[眼睛組織攻略]角膜分層是什麼? 新手升等至大師的5層分析攻略

最後更新日期： 2022 年 9 月 22 日

不論是軟式或是硬式隱形眼鏡，它們都有一個共通點，就是要符合角膜的曲率與大小。不過玩家們是否有想過以下問題:

1. 為什麼隱形眼鏡要符合角膜的設計?
2. 為什麼角膜對人體的屈光能力是如此重要?
3. 角膜的功能有哪些?

有以上問題，這篇文章會幫助到你/妳。

角膜是什麼

角膜(Cornea)是一個透明、卻含有高度蛋白質與細胞的眼睛組織，足了提供光線聚焦的能力，也抵禦外在危害的能力。

角膜屬於約7.8mm的球型組織，占眼球的表面積的六分之一，是與隱形眼鏡的相關性最高的組織。

角膜的各項數據

以下是角膜的各項參數:

屈光度來源

角膜的屈光度占了極大的貢獻，占了眼球的三分之二的屈光度，一般眼睛的屈光度在60D，而角膜的屈光度約43D。能夠形成此屈光度取決於角膜前、後表面的曲率半徑；介質中房水與空氣的折射率不同。

角膜的中心厚度

在中央，厚度是最薄的，僅0.53mm，愈往周邊，角膜厚度會愈厚，是影響眼壓判讀的關鍵之一。

角膜的折射率

角膜是一個透明具有高度蛋白與膠原纖維的組織，在介質的折射率上，超過了房水與空氣，折射率可高達1.3376。

角膜的其他功能

在一般人的感覺中，是無法察覺到角膜上的波動變化，存在著晝夜的變化，其中包含的因素有眼皮壓力、淚膜壓力、賀爾蒙等。

值得一提的是，國外有製造一款隱形眼鏡，藉由角膜的波動來測試眼內壓力，為了預防青光眼的症狀。

角膜的有血管嗎?

在健康的角膜中，是沒有任何的血管，這也是角膜提供清晰的視覺品質的原因之一。

假設人眼的角膜中有血管，代表視力可能受到影響，代表角膜可能有問題。

角膜的養分與氧氣來源?

在上一段提到，角膜是沒有血管分布，那麼問題來了，一般人體組織是需要體內的血管來供應養分來源，那麼角膜的養分來源源自於哪裡?

答案就是，眼前段的房水，它除了能夠提供角膜養分外，水晶體也可以。不僅提供養分，亦有折射率的介質提供、眼球的眼內壓平衡等，房水，是個多功能的後勤部隊，給予眼前段組織、甚至眼球的基本需求。

養分的答案找到了，那氧氣呢? 由鄰近部分的擴散吸收而來，來源有兩種，一是從眼球表面空氣含有的氧氣溶於淚液中之後，再利用擴散進入角膜組織；二是部分的氧氣會由眼角膜外圍輪部的柵狀微血管擴散而來。

而這些參考資料的來源，來自於角膜的初步認識、角膜構造、眼睛構造。

角膜分層-5層組織

從解剖學分析，角膜的組織構造可疑共有五層，這五層組織扮演各自的作用，相輔相成，形成了一片完整的角膜，以下為玩家們分析是哪五層組織分層:

上皮層(Epithelium)

