CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1. CẤU TRÚC MÔ VÀ MÔ SINH LÝ CỦA GIÁC MẠC Sự liên tiếp của các cấu trúc của bề mặt nhãn cầu và sự liên quan đến chức năng của chúng tạo thành một thể thống nhất. Trong đó, giác mạc chiếm 1/6 vỏ nhãn cầu và nằm phía trước của nhãn cầu, có đường kính 10-12mm, độ dày trung tâm khoảng 0,5mm, chu biên 0,7mm. Giác mạc có hình dạng như một gương cầu lồi với công suất hội tụ khoảng +40 đến +45 đi-ốp.
Phía trước, giác mạc bộc lộ và tiếp xúc với môi trường ngoài, được mi mắt bảo vệ. Phía sau giác mạc là khoang tiền phòng chứa thủy dịch. Về cấu trúc mô học, giác mạc có 5 lớp chính: biểu mô, màng Bowman, nhu mô, màng Descemet và nội mô. Trong đó màng Bowman lên kết chặt với nhu mô, màng Descemet gắn chặt với nội mô hơn là nhu mô, ngoài cùng là lớp phim nước mắt [6],[7].
Lớp phim nước mắt Bề mặt giác mạc được lợp bởi một màng nước mắt rất mỏng giúp cho giác mạc không bị khô. Với chiều dày khoảng 7 µm, lớp này chia thành 3 lớp nhỏ: - Lớp mỡ ở ngoài cùng có chiều dày 0,3µm, giúp hạn chế bốc hơi nước. - Lớp nước: nằm ở giữa, dày nhất trong 3 lớp, kích thước khoảng 7µm. - Lớp nhầy (mucin) nằm trong cùng rất mỏng, tiếp xúc với lớp biểu mô.
Nước mắt chứa các thành phần quan trọng như các chất điện giải, glucose, albumin, các yếu tố miễn dịch IgA, lactoferin, lysosom. Vì vậy ngoài chức năng bôi trơn thì nước mắt còn là môi trường dinh dưỡng, miễn dịch giúp cho biểu mô hàn gắn khi tổn thương [8]. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Biểu mô giác mạc Biểu mô giác mạc là biểu mô lát tầng không sừng hóa gồm từ 5-7 lớp tế bào ở trung tâm và 8-10 lớp ở ngoại vi (Hình 1.
Biểu mô giác mạc có chiều dày 50µ, chiếm 10% chiều dày giác mạc và được chia thành 3 lớp [9],[10]: - Lớp các tế bào nông: gồm 2 - 3 lớp tế bào dẹt tiếp xúc trực tiếp với phim nước mắt. Lớp tế bào này được thay thế dần, chết, bong đi nhưng không sừng hóa. - Lớp tế bào trung gian: khoảng 3 lớp nhỏ ở trung tâm và 4-5 lớp ở ngoại vi. Lớp này bao gồm các tế bào hình đa diện đều (thường là lục giác đều), mục đích tạo độ trong của biểu mô cho ánh sáng đi qua.
- Lớp tế bào nền: chỉ 1 lớp tế bào hình trụ, đây là lớp duy nhất của biểu mô giác mạc có quá trình gián phân, chúng nằm dựa trên một màng đáy ngăn cách lớp biểu mô và màng Bowman.1: Biểu mô giác mạc (Nguồn: https://biologydictionary.net/stratified-squamous-epithelium) Tế bào biểu mô giác mạc không tồn tại vĩnh viễn mà có sự đổi mới (khoảng 7 ngày), các tế bào lớp nông bong đi, các lớp phía sâu dần đi ra nông để thay thế lớp nông. Có nhiều quan điểm giải thích quá trình đổi mới này: + Thuyết cổ điển: cho rằng quá trình đổi mới biểu mô giác mạc được đảm bảo bởi quá trình phát triển và tịnh tiến các tế bào từ lớp nền tới lớp bề LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 5 mặt của biểu mô để thay thế các tế bào già cỗi theo chiều từ sâu ra nông. Thuyết này đúng cho hầu hết các loại biểu mô lát tầng nhưng không hoàn toàn đúng với biểu mô giác mạc vì không giải thích được sự khác biệt về hoạt động gián phân giữa các vùng biểu mô cũng như hiện tượng di cư tế bào đi từ vùng rìa vào trung tâm giác mạc [7]. + Thuyết chuyển biệt hóa: cho rằng sự biệt hóa thành tế bào biểu mô giác mạc có nguồn gốc từ tế bào kết mạc.
