กระจกตา: โครงสร้างและการปกป้องดวงตา

กระจกตาเป็นส่วนหน้าโปร่งใสของเยื่อเส้นใยของดวงตา ตั้งอยู่ด้านหน้าช่องหน้า ม่านตา และรูม่านตา และเปลี่ยนเป็นสเคลราที่ขอบกระจกตา คุณสมบัติที่สำคัญคือการผสมผสานระหว่างความโปร่งใสและความแข็งแรงเชิงกล ซึ่งช่วยให้สามารถปกป้องโครงสร้างภายในและส่งผ่านแสงได้พร้อมกัน [1]

ในระบบออปติกของดวงตา กระจกตามีส่วนรับผิดชอบในการหักเหแสงส่วนใหญ่ คิดเป็นประมาณ 65%-75% ของการหักเหแสงทั้งหมด และกำลังแสงเฉลี่ยของพื้นผิวด้านหน้าอยู่ที่ประมาณ 43 ไดออปเตอร์ ดังนั้น ความขรุขระระดับไมโครของพื้นผิวและแม้แต่การบวมเพียงเล็กน้อยก็สามารถลดคุณภาพของภาพได้อย่างมาก [2]

กระจกตาไม่มีหลอดเลือด ไม่ใช่ "ความบกพร่อง" แต่เป็นเงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับความโปร่งใส สารอาหารจะถูกส่งมาโดยการแพร่จากฟิล์มน้ำตาและน้ำในช่องหน้าลูกตา รวมถึงจากหลอดเลือดบริเวณขอบกระจกตา ในขณะที่เส้นประสาทตาตรงกลางเองยังคงไม่มีหลอดเลือด [3]

เนื้อเยื่อบุผิวมีบทบาทสำคัญในการปกป้องดวงตาเช่นกัน โดยทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกันจุลินทรีย์และสารเคมี และพื้นผิวเรียบของมันร่วมกับฟิล์มน้ำตาจะก่อให้เกิด "ส่วนต่อประสานทางแสง" ระหว่างอากาศกับน้ำตา ซึ่งอธิบายได้ว่าทำไมอาการตาแห้งหรือการสึกกร่อนจึงมักทำให้เกิดอาการแสบตา แพ้แสง และมี "ฟิล์ม" เกิดขึ้นแม้ว่าจะไม่มีความเสียหายอย่างรุนแรงก็ตาม [4]

รูปทรงเรขาคณิตและพารามิเตอร์อ้างอิง: ขนาด ความหนา กำลังแสง

รูปทรงของกระจกตาคล้ายกับเลนส์นูนเว้า: พื้นผิวด้านหน้ามักจะชันกว่า ในขณะที่พื้นผิวด้านหลังจะแบนกว่า โดยปกติแล้วจะกว้างในแนวนอนมากกว่าแนวตั้ง และรูปทรงเรขาคณิตนี้มีส่วนทำให้เกิดภาวะสายตาเอียงและความแตกต่างในการหักเหของแสงในแต่ละบุคคล [5]

ขนาดอ้างอิงในผู้ใหญ่: เส้นผ่านศูนย์กลางแนวนอน 12-12.5 มม. แนวตั้งประมาณ 11 มม. ตัวเลขเหล่านี้มีความสำคัญไม่เพียงแต่ในด้านกายวิภาคศาสตร์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงการตีความภาวะแต่กำเนิดและที่เกิดขึ้นภายหลังซึ่งกระจกตาอาจขยายใหญ่ขึ้นหรือลดลงด้วย [6]

ความหนาของกระจกตาแตกต่างกันไป: ประมาณ 540 µm ที่ตรงกลาง แต่โดยทั่วไปจะหนากว่าบริเวณใกล้ขอบกระจกตา ความหนาตรงกลางใช้เป็นตัวบ่งชี้ทางชีวภาพที่ใช้งานได้จริง: มีผลต่อการประเมินความดันในลูกตาและเกี่ยวข้องกับการคำนวณความปลอดภัยสำหรับการผ่าตัดแก้ไขสายตา [7]