是角膜的組織分層中，最外部的組織，從球結膜延續，一共有5~6層的鱗狀上皮細胞，愈靠近角膜周邊，可多達十多層。

角膜上皮細胞壽命只有4~8天，隨著新陳代謝，老舊細胞就會脫落。

代謝時間為7~14天，在上皮層中，底層的細胞形狀是單層柱狀細胞，可以進行細胞分裂，細胞逐漸往外，會變成多邊形翼狀，約為2~3層。

以表層是2層的扁平狀細胞，細胞內具有細胞和但是沒有角質化，為緊密相連的排列。

以胚胎學說明，是角膜分層中，最早形成的角膜分層，由角膜外胚層形成。

使用角膜塑型片時，便是改變上皮層的形狀來控制近視。

角膜上皮層的主要功能

#1 面對外在因素，成了眼睛的保衛前線，抵禦外在的危害物質入侵眼睛內部，如:細菌、病毒、灰塵等。

#2 提供淚液一處光滑的表面，從淚液吸收角膜所需的養分與氧氣，並散布至角膜其他位置。

#3 角膜上皮具有數以千計的神經末梢，對於微小的物質觸碰是很敏感的，中央位置主要是觸覺與痛覺；周邊位置是溫覺。

#4 角膜上皮具有許多的微絨毛與微皺摺，功用為淚膜黏液的表面，每次眨眼能讓淚液重新分布在角膜上。

角膜上皮層的分化

角膜上皮細胞的完整性，主要是細胞的生理性老花與脫落的現象，並且基底細胞不斷增殖然後向上推來取代脫落的細胞。

這一過程是由在角膜緣基質層的角膜緣幹細胞(Limbal stem cells)所發生的。

角膜緣幹細胞(Limbal stem cells)，位於角膜緣基質層，該處的細胞密度密集，具有10層以上細胞層且排列成不規則狀。

該細胞排列是柵欄狀，該處含有色素與微血管網與基底膜緊密相連，有利於營養供給與增殖調節。

細胞會自動增殖並進一步分化成為成熟的角膜上皮細胞，以垂直向前、水平向中央的方向移動。

鮑曼氏膜(Bowman Membrane)

又稱為前彈力層，位於角膜上皮層與基質層之間。

以胚胎學說明，是最晚形成的角膜分層，是角膜外胚層分化形成。

在這裡，僅有蛋白纖維、沒有細胞，因此從這裡開始，是無法細胞分裂，而該膠原纖維屬於第一類膠原纖維。

鮑曼氏膜的作用是保護角膜的基質層，要是角膜的創傷太大，角膜恢復後，鮑曼氏膜會形成疤痕。

基質層(Stroma)

是所有角膜組織分層中，厚度最厚的一層，大約有500微米的厚度，此層大約有200~250層，大約佔了角膜的90%。

以胚胎學說明，是由神經脊細胞的間質組織形成，是第二順序生長的角膜分層。

基質層的組成與排列方式

基質層是一種緻密的結締組織，組織內包含了膠原纖維、纖維母細胞、黏多醣等細胞與物質，其中的膠原纖維是第一類的膠原纖維，相互交織且平行於表面排列，與相鄰內的膠原纖維交叉成90度，其細胞排列方式主要以矩陣整齊排列。

仔細說明該層的排列方式，關鍵是糖胺聚糖(glgcosaminoglycans, GAG)以及蛋白聚糖(proteoglycans)的貢獻，這兩種物質會與膠原纖維之間形成架橋的部分；此外，纖維母細胞的功能是以間接連接(gapjunctions)的方式形成網狀的結構，這種結構有利於代謝物的擴散與附著在膠原纖維上。該細胞密度為每毫升20000~24000個細胞，愈往基質層下方密度變少，不過到了德斯密氏膜會變多。

在基質層中，沒有血管，膠原纖維具有角膜的強度、彈性、形狀且具有獨有個性的排列，是角膜呈現透明度與透光性的主要因素。

此外，如果角膜變形或是要進行角膜雷射手術，基本是以基質層作為手術目標。

德斯密氏膜(Descemet’s membrane)

如果鮑曼氏膜又稱為前彈力層的話，那麼德斯密氏膜則會稱為後彈力層，是真正的彈力層，具有板層的結構。

以胚胎學說明，是第四順位的角膜分層，由內皮層的膠原纖維組成。

位於基質層與內皮層的中間，是一層薄且強韌的組織，它的功能是預防角膜內皮受到傷害。

當德斯密氏膜進入了小樑細胞後，邊緣終止於角膜緣的許瓦爾倍氏腺(Schwalbe’s line)

此層會誕生一種細胞，來確定進入的30歲的年齡，在德斯密氏膜中會形成一種突起的組織，稱為後彈性疣(Hassall-henle bodies)，出現了這種突起物，並非代表角膜生病了，而是進入三十而立的時光，日後可能會增多。

