角膜上皮层

第一节　角膜上皮层

角膜上皮层由非角化的鳞状上皮(扁平上皮)细胞构成。上皮细胞共有6～8层,总厚度为50～52μm,位于无血管的透明角膜基质表面。角膜上皮表面光滑、湿润,含有丰富的神经纤维,可防止角膜水分丧失和病原体侵入。

上皮层含有3种不同形态的细胞。表层1～3层细胞为鳞状上皮细胞,中间1～3层为翼状细胞,基底层为单层柱状细胞。基底层细胞是自角膜缘干细胞分化而来的瞬时扩充细胞,是角膜上皮细胞中唯一具有分裂功能的细胞,有丝分裂后产生的子细胞即为翼状细胞。翼状细胞向角膜浅表上皮移行,并在移行过程中逐渐向终末细胞即鳞状上皮细胞分化,后者最终自角膜表面脱落。

在共聚焦显微镜下,角膜表层鳞状上皮细胞为较规则的五边形或六边形,具有胞体大、高反光的特点,且细胞中央可见一圆形亮核(图3-1,3-2)。翼状细胞为多边形,胞体较表层鳞状上皮细胞小,排列较密集;胞体低反光,细胞边界高反光,细胞核一般不可见(图3-3,3-4)。基底层细胞同为多边形,胞体最小,并且排列密集;与翼状细胞类似,胞体低反光,细胞边界高反光,细胞核一般不可见(图3-5,3-6)。

图3-1　角膜表层鳞状上皮细胞(一)

(X 1 000,NIDEK CS系列)

注:角膜表层鳞状上皮细胞为较规则的五边形或六边形,胞体大,反光较强,细胞中央可见一圆形亮核

图3-2　角膜表层鳞状上皮细胞(二)

(X 800,HRT系列)

注:角膜表层鳞状上皮细胞为较规则的五边形或六边形,胞体大,亮度不及NIDEK CS 3.0下所见,细胞中央可见一圆形亮核

图3-3　上皮翼状细胞(一)

(X 1000,NIDEK CS系列)

注:上皮翼状细胞层为多边形,胞体较表层鳞状上皮细胞小,较基底层上皮细胞大,排列较密集,胞体低反光,细胞边界高反光,一般不可见细胞核

图3-4　上皮翼状细胞(二)

(X 800,HRT系列)

注:上皮翼状细胞层与NIDEK CS下所见相似

图3-5　上皮基底层细胞(一)

(X 1 000,NIDEK CS系列)

注:上皮基底层细胞,细胞为多边形,胞体小,排列密集,胞体低反光,细胞边界高反光,一般不可见细胞核

图3-6　上皮基底层细胞(二)

(X 800,HRT系列)

注:上皮基底层细胞的形态与NIDEK CS下无明显差别

研究表明中央角膜表层上皮细胞平均密度为(1 392±337)个/mm²,平均细胞面积为(766±197)μm²;周边角膜表层上皮细胞的平均密度为(1323±377)个/mm²,平均细胞面积为(808±227)μm²。按照年龄分组的研究结果表明,0～19岁、20～39岁、40～59岁和60～79岁组的中央角膜表层上皮细胞平均密度分别为(1 303±2 68)个/mm²、(1443±432)个/ mm²、(1 413±255)个/mm²、(1405±369)个/mm²,平均细胞面积则为(794±140)μm²、(748±218)μm²、(730±137)μm²、(752±168)μm²,不同年龄组之间的均数比较无显著性差异。 4个年龄组周边角膜表层上皮细胞的平均密度分别为(1 445±498)个/mm²、(1 295±346)个/mm²、(1 223 ±268)个/mm²、(1 371±355)个/mm²,平均细胞面积则为(780±310) μm²、(824±212)μm²、(859±204)μm²、(768±164)μm²,4组之间的均数比较也没有显著性差异。另一方面,各个年龄组中央与周边角膜表层上皮细胞的密度和面积比较均无统计学差异。笔者的研究结果与国外Mustonen等的报道基本一致。造成这种结果的可能原因是角膜上皮细胞自基底层移行入表层的过程中,丧失增殖能力,逐渐分化成熟,表层细胞完成凋亡过程后自角膜脱落。由于中央与周边角膜的表层上皮细胞均为分化较为成熟的上皮细胞,因此共聚焦显微镜检查显示其形态、大小、密度在不同年龄组之间不存在显著差异。

中央角膜上皮基底层细胞的平均密度为(6 433±999)个/mm²,平均细胞面积为(159±26)μm²;周边角膜表层上皮细胞的平均密度为(6 627±1 038)个/mm²,平均细胞面积为(155±25)μm²。 4个年龄组中央角膜上皮基底层细胞的平均密度分别为(6 632±932)个/mm²、(6 292±789)个/mm²、(6633±1176)个/mm²、(6189±1115)个/mm²,平均细胞面积分别为(155±21)μm²、(165±22)μm²、(155±25)μm²、(166±33)μm²,4组之间比较没有显著性差异。 4个年龄组周边角膜上皮基底层细胞的平均密度为(7238±903)个/mm²、(6334±1148)个/ mm²、(6 513±973)个/mm²、(6 488±898)个/mm²,平均细胞面积为(142±17)μm²、(163±31)μm²、(157±25)μm²、(159±23)μm²。 0～19岁组的平均细胞密度高于其他3组,而平均细胞面积则低于其他3 组;其他3个年龄组之间比较无显著性差异。与此同时,统计分析发现0～19岁组的中央与周边角膜上皮基底层细胞的细胞密度和细胞面积比较有明显差异,而其他各组之间没有差异。传统观点一般认为,上皮细胞大小可代表细胞的增殖活力:表皮细胞的增殖活力与其细胞大小梯度相关,最小的细胞具有最高的克隆形成率。角膜缘上皮基底细胞显著小于中央角膜基底细胞,这与前者富含干细胞而具有高增殖活力相符合。 0～19岁组的周边角膜基底细胞比中央角膜基底细胞胞体小、密度高,提示青少年期周边角膜增殖力较强,受创伤后具有较高的自我修复能力;而其余3组的周边角膜基底细胞大小、密度与中央角膜无显著差异,提示成年后中央与周边角膜具有的增殖能力处于相同水平。成年后中央与周边角膜具有相同的增殖能力从另一方面解释了既往研究发现周边角膜损伤后修复更快的原因,否定了周边角膜基底上皮细胞具有较强增殖力的观点,进一步明确了是因为周边角膜更接近角膜缘,角膜缘干细胞的子代细胞可更快通过向心性运动来修复病灶。