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Anatomie der Hornhaut

Die Hornhaut ist das transparente Gewebe, das die Vorderseite der eye.It bildet anterior 1/6 der äußeren Faserschicht des Augapfels.

Das Wort Hornhaut kommt von „Kerato“. Der Begriff „Kerato“ bedeutet im Griechischen Horn oder Schild. Das Altgriechische glaubte, dass die Hornhaut aus demselben Material wie das dünn geschnittene Horn eines Tieres besteht.

Embryologie:

Structure Derived from
Corneal epithelium Surface ectoderm
Stroma, Descmet’s membrane, endothelium Paraxial mesoderm

Topography:

Die vordere Oberfläche der Hornhaut ist elliptisch, während die hintere Oberfläche mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 11,5 mm kugelförmig ist. Der horizontale Durchmesser der vorderen Oberfläche (HCD) beträgt 11,7 mm und der vertikale Durchmesser (VCD) beträgt 11 mm.Von ihnen ist HCD von klinischer Bedeutung.Der Krümmungsradius der Hornhaut beträgt 8 (7,8 mm).Es ist das Ergebnis von Unterschieden im Krümmungsradius in den vertikalen horizontalen Meridianen, die Astigmatismus verursachen.

Microcornea = wenn HCD ist weniger als 10mm

Macrocornea = wenn HCD ist mehr als 13mm

Die zentrale hornhaut dicke ist 0,52 mm, während peripherie ist 0,67mm dick. Die zentrale Hornhautdicke hat direkten Einfluss auf die Augeninnendruck-Messung. Die zentralen 5 mm der Hornhaut bilden die stärkste brechende Oberfläche des Auges. Die Brechkraft der Hornhaut beträgt 45D, was 3/4 der gesamten Brechkraft des Auges entspricht. Der Brechungsindex der Hornhaut beträgt 1,376.

Refractive indices of different media through which light enters the eye

Air

Tear fluid

Cornea

Aqueous humor

Lens

Vitreous

Microscopic Anatomy of cornea:Cornea is composed of five layers. The layers are as follows:

Layers Thickness (in µm) Composition
Epithelium (Ep) 50 Stratified Squamous Epithelium
Bowman’s Membrane (BM) 8-14 Compact layer of unorganised collagen fibres
Stroma (SP) 500 Orderly arrangement of collagen lamellae with keratocytes
Descemet’s Membrane (DM) 10-12 Consists of basement membrane materials
Endothelium (En) 5 single layer of simple squamous epithelium

Hornhautepithel:

Epithel repräsentiert 10 Prozent der Hornhautdicke. Das Hornhautepithel ist ein geschichtetes Plattenepithel ohne Keratinisierung.

Stratified Multilayered,has 5-6 layers
Squamous Superficial or apical cells are flattened
Nonkeratinised cells are nucleated and do not contain keratin (Keratinised epithelium are found in dry areas of body like skin and nonkeratinised epithelium are found in moist bereiche)

Die Zellen im Epithel werden mit Hilfe von Desmosomen und mit Hilfe von Hemidesmosomen und anderen Filamenten mit der Basallamna zusammengehalten .

Rekapitulieren: Desmosomen verbinden zwei Zellen miteinander; Hemidesmosomen befestigen eine Zelle an der extrazellulären Matrix

Die Oberflächenepithelzellen der Hornhaut weisen zahlreiche Mikrovilli und Mikropliken auf, und diese Zellen sezernieren Glykokalyx, was zur Adhäsion und Stabilität des Tränenfilms beiträgt. Das Epithel kann in eine oberflächliche Plattenepithelschicht, die mittlere Basalzellschicht und die innere Basalzellschicht unterteilt werden. Unter diesen drei sind die Basalzellen nur zur Mitose fähig. Neu gebildete Zellen werden nach vorne geschoben und verändern ihre Form, wodurch sie sich in Flügelzellen verwandeln. Die Zellen bewegen sich weiter nach vorne, schließlich werden sie zu oberflächlichen Zellen, wonach sie zerfallen, ihre Anhaftungen verlieren (die Desmosomen werden gebrochen oder aufgelöst) und in den Tränenfilm abgegeben werden.Epitheliale Stammzellen sind die undifferenzierten pluripotenten Zellen, die als wichtige Quelle für neues Hornhautepithel dienen. Sie finden sich im limbalen Basalepithel der Palisaden von Vogt.Klicken Sie hier, um mehr über limbale Stammzellen zu erfahren.