膠原纖維與鮑曼氏膜、基質層不同，是第四型膠原纖維，與第一型不同的是，剛性極強，因此可抵禦內皮層受到傷害。

內皮層(Endothelium)

是所有角膜組織分層中，最薄且最內層的分層，厚度約5~6微米，直徑是18~22微米。

以胚胎學說明，是由神經脊細胞的間質組織形成，是第三順序生長的角膜分層。

此層的細胞形狀比較獨特，細胞是六角形形狀，從顯微鏡觀察宛如蜂巢一樣，是擔任角膜能維持清晰透明的角色。

40~50歲時，內皮細胞的獨特六角形形狀有了些許變化，日後會變得更大，形成七角形、八角形形狀。

50歲以後，出現角膜內皮斑點(Cornea guttata)，並且隨著年齡會逐漸變多。跟德斯密氏膜的後彈性疣(Hassall-henle bodies)是一樣的，代表變老的象徵。

一般來說，內部的液體依照角膜動力學會流入到基質層，而內皮細胞的任務是把過多的液體從基質層排出，形成液體進入角膜與排出液體的完美平衡，此作用為水合作用。

不過，一旦內皮細胞出了問題，便可能引發角膜水腫與失明的問題，目前的治療方法是角膜移植手術。

此外，如果你想要捐贈自己的角膜來幫助需要的人，需要一個條件才能捐贈，當你的角膜內皮細胞密度少於每毫升1500個細胞的話，便沒有辦法去捐贈。一般來說，新生兒或青少年的內皮細胞密度約每毫升3000~4000個細胞；到了40歲的成年人的內皮細胞密度約每毫升2500個細胞；60、70歲的老年人是約每毫升2000個細胞。

角膜神經

認識人體中最敏感的部位，對角膜的營養、代謝是有重要的作用。

神經來源

角膜神經緣自於腦神經的第五對，也就是三叉神經，再細分的話，控制角膜的是眼分支中的鼻睫神經，所形成的睫狀後長神經(long posterior ciliary nurve)。

其中的神經在角膜邊緣的後面1毫米處，會脈絡膜上腔進入鞏膜，少部分神經的工作場所是鞏膜，其餘的是在結膜。

在這些神經中有約60~70條神經分支會延伸到鞏膜的淺層三分之一。在角膜的神經中，為了角膜的高度透明性，該處的神經均會脫去自身的神經束膜與髓鞘，成為了透明的軸突。

在角膜的分布

在基質層內，神經還會繼續分支，形成0.1~0.5微米的細絲狀，呈不規則走向。

不只在鮑曼氏膜下方形成神經叢，同時有些神經會穿透並穿行上皮細胞層，在形成神經叢，成為了球型的神經末梢。

角膜的神經細胞密度是皮膚的300~600倍、牙髓的20~40倍，是當之無愧的人體最敏感的器官構造。

角膜進階認識-教學影片

角膜的常見問題

Q:角膜的哪兩種細胞代表你已經年邁了?

A:後彈性疣(Hassall-henle bodies)、角膜內皮斑點(Cornea guttata)

Q:角膜的神經是由何種腦神經支配?

A:三叉神經的眼分支

Q:角膜所擔任的角色是什麼?

A:外來危害保護者、眼睛生理屈光度貢獻者、視覺品質清晰透明者、移植捐贈貢獻者。

Q:角膜為什麼可以像捐血、輸血一樣容易移植?

A:角膜並沒有血管，所以並沒有像肝臟、脾臟等需要基因與血液吻合，才不會讓自身的免疫系統誤認是危害物質入侵，所以容易移植。

總結

角膜的構造，除了給眼睛多種的功用，也提供隱形眼鏡的設計方式，而且愈做愈好，讓眼睛具有天然的屏障、良好的成像系統之一、清晰透明的眼睛等。

角膜的愛護要多加注意，否則發生疾病，對於自己的視力會有或許造成嚴重的影響。

本篇文章教導玩家們角膜構造是什麼、有何分層、各層的功能有哪些、整理出角膜的基本解剖學，希望玩家們能有所收穫。

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