[眼睛組織攻略]房水是什麼? 引發青光眼的1種關鍵的分析密碼

房水是什麼
最後更新日期:2024-02-06 10:21 下午

當你認為青光眼會眼睛會讓視野縮小,如同用吸管看東西時,有沒有想過,青光眼的原因會是如何發生? 除了眼睛本身帶來的病變外,生理上的因素也是原因之一。

而這生理性因素,就是房水,接下來玩家們會問:

  1. 房水是什麼?
  2. 房水為什麼會跟青光眼有關?
  3. 房水位於眼睛何處?
  4. 房水這東西是好還是壞?
  5. 房水的功能有哪些?

以上便是各位第一次聽說房水這個東西時便會想到的疑問,接下來本篇文章將一一分析房水的各個特性與介紹。

房水是什麼

房水(Aqueous humor)是位於水晶體與角膜之間的液體,外觀上是透明且無色的,提供的折射率是1.333,目的是為了維持眼睛的光學特性與外型。

在健康的眼睛中,房水會產生對抗阻力的眼內壓(introcular pressure, IOP),平均範圍在15mmHg,正常人的範圍會落在10~21mmHg

由此可見,房水的存在對眼前段,甚至是眼睛都是不可缺少的,以下帶玩家們看看房水有哪些的特性。

參考資料為維基百科,歡迎深入。

房水的生成

房水生成是由睫狀突內表面的睫狀上皮細胞分泌出來的,生成方式有兩種:

其一是睫狀上皮細胞的離子內主動運輸;其二是後房與睫狀體突的血管與基質之間的流體靜水壓與滲透壓差。

由於有了這些生成方式,所以房水的生成率是每分鐘2.5ul。

房水的組成與生理過程

該介質的組成與3種生理過程有關連,分別是擴散、超濾以及主動分泌。

其中最重要的分泌作用是主動分泌,占了該80~90%。

至於擴散與超濾占了10~20%,能夠使血液的超濾液給儲蓄並且給通過睫狀上皮細胞主動分泌出超濾液從而形成後房的房水。

在無色素的睫狀上皮細胞的基底外側膜中,會把鈉離子以及特定的物質利用逆濃度的梯度的方式,選擇性的轉運到後房,才能夠把水從基底轉送到後房,形成房水。

房水的組成成分

房水內有許許多多的成分,從無機物到有機物都有,以下便是房水的組成:

無機離子(Inorganic ions)

主要以碳酸氫鹽、氯離子為主,其他還包含了鎂、鈉、鉀、鈣、磷離子。

這些無機離子在房水中占了20~30%,因此房水可做為緩衝液。

房水是什麼 碳酸氫鹽

碳酸氫鹽 參考圖片-Google圖片

房水是什麼 氯離子

氯離子 參考圖片-Google圖片

有機陰離子(Orggnic anions)

最具代表性的物質就是乳酸,在角膜與水晶體都有發現它的蹤跡。乳酸的濃度甚至超過血漿,是糖解作用後所產生的副產物。

房水是什麼 有機陰離子

維生素C (Ascorbic acid)

房水是什麼 維生素C

又稱為抗壞血酸,屬於一種抗氧化物,具有抵抗紫外線傷害的功能。

由於日間動物接觸到的紫外線比夜間動物來得多,因此在日間動物的身上發現維生素C遠超過夜間動物,大約有20~35倍。

為了抵禦氧化作用的發生,所以維生素C的存在對眼前段是非常重要的。

在房水中的濃度是1.066mmol/L。

與血漿相比,大約是10~50倍左右,在血漿中幾乎沒有維生素C。

醣類

房水是什麼 醣類

房水中的醣類是以葡萄糖(Glucose)的形式來運作,該濃度是血漿的70%,比血漿少。

可以利用促進性擴散反應進行快速分泌至房水中,是水晶體與角膜的營養來源之一。

如果是糖尿病患者的話,房水的葡萄糖濃度自然是比正常濃度來得高,因此會產生相關的眼睛疾病,如糖尿病視網膜病變、糖尿病白內障等。

蛋白質(Protein)

房水是什麼 蛋白質

由於睫狀體上皮細胞會形成血-房水屏障,使蛋白質不會擴散至房水中,因此房水中的蛋白質是非常少、甚至說沒有,濃度約0.02g/dl。

如果房水有蛋白質的話,來源大部分是從虹膜根部分泌出來的,分泌的物質大多是白蛋白(albumin)和運鐵蛋白(transferrin)。

生長因子

房水具有生理與生化的特性,可以調控細胞的增生(Proliferation)、分化(differentiation)以及修復(repair)。

房水中的生長因子大多有以下四種:

  1. 變形生長因子(Transforming growth factor, TGF)
  2. 纖維母細胞生長因子(Fibroblast growth factor, FGF)
  3. 類胰島素生長因子(insulin-like growth factor, IGF-1)
  4. 血管內皮細胞因子(vascular endothelial growth factor, VEGF)

氧氣與二氧化碳

在房水中的氧分壓是55mmHg,大約是三分之一個大氣壓,主要是由血液擴散至睫狀體或是虹膜,然後再進入房水之中。

一般來說,大氣中的氧氣是無法進入角膜內部的,因此角膜內皮細胞、水晶體、小樑網所依賴的氧氣是源自於房水。

房水是什麼 氧氣

氧氣 參考來