinvitrectonizedeyeswithtamponadebysiliconeoil．CataractRefractSurg2004．28：376—378[11]董贵安．闭合式扁平部玻璃体切割术对角膜内皮的影响[J]．眼科新进展1999，3：42．[12]AtlillaH，TekeleiO，CanB，eta1．Efectsofintracamerallindocaineonoculartissues．ClinExpOpht