กำลังทางแสงของกระจกตาถูกกำหนดโดยการมีส่วนร่วมของพื้นผิวด้านหน้าและด้านหลัง โดยเฉลี่ยแล้ว อินเตอร์เฟซระหว่างอากาศและน้ำตามีส่วนช่วยประมาณ 43 ไดออปเตอร์ โดยพื้นผิวด้านหลังมีส่วนช่วยที่น้อยกว่าแต่มีเครื่องหมายตรงข้าม ซึ่งมีความสำคัญในการคำนวณสมัยใหม่สำหรับเลนส์เทียมและการวิเคราะห์ภูมิประเทศ [8]

ตารางที่ 1. ค่าอ้างอิงของกระจกตาในผู้ใหญ่

พารามิเตอร์	ค่าทั่วไป
เส้นผ่านศูนย์กลางแนวนอน	12-12.5 มม.
เส้นผ่านศูนย์กลางแนวตั้ง	ประมาณ 11 มม.
ความหนาตรงกลาง	ประมาณ 540 ไมครอน
ความหนาบริเวณใกล้แขนขา	700 ไมโครเมตร - 1.0 มิลลิเมตร
ความหนาของเยื่อบุผิว	ประมาณ 50 ไมครอน
ความหนาของเยื่อโบว์แมน	ประมาณ 10 ไมครอน
กำลังแสงจากการฉีกขาดของอากาศ	ประมาณ 43 ไดออปเตอร์

[9]

พื้นผิวด้านหน้า: ฟิล์มน้ำตา เนื้อเยื่อบุผิว และขอบกระจกตา

ส่วนที่ "มองเห็นได้" มากที่สุดของกระจกตาไม่ได้มีเพียงเนื้อเยื่อเท่านั้น แต่ยังรวมถึงฟิล์มน้ำตาบนพื้นผิวด้วย ในแต่ละครั้งที่กระพริบตา น้ำตาจะกระจายไปทั่วเยื่อบุผิว ช่วยรักษาความเรียบเนียน ความชุ่มชื้น การกำจัดอนุภาค และการส่งออกซิเจน โดยเฉพาะในบริเวณที่เปิดของช่องเปลือกตา [10]

เยื่อบุผิวของกระจกตาเป็นเยื่อบุผิวแบบแบนหลายชั้นที่ไม่สร้างเคราติน ซึ่งสร้างใหม่ได้อย่างรวดเร็วและโดยทั่วไปจะหายได้เองโดยไม่เกิดแผลเป็น เว้นแต่ความเสียหายจะลึกเข้าไป คุณสมบัติของเยื่อบุผิวในการเป็นเกราะป้องกันนั้นอาศัยจุดเชื่อมต่อที่แน่นหนาและเยื่อฐาน [11]

ศูนย์กลางสำคัญของเนื้อเยื่อบุผิวคือบริเวณลิมบัส ซึ่งเป็นเขตเปลี่ยนผ่านระหว่างกระจกตาและส่วนตาขาว เซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อบุผิวบริเวณลิมบัสตั้งอยู่ที่นี่ ทำหน้าที่รักษาการสร้างผิวใหม่ตลอดเวลา การขาดเซลล์ต้นกำเนิดเหล่านี้จะนำไปสู่ความบกพร่องของเนื้อเยื่อบุผิวเรื้อรัง การงอกของเยื่อบุตาเข้าไปในกระจกตา และปฏิกิริยาของหลอดเลือดที่ผิดปกติ

ขอบลิมบัสยังมีความสำคัญในฐานะที่เป็นสิ่งกีดขวางทางกายวิภาคสำหรับหลอดเลือด โดยปกติแล้วหลอดเลือดจะสิ้นสุดที่ลิมบัส ทำให้กระจกตาตรงกลางโปร่งใสและไม่มีหลอดเลือด เมื่อสิ่งกีดขวางนี้ "ถูกทำลาย" ด้วยการอักเสบหรือการไหม้จากสารเคมี หลอดเลือดและรอยแผลเป็นจะทำให้การมองเห็นบกพร่องอย่างมาก [13]