Giả thuyết này được Thoft (1977) nêu ra. Tác giả cho rằng sự đổi mới hay hàn gắn vết thương biểu mô giác mạc là do sự di cư của tế bào biểu mô kết mạc tới giác mạc, các tế bào này sẽ có sự chuyển biệt hóa mất các đặc tính của tế bào biểu mô kết mạc để thành biểu mô giác mạc. Sự mất đi của tế bào biểu mô giác mạc lớp nông sẽ được bù lại bởi các tế bào đi từ chu biên tới và chúng tăng sinh ở lớp nền. Quá trình này được thể hiện bởi phương trình X + Y = Z [11].
Bằng thực nghiệm dùng n-heptanol để bóc toàn bộ biểu mô giác mạc trong vòng 2 phút nhưng cho phép để lại lớp tế bào nền vùng rìa giác mạc vì chúng ở bình diện sâu hơn, các tác giả cho rằng giả thuyết trên được chấp nhận vì không loại bỏ hoàn toàn lớp nền của biểu mô vùng rìa. Thực tế cho thấy sau khi loại bỏ cả lớp nền vùng rìa thì việc tái tạo biểu mô giác mạc mới thực sự có nguồn gốc từ kết mạc, tuy nhiên việc tái lập này luôn mang theo mạch máu từ kết mạc và tế bào biểu mô giác mạc vẫn mang đặc tính của biểu mô kết mạc. Tương tự, Dua (1998) và Tseng (1989) cũng cho thấy biểu mô giác mạc mà được "biệt hóa" từ kết mạc thì mỏng mảnh, sắp xếp không đều, mang tân mạch và dễ tróc tái phát [13],[14]. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 6 + Thuyết tế bào gốc của biểu mô giác mạc: Bằng quan sát lâm sàng, thực nghiệm, mô học, hóa miễn dịch mà các tác giả Tseng (1989), Kruse (1993) và nhiều tác giả khác trong thời kỳ này đã chứng minh được quần thể tế bào gốc thuộc lớp nền của biểu mô vùng rìa là tế bào gốc của biểu mô giác mạc, nơi đảm bảo quá trình đổi mới và hàn gắn biểu mô giác mạc.
Quá trình biểu mô hóa giác mạc vẫn tuân thủ phương trình X + Y =Z chỉ khác nguồn gốc của quá trình này không phải từ kết mạc mà từ vùng rìa. Ra đời vào những năm 1980 và được ứng dụng cho đến nay, thuyết tế bào gốc của biểu mô giác mạc thuộc lớp nền của biểu mô vùng rìa là hoàn toàn đúng đắn [12],[15] (Hình 1. Kết mạc Vùng rìa Giác mạc Tb trưởng thành Tb sau gián phân Tb gốc Tb chuyển tiếp Hình 1. Quá trình biểu mô hóa giác mạc từ tế bào gốc vùng rìa (Nguồn: www.
Màng Bowman Nằm giữa màng đáy của lớp biểu mô và nhu mô, màng Bowman dày khoảng 8 - 14µm, đồng nhất, có ranh giới rõ ràng với biểu mô nhưng không LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 7 rõ ràng với nhu mô. Phần chu vi của màng Bowman là giới hạn trong của vùng rìa. Vào tháng thứ 4 của phôi thai thì màng Bowman được các giác mạc bào ở lớp nông sinh ra, sau đó thì không được tái tạo nữa. Bản chất của màng Bowman là do sự phát triển và biến đổi lớp trên cùng của nhu mô, đó là sự đặc lại của các sợi collagen và proteoglycan, các sợi collagen này thuộc type I, III và IV, có đường kinh bằng 2/3 đường kính các sợi collagen ở nhu mô.