Die Basalzellen werden mit Hilfe von Hemidesmosomen an der Basalmembran oder Basallamina befestigt. Die Basallamina ist ein extrazelluläres sekretorisches Produkt der Basalepithelzellen. Die Hauptfunktion dieser Basallamina besteht darin, Hornhautepithel mit dem Stroma zu verbinden. Eines Tages dauert es etwa 6 Wochen, bis sich die Basallamina regeneriert hat.

Layers of epithelium

Description

Mitotic activity

Basal Cell

Single layer of columnar cells found adjacent to basal layer

Wing cell

2-3 layers of cells mit verlängertem Prozess

Oberflächenzellen

3 Schichten abgeflachter Epithelzellen mit Mikrovilli in Kontakt mit dem Tränenfilm.

+

Es dauert normalerweise 7 tage für ersatz gesamte hornhaut epithel

Bowman’s Membrane:

Bowman’s Membrane ist nach dem englischen Anatomen und Augenarzt William Bowman benannt. Es ist eine azelluläre harte Membran wie Zone zwischen Hornhautepithel und Stroma. Es ist 8-14 µm dick und besteht aus zufällig angeordneten Kollagenfasern. Obwohl die Kollagenfasern feiner sind als die im Hornhautstroma gefundenen und zufällig angeordneten, sind diese Kollagenfasern kontinuierlich mit denen des vorderen Stromas. Deshalb betrachten viele Autoren es als eine modifizierte Region des vorderen Stromas. Aufgrund der kompakten Anordnung der Kollagenfasern ist es vergleichsweise widerstandsfähig gegen Traumata. Einmal zerstört, kann es jedoch nicht mehr regeneriert werden.

Denken Sie daran!! Die Bowman-Membran ist keine Basalmembran wie die Descemet-Membran

Hornhautstroma/Substantia propria:

Das Stroma oder die Substantia propria, die etwa 90% der gesamten Hornhautdicke einnimmt, besteht aus Kollagenfibrillen, Keratozyten und extrazellulären Grundsubstanzen. Kollagenkomponenten machen mehr als 70% des Trockengewichts der Hornhaut aus. Kollagenfibrillen mit gleichmäßigem Durchmesser von 25 bis 35 nm sind in flachen Bündeln angeordnet, die Lamellen genannt werden. Die Lamellen erstrecken sich von Limbus zu Limbus und sind in verschiedenen Winkeln zueinander ausgerichtet. Kollagenfasern bilden etwa 300 Lamellen im Hornhautstroma. Zwei wichtige Arten von Hornhautkollagenfasern, die für die Transparenz der Hornhaut verantwortlich sind, sind –

  • Kollagenfasern haben einen sehr gleichmäßigen Durchmesser (25-35 nm)
  • Der Abstand zwischen zwei Hornhautfasern ist ebenfalls sehr gleichmäßig (41,5 nm)

Die Hornhauttransparenz hängt hauptsächlich von der Anordnung dieser Kollagenfasern im Stroma ab. Der mittlere Durchmesser der einzelnen Kollagenfasern und der mittlere Abstand zwischen den Kollagenfasern sind nahezu gleich und beide sind weniger als die Hälfte der Wellenlänge des sichtbaren Lichts (400-700 nm).Als Ergebnis wird die Streuung eines einfallenden Lichtstrahls durch eine Kollagenfaser durch Interferenz von anderen gestreuten Lichtstrahlen (destruktive Interferenz) aufgehoben.

Hornhauttrübung bei Hornhautödemen tritt aufgrund von Ansammlung auf Flüssigkeit, die den Abstand zwischen den Kollagenfasern vergrößert.