ตารางที่ 2. พื้นผิวด้านหน้าของกระจกตา: ส่วนประกอบและหน้าที่

องค์ประกอบ	ฟังก์ชันหลัก	จะเกิดอะไรขึ้นเมื่อเกิดอุบัติเหตุ?
ฟิล์มฉีกขาด	ความเรียบของพื้นผิวทางแสง ความชุ่มชื้น ออกซิเจน	"ผ้าคลุม", ภาพที่ลุกไหม้และไม่มั่นคง
เนื้อเยื่อบุผิว	เกราะป้องกัน ฟื้นฟูอย่างรวดเร็ว ป้องกันจุลินทรีย์	แผลกัดกร่อน ปวดอย่างรุนแรง แพ้แสง
เยื่อฐานของเยื่อบุผิว	"ฐาน" สำหรับการยึดเกาะของเซลล์	การกัดเซาะซ้ำๆ ที่เกิดขึ้นจากการละเมิด
เซลล์ต้นกำเนิดลิมบัล	การสร้างเซลล์เยื่อบุผิวใหม่อย่างต่อเนื่อง	ความผิดปกติเรื้อรัง การสร้างหลอดเลือด
ลิมโบ้	การเปลี่ยนผ่านไปยังส่วนตาขาว บริเวณ "ขอบ" ของหลอดเลือด	การเจริญเติบโตของหลอดเลือดในกระจกตาขณะเกิดการอักเสบ

[14]

เนื้อเยื่อเกี่ยวพันและพื้นผิวด้านหลัง: ความแข็งแรง เยื่อหุ้ม และเยื่อบุผนังหลอดเลือด

สโตรมาเป็นส่วนประกอบหลักของกระจกตาและเป็น "โครงสร้าง" หลัก ประกอบด้วยเส้นใยคอลลาเจนที่จัดเรียงเป็นชั้นและเมทริกซ์ระหว่างเซลล์ที่มีไกลโคซามิโนไกลแคน การจัดเรียงนี้ช่วยรักษารูปร่างและความโปร่งใส [15]

เหนือสโตรมาคือเยื่อโบว์แมน ซึ่งเข้าใจได้ง่ายว่าเป็นชั้นหน้าของสโตรมาที่หนาแน่นและไม่มีเซลล์ เยื่อนี้แทบจะไม่งอกใหม่เป็น "ชั้น" ดังนั้นการบาดเจ็บที่ทำให้เยื่อโบว์แมนเสียหายมักจะทิ้งรอยแผลเป็นและความทึบแสงมากกว่าการสึกกร่อนของเยื่อบุผิวชั้นนอก [16]

เยื่อเดสเซเมตและเอนโดธีเลียมตั้งอยู่ทางด้านช่องหน้า เยื่อเดสเซเมตเป็นเยื่อฐานของเอนโดธีเลียมและจะหนาขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป เอนโดธีเลียมประกอบด้วยเซลล์รูปหกเหลี่ยมชั้นเดียวและมีความสำคัญต่อการควบคุมความชุ่มชื้นของสโตรมา [17]

เซลล์เยื่อบุผนังหลอดเลือดในผู้ใหญ่จะงอกใหม่ได้ในระดับจำกัด: เมื่อเซลล์สูญเสียไป เซลล์ที่เหลือจะขยายใหญ่ขึ้นและ "ยืดออก" เพื่อปิดช่องว่าง แต่ความหนาแน่นโดยรวมจะลดลงตามอายุ เมื่อความหนาแน่นต่ำเกินไป การทำงานของการสูบฉีดจะล้มเหลว ทำให้เกิดอาการบวมของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันและสูญเสียความโปร่งใสอย่างต่อเนื่อง [18]