Màng Bowman không có tế bào, khi tổn thương thì không được tái tạo nữa (Hình 1.3: Màng Bowman (Nguồn:https://www.net/indiandentalacademy/structures of basement memberane) 1. Nhu mô giác mạc Nhu mô chiếm gần 90% chiều dày của giác mạc. Nhu mô giác mạc được cấu trúc bởi các lớp sợi collagen xen lẫn các giác mạc bào (keratocyte) và chất ngoại bào. - Các lớp sợi collagen chiếm hơn 70% trọng lượng khô của giác mạc, có khoảng hơn 300 lớp sắp xếp song song với bề mặt giác mạc chạy từ rìa bên này sang bên kia.
Collagen nhu mô chủ yếu là type I, ngoài ra có type III và IV, có đường kính khoảng 22-35 nm, dày hơn về phía chu biên. Các lớp sợi LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 8 này sắp xếp một cách đồng nhất, khoảng cách đều nhau và ổn định để đảm bảo độ trong giác mạc (Hình 1. Bất cứ lý do gì làm thay đổi cách sắp xếp này thì đều làm giác mạc đục. Sự đổi mới các sợi collagen diễn ra chậm, sau 2-3 năm.
- Giác mạc bào (keratocyte) (Hình 1.4 b) là các tế bào dẹt, bào tương nghèo nàn, ranh giới không rõ ràng, nằm xen lẫn giữa các lớp sợi collagen. Các giác mạc bào nằm cùng một bình diện có thể tạo ra các liên kết với nhau thành một phức hợp bền vững. Giác mạc bào tổng hợp nên các phân tử tiền chuỗi alpha collagen để tổng hợp collagen. - Chất ngoại bào: gồm nhiều loại glycosaminoglycan mà hầu hết là keratan sulfat, ngoài ra còn có chondroitin và dermatan sulfat.
Các glycosaminoglycan có tính giữ nước rất mạnh, đóng vai trò dinh dưỡng và tính trong suốt cho giác mạc. Khả năng tái sinh của nhu mô rất kém do giác mạc bào hoạt động kém, các sợi collagen được tổng hợp chậm. Do đó, không như lớp biểu mô, khi tổn thương nhu mô khó tự hàn gắn mà cần các biện pháp điều trị can thiệp. Giác mạc bào a b Hình 1.
Cấu trúc nhu mô giác mạc (a: Cấu trúc các sợi collagen song song với bề mặt, b: Giác mạc bào) (Nguồn:http://i-love-deai.info/listcnum-corneal-keratocyte.html) LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Màng Descemet Màng Descemet là màng đáy của lớp nội mô, do lớp này tiết ra. Màng Descemet được hình thành vào tháng thứ 2 của thời kỳ bào thai và liên tục được tổng hợp dày lên, vì thế độ dày của màng tăng lên theo tuổi và thay đổi theo bệnh lý của tế bào nội mô, lúc mới sinh độ dày chỉ khoảng 2-3 µm, đến tuổi già có độ dày lên đến 20-30µm. Cấu trúc của màng Descemet là collagen type IV, laminin, fibronectin, trong đó fibronectin có vai trò gắn kết màng Descemet chặt vào tế bào nội mô,ngược lại gắn kết rất lỏng lẻo với nhu mô.
Màng Descemet rất dai nhưng dễ bong ra từ một vị trí bị tổn thương, có khả năng đề kháng với men tiêu protein nên ít bị tổn thương khi giác mạc bị loét. Khả năng tái tạo lại phụ thuộc vào lớp tế bào nội mô [10]. Nội mô giác mạc Nội mô giác mạc có nguồn gốc trung bì phôi, được hình thành từ tuần thứ 7 thời kỳ bào thai cùng với nội mô vùng bè. Thời kỳ đầu các tế bào có hình lập phương sau đó dẹt dần ra.
Vào tuần thứ 12 thời kỳ bào thai, mật độ tế bào nội mô khoảng 16000 tế bào/mm2, và giảm dần còn 6000 tế bào/mm2 vào tuần thứ 40. Khi sinh ra tế bào nội mô dày khoảng 10µm, sau đó mỏng dần. Người trưởng thành, lớp tế bào nội mô là lớp tế bào lát đơn, có độ dày khoảng 4-6µm, có đường kính 20µm. Tế bào nội mô có phần bào tương rộng và chứa nhiều bào quan, nhiều ty thể (mitochondrie), lưới nội bào trơn và hạt, các ribosom tự do, bộ Golgi.