Extrazelluläre Matrix oder gemahlene Substanzen in der Hornhaut sind hauptsächlich Glykosaminoglycan. Die primären Glykosaminoglykane des Stromas sind Keratinsulfat (bildet 65% des gesamten Glykosaminoglykangehalts) und Chondroitinsulfat. Unter den zellulären Komponenten sind Keratozyten (Hornhautfibroblasten) der Hauptzelltyp des Stromas. Sie nehmen 3-5% des Stromavolumens ein. Sie sind spindelförmig und im Querschnitt zwischen den Lamellen der Kollagenfasern verstreut. Sie synthetisieren Kollagen und extrazelluläre Matrixkomponenten und erhalten so das Stroma.

Descemet-Membran:

Die Descemet-Membran ist die dicke Basalmembran, die vom Endothel ausgeschieden wird. Es wird ständig produziert und verdickt sich so während des gesamten Lebens (3 µm bei der Geburt und erhöht sich auf 10 µm bei Erwachsenen). Descemets Membran haftet nicht stark am Stroma und kann daher chirurgisch als Blatt präpariert werden. Obwohl keine elastischen Fasern vorhanden sind, weist die Descemet-Membran aufgrund der besonderen Anordnung der Kollagenfasern eine elastische Eigenschaft auf. Die Membran endet in der Nähe von Limbus als Schwalbe-Linie.

Im Falle einer Ablösung oder eines Risses der Descemet-Membran kräuselt sich die Membran aufgrund der elastischen Eigenschaft der Descemet-Membran zum Stroma (nach innen). Die Linsenkapsel, die auch eine Basalmembran ist, hat eine ähnliche Tendenz, kräuselt sich aber nach außen – in Richtung Vorderkammer.

Im Gegensatz zur Befestigung der Bowman-Membran und des Hornhautstromas ist die Descemet-Membran vergleichsweise schwach an das Hornhautstroma gebunden und diese Oberfläche ist scharf definiert. Die Descemet-Membran ist eine zähe Schicht, die gegen den enzymatischen Abbau durch Phagozyten und Toxine resistent ist.

Bei Hornhautgeschwüren bleibt die Descemet-Membran intakt und tritt häufig infolge eines erhöhten Augeninnendrucks, der als Descematozele bekannt ist, aus.

Hornhautendothel:

Der Name Endothel ist falsch. Grundsätzlich ist das Hornhautendothel ein einfaches Plattenepithel. Die Form der einzelnen Zellen ist hexagonal, was ein kontinuierliches Mosaikmuster bildet, das am besten in der Spiegelmikroskopie zu sehen ist. Die Endothelzellen sind mit verschiedenen Verbindungskomplexen wie Zonula occludans, Macula occludans und Macula adherens miteinander verbunden. Diese Zellen besitzen ein Ionentransportsystem, das als Endothelpumpe bekannt ist. Diese Endothelpumpen regulieren den Wassergehalt des Hornhautstromas.Endothelzellen können sich nicht teilen oder replizieren. Mit zunehmendem Alter nimmt die Zelldichte des Endothels ab, was durch eine Zunahme der Zellgröße (Polymegathismus) oder Form (Pleomorphismus) kompensiert wird.Da diese Endothelzellen an der Hornhauthydratation beteiligt sind (was zur Aufrechterhaltung der Hornhauttransparenz beiträgt), führt die Endothelzelldichte unter 800 Zellen / mm2 zu einer Hornhautdekompensation.

Reaktion der Hornhaut auf Verletzung:

Wenn eine Verletzung im Hornhautepithel auftritt, werden Basalzellen in den beschädigten Bereich bewegt und die anschließende Zellproliferation aus Basalschichten füllt den Defekt. Bowmans Membran regeneriert sich nicht. Die Wunde in Bowmans Membran wird durch stromaähnliches fibröses Gewebe oder Epithel ersetzt. Als Reaktion auf ein Trauma des Hornhautstromas nimmt die Anzahl der Keratinozyten und der von den Keratinozyten sezernierten Grundsubstanzen und Kollagenfibrillen zu. Das so erzeugte Stromagewebe ist jedoch anders – der Durchmesser des neu gebildeten Stroma-Kollagens ist größer (vergleichbar mit denen in der Sklera) als das normale Stroma-Kollagen. Auch die neu gebildeten Kollagenfibrillen sind nicht gut organisiert und haben nicht die normale Zugfestigkeit der Kollagenfibrillen. Die Reaktion verschiedener Hornhautschichten auf Traumata oder Verletzungen wird nachstehend zusammengefasst.

Blutversorgung der Hornhaut:

Im Normalzustand enthält die Hornhaut keine Blutgefäße. Die vordere Ziliararterie, eine Ast-Augenarterie, bildet eine Gefäßarkade in der Limbusregion und hilft beim Hornhautstoffwechsel und bei der Wundreparatur, indem sie Nahrung liefert. Das Fehlen von Blutgefäßen in der Hornhaut ist einer der Faktoren, die zu ihrer Transparenz beitragen.

Bedingungen Wenn die Sauerstoffversorgung der Hornhaut abnimmt oder bei Infektionen der Regulationsmechanismus versucht, die Blutversorgung des betroffenen Teils zu erhöhen, kommt es in der Hornhaut zu einem Wachstum abnormaler Gefäße, das als Vaskularisierung der Hornhaut bezeichnet wird. Mit der Wiederherstellung der normalen Umgebung innerhalb der Hornhaut hören diese Gefäße auf, Blut zu tragen, aber ihre Umrisse sind sichtbar, was als Geistergefäße bekannt ist.

Nervenversorgung der Hornhaut:
Hornhaut ist eines der hochempfindlichen Gewebe des menschlichen Körpers. Die Dichte des in der Hornhaut endenden Nervs beträgt etwa das 300-fache der Haut. Eine Fläche von 0,01 mm2 Hornhaut kann bis zu 100 Nervenenden enthalten. Die Hornhaut wird hauptsächlich durch den Augenast des Nervus trigeminus innerviert. Die ophthalmische Abteilung des Trigeminusnervs besteht aus drei Teilen: dem Frontalnerv, dem Tränennerv und dem Nasociliarnerv. Der N. nasociliaris versorgt die Hornhaut mit sensorischer Innervation. Die Wege der Innervation sind in der folgenden Abbildung beschrieben.

Pathologische Zustände, die zum Verlust des Hornhautepithels führen, verursachen starke Schmerzen aufgrund der Exposition des Hornhautnervenendes.

Bei der Spaltlampenuntersuchung haben Sie möglicherweise Hornhautnerven als dünne Fasern in der Hornhautperipherie gesehen. Im Normalzustand sind Hornhautnerven hauptsächlich in der Peripherie sichtbar, da die Durchmesser der Hornhautnerven in der Peripherie im Vergleich zum Zentrum größer sind.

Die Infektion oder Reaktivierung des latenten Herpes-simplex-Virus im Trigeminusganglion, das das Auge befällt, verringert das Hornhautgefühl aufgrund einer Schädigung der Nervenenden.

Limbus:

Pallsade von Vogt ist radial orientierte fibrovaskuläre Grate, die hauptsächlich entlang des oberen und unteren Limbus konzentriert sind. Sie liegen nur peripher zu den terminalen Kapillarschleifen des Limbus.Limbus ist eine ringförmige Übergangszone, die die anatomisch zusammenhängenden, aber phänotypisch unterschiedlichen Zellen des Bindehaut- und Hornhautepithels trennt.Limbus hat eine ausgeprägte histologische Architektur. Es unterscheidet sich von der Bindehaut dadurch, dass es keine Becherzellen enthält und im Gegensatz zum Hornhautepithel Langerhans Zellen, Melanozyten und darunter liegende Blutgefäße aufweist.

Limbal Zone Boundary
Corneal Side By a line drawn between the termination of Bowman’s layer and Descemet’s membrane
Conjunctival or Scleral Side

By a parallel line approximately 1 mm peripherally. Diese Linie verläuft direkt außerhalb von Schlemms Kanal

Am Limbus wird das Hornhautepithel zum bulbären Bindehautepithel

  • Bowmans Membran wird kontinuierlich mit der Lamina propria der Bindehaut und der Zapfenkapsel.
  • Stroma wird zur Sklera
  • Descemets Membran wird zur Schwalbe-Linie.
  • Endothel säumt das Trabekelnetzwerk und wird kontinuierlich mit der vorderen Oberfläche des Epithels
  • Chirurgischer Limbus:

    Chirurgischer Limbus ist eine 2mm breite Zone. Zur Vereinfachung der Beschreibung kann diese Zone unterteilt werden in:

    • Die vordere Limbusgrenze wird durch Einfügen der Bindehaut in die periphere Hornhaut dargestellt, die über dem Abschluss der Bowman-Membran liegt.

    Unter dem Mikroskop kann der vordere Limbusrand als eine Zone in der klaren Hornhaut identifiziert werden, in der feine Bindehautgefäße enden.

    • Blaue Zone: Hinter der vorderen Limbusgrenze befindet sich eine blaue Zone, die in der mittleren Limbuslinie endet. Diese Zone erstreckt sich für 1 mm überlegen und 0,8 mm minderwertig.

    Unter dem Mikroskop kann die blaue Limbuszone als bläulich durchscheinender Bereich identifiziert werden, nachdem die darüber liegende Bindehaut und die Zapfenkapsel von der vorderen Limbusgrenze seziert wurden

    • Die mittlere Limbuslinie liegt über der Schwalbe-Linie, die der Abschluss der Descemet-Membran ist. Es ist die Kreuzung der blauen und weißen Zone von Limbus.
    • Weiße Zone: Sie beginnt an der mittleren Limbuslinie und erstreckt sich über 1 mm und endet am hinteren Limbusrand. Diese Zone überlagert das Trabekelnetzwerk.
    • Hintere Limbusgrenze: Die hintere Limbusgrenze befindet sich 1 mm hinter der Mittellinie. Es liegt über dem Sklerasporn und der Iriswurzel.

    Die Farbunterschiede der Limbusregion treten aufgrund der Interdigitation der Hornhautfasern in Skleralfasern auf

    Chirurgischer Schnitt:

    • Ein Schnitt in der Limbuszone kann zu Descemet-Membranstreifen führen.
    • Midlimbal line ist die bevorzugte Inzisionsstelle
    • Wenn die Inzision hinter der hinteren Limbusgrenze liegt, kann dies zu übermäßigen Blutungen führen & Hyphama aufgrund einer Verletzung des Ziliarkörpers.
    • Ein Einschnitt in die Limbuszone kann zu Verletzungen des Trabekelnetzwerks führen.
    • Ein klarer Hornhautschnitt wird vor dem vorderen Limbusrand vorgenommen, der sich am vordersten Aspekt der blauen Zone befindet.

    Limbale Stammzellen:

    Limbale epitheliale Stammzellen sind die undifferenzierten pluripotenten Zellen, die als wichtige Quelle für neues Hornhautepithel dienen. Sie finden sich im limbalen Basalepithel der Palisaden von Vogt.

    Nur 5% bis 15% der Zellen im Limbus sind Stammzellen

    Die Basalzellen des Limbusepithels bestehen aus den limbalen Stammzellen.Die Hauptmerkmale dieser Stammzellen sind-

    1. Sie sind der Vorläufer für alle anderen Zellen des Gewebes
    2. Sie haben eine selbst erhaltende Population
    3. Sie machen nur einen kleinen Teil der gesamten Zellen des Gewebes aus
    4. In vivo zeigen sie einen langsamen Zyklus, aber wenn sie in Zellkultur platziert werden, zeigen sie ein hohes Potenzial zur Proliferation.
    5. Sie können nicht mit dem Rest der Zellen des Gewebes unterschieden werden.

    Lebenszyklus von Stammzellen:

    Stammzellen im Limbus teilen sich, um eine Tochterstammzelle und eine transiente amplifizierende Zelle zu produzieren. Diese transienten verstärkenden Zellen wandern innerhalb der Hornhaut, um in der Basalschicht des Hornhautepithels zu liegen. Weitere Zellteilungen transient amplifizierender Zellen erzeugen postmitotische Zellen, die in den suprabasalen Schichten liegen. Progressive Differenzierung von postmitotischen Zellen produzieren terminal differenzierte Zellen, die in den oberflächlichen Hornhautepithelschichten liegen. Diese endständig differenzierten Zellen sind nicht keratinisierte, geschichtete Plattenepithelzellen der Hornhaut. Diese Zellen werden kontinuierlich von der Hornhautoberfläche abgezogen und durch reifende, darunter liegende Zellschichten ersetzt.

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