ชั้นก่อนเดสเซเมต หรือที่รู้จักกันในชื่อชั้นดูอา ได้รับการกล่าวถึงในวรรณกรรมสมัยใหม่ โดยอธิบายว่าเป็นโซนที่แข็งแรงและไม่มีเซลล์ที่จุดเชื่อมต่อระหว่างสโตรมาด้านหลังและเยื่อเดสเซเมต และถือเป็นปัจจัยที่เป็นไปได้ในกลไกทางชีวภาพและเทคนิคการผ่าตัดของการปลูกถ่ายแบบชั้นต่อชั้นด้านหลัง อย่างไรก็ตาม ผู้เชี่ยวชาญบางคนตีความว่าเป็นส่วนเฉพาะของสโตรมาด้านหลัง ดังนั้นจึงควรพิจารณาว่าเป็นแนวคิด "ทางคลินิก-ศัลยกรรม" มากกว่าที่จะเป็นชั้นที่แยกจากกันอย่างสมบูรณ์และจำเป็นในทุกคน [19]

ตารางที่ 3. ชั้นต่างๆ ของกระจกตาจากภายนอกสู่ภายใน: องค์ประกอบและการสร้างใหม่

ชั้น	ความหนาโดยประมาณ	บทบาทสำคัญ	ศักยภาพในการฟื้นตัว
เนื้อเยื่อบุผิว	ประมาณ 50 ไมครอน	เกราะป้องกัน, ความเรียบเนียน, การปกป้อง	สูง
เยื่อโบว์แมน	ประมาณ 10 ไมครอน	ความแข็งแรงของพื้นผิวด้านหน้า	ต่ำ เสี่ยงต่อการเกิดแผลเป็น
สโตรมา	ประมาณ 90% ของความหนา	ทัศนศาสตร์และกลศาสตร์	โดยเฉลี่ยแล้ว ขึ้นอยู่กับความรุนแรงของความเสียหาย
ชั้นพรีเดเซเมต (ชั้น Dua)	พูดคุยกันอย่างละเอียดอ่อน	กลศาสตร์ชีวภาพของบริเวณด้านหลัง ความสำคัญทางการผ่าตัด	การสร้างใหม่ที่จำกัดในฐานะเมทริกซ์
เยื่อเดสเซเมต	10-12 ไมโครเมตรในผู้ใหญ่	การรองรับเยื่อบุผนังหลอดเลือด, อุปสรรค	ได้รับการบูรณะบางส่วนในรูปแบบเมทริกซ์
เยื่อบุผนังหลอดเลือด	ชั้นเซลล์เดียว	การควบคุมความชุ่มชื้น ความโปร่งใส	มีข้อจำกัดในผู้ใหญ่

[20]

ความโปร่งใสและสารอาหาร: ออกซิเจนและกลูโคสมาจากไหน และทำไมกระจกตาจึงไม่บวม?

ความโปร่งใสของกระจกตาถูกกำหนดโดยปัจจัยหลายประการพร้อมกัน ได้แก่ การไม่มีเส้นเลือดในบริเวณกลาง โครงสร้างที่เป็นระเบียบของเส้นใยคอลลาเจนในสโตรมา และความชุ่มชื้นที่ถูกควบคุมอย่างเข้มงวด หากน้ำ "ล้น" เมทริกซ์สโตรมา ระยะห่างระหว่างเส้นใยจะเปลี่ยนไป การกระเจิงของแสงจะเพิ่มขึ้น และจะเกิดความขุ่นมัว [21]

กระจกตาได้รับสารอาหารโดยการแพร่กระจาย บนพื้นผิว ออกซิเจนและสารละลายบางชนิดมาจากฟิล์มน้ำตา ในขณะที่บนพื้นผิวด้านใน กลูโคสและสารเมตาบอไลต์อื่นๆ มาจากน้ำหล่อเลี้ยงในช่องหน้าลูกตา นอกจากนี้ยังมีการมีส่วนร่วมเพิ่มเติมจากหลอดเลือดบริเวณขอบกระจกตาสำหรับบริเวณรอบนอก [22]

แบบจำลอง "ปั๊มและรั่ว" อธิบายถึงความเสถียรของการให้ความชุ่มชื้น การ "รั่ว" เล็กน้อยของของเหลวและเกลือจากช่องด้านหน้าเข้าไปในสโตรมาเป็นไปตามสรีรวิทยา และเอนโดธีเลียมสร้างการขนส่งไอออนแบบมีทิศทางที่ "ดึง" น้ำกลับเข้าไปในน้ำหล่อเลี้ยงลูกตา ทำให้สโตรมาอยู่ในสภาวะที่ขาดน้ำเล็กน้อยซึ่งจำเป็นต่อความโปร่งใส [23]

ผลกระทบในทางปฏิบัติ: สภาวะใดๆ ที่ทำให้เยื่อบุผนังหลอดเลือดหรือเยื่อเดสเซเมตเสียหาย มีแนวโน้มสูงที่จะทำให้เกิดอาการบวมและ "วงแหวนสีรุ้ง" รอบแหล่งกำเนิดแสง ความเสียหายของเยื่อบุผิวชั้นนอกมักจะทำให้เกิดอาการปวดและกลัวแสง แต่หากเยื่อบุผนังหลอดเลือดไม่เสียหาย ความโปร่งใสมักจะกลับคืนมาได้เร็วกว่า [24]

ตารางที่ 4 แหล่งอาหารบำรุงกระจกตาและประโยชน์ที่ได้รับ

แหล่งที่มา	สารใดบ้างที่ถูกจัดหาเป็นหลัก?	เมื่อมันมีความสำคัญเป็นพิเศษ
ฟิล์มฉีกขาด	ออกซิเจน อิเล็กโทรไลต์บางชนิด สารป้องกัน	บริเวณที่เปิดอยู่ของกระจกตา สภาพของเปลือกตา และการผลิตน้ำตา
น้ำหล่อเลี้ยงลูกตาในช่องหน้าลูกตา	กลูโคสและสารเมตาบอไลต์ อิเล็กโทรไลต์	ชั้นด้านหลัง, การรองรับของเยื่อบุผนังหลอดเลือด
หลอดเลือดของขอบกระจกตา	โภชนาการของส่วนปลาย ส่วนประกอบของระบบภูมิคุ้มกัน	กระจกตาบริเวณรอบนอก กำลังสมานตัวที่ขอบกระจกตา
เส้นใยประสาท	นิวโรโทรฟิน	การสนับสนุนของเยื่อบุผิวและความไว

[25]

การทำงานของเส้นประสาทและผลทางคลินิกของโครงสร้าง: ความไวต่อความรู้สึก การรักษา การตรวจวินิจฉัย

กระจกตาเป็นเนื้อเยื่อที่ไวต่อความรู้สึกมากที่สุดชนิดหนึ่งในร่างกาย: มีเส้นประสาทซีเลียรีที่ยาวจากแขนงจักษุของเส้นประสาทไตรเจมินัลมาเลี้ยง ทำให้เกิดเครือข่ายประสาทในสโตรมา ใต้เยื่อบุผิว และเยื่อบุผิว ความหนาแน่นของตัวรับความเจ็บปวดที่สูงอธิบายได้ว่าทำไมแม้แต่การสึกกร่อนเพียงเล็กน้อยก็อาจทำให้เกิดความเจ็บปวดอย่างมากได้ [26]

การบำรุงรักษาเส้นประสาทมีความสำคัญไม่น้อยไปกว่าความรู้สึกเจ็บปวด เมื่อความไวลดลง (เช่น หลังจากการติดเชื้อไวรัสเริมที่กระจกตา การผ่าตัด หรือโรคทางระบบประสาท) อาจเกิดโรคกระจกตาเสื่อมจากการบำรุงรักษาเส้นประสาทได้ กล่าวคือ เยื่อบุผิวจะสมานตัวได้ไม่ดี ทำให้เกิดความบกพร่องถาวรที่คุกคามการติดเชื้อและการเกิดแผลเป็น [27]

ความเฉพาะเจาะจงของชั้นกระจกตาช่วยให้สามารถ "อ่าน" ปัญหาทางคลินิกตามความลึกได้ กระบวนการที่ผิวเผินมักทำให้เกิดอาการปวด น้ำตาไหล และความรู้สึกเหมือนมีสิ่งแปลกปลอมอยู่ในตา กระบวนการที่สโตรมามักทำให้เกิดอาการขุ่นมัวและสายตาเอียง ภาวะการทำงานของเยื่อบุชั้นในบกพร่องมักทำให้เกิดอาการมองเห็นไม่ชัดในตอนเช้าและมีอาการบวม [28]

การประเมินกระจกตาสมัยใหม่อาศัยการผสมผสานของวิธีการต่างๆ ได้แก่ การวัดความหนาด้วยแพคีเมตรี การวัดความโค้งด้วยเคราโตเมตรีและโทโพกราฟี การตรวจด้วยออปติคอลโคเฮเรนซ์โทโมกราฟี (OCT) เพื่อการมองเห็นแบบทีละชั้น และการตรวจด้วยกล้องจุลทรรศน์เอนโดธีเลียมเพื่อวัดความหนาแน่นและรูปร่างของเอนโดธีเลียม การวัดเหล่านี้เชื่อมโยงข้อเท็จจริงทางกายวิภาคกับความเสี่ยงของอาการบวมน้ำและการเลือกกลยุทธ์ในการผ่าตัดแก้ไขสายตาและการปลูกถ่าย [29]

ตารางที่ 5. "หากชั้นใดชั้นหนึ่งได้รับความเสียหาย" - อะไรเปลี่ยนแปลงบ่อยที่สุด

พื้นที่ที่ได้รับผลกระทบ	อะไรมักจะแย่ลงก่อน?	สาเหตุทางกายวิภาคทั่วไป
ฟิล์มน้ำตาและเยื่อบุผิว	อาการปวด, แพ้แสง, การมองเห็นไม่คงที่	การสูญเสียความเรียบเนียนและหน้าที่ในการกั้น
เยื่อโบว์แมน	ความขุ่นมัวหลังเหตุการณ์สะเทือนใจ	มีแนวโน้มที่จะเกิดแผลเป็นเมื่อได้รับความเสียหาย
สโตรมา	ความขุ่นมัว สายตาเอียง การผิดรูป	การรบกวนโครงสร้างแบบแผ่นและไฮเดรชั่น
เยื่อเดสเซเมตและเยื่อบุผนังหลอดเลือด	อาการบวมน้ำ, วงกลมสีรุ้ง, ม่านที่คงอยู่	ความล้มเหลวในการควบคุมความชุ่มชื้นโดยใช้แบบจำลองปั๊มและการรั่วไหล
เซลล์ต้นกำเนิดลิมบัล	ความผิดปกติของเยื่อบุผิวเรื้อรัง การสร้างหลอดเลือด	การสูญเสียแหล่งกำเนิดการสร้างเซลล์เยื่อบุผิวใหม่

ตารางที่ 6 วิธีการตรวจกระจกตาและสิ่งที่แสดงให้เห็น

วิธี	มันวัดหรือแสดงอะไร?	ทำไมถึงใช้?
การวัดความหนา	ความหนาของกระจกตา	การประเมินอาการบวมน้ำและการคำนวณก่อนการผ่าตัด
การวัดความโค้งกระจกตาและการสร้างภาพพื้นผิว	ความโค้งและความเรียบของพื้นผิว	การวินิจฉัยโรคกระจกตาโป่งและสายตาเอียง
การถ่ายภาพด้วยคลื่นแสงแบบออปติคอล (OCT)	โครงสร้างแบบหลายชั้น	การควบคุมชั้นผิวหนัง รอยแผลเป็น และอาการบวมหลังการผ่าตัด
กล้องจุลทรรศน์ของเยื่อบุผนังหลอดเลือด	ความหนาแน่นและรูปร่างของเซลล์เยื่อบุผนังหลอดเลือด	การประเมินความเสี่ยงต่อภาวะแทรกซ้อนและการวางแผนการรักษา
การตรวจด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบส่องไฟ	เนื้อเยื่อบุผิว, เนื้อเยื่อเกี่ยวพัน, การสะสมของสาร, หลอดเลือด	การประเมินทางคลินิกขั้นพื้นฐานและพลวัต

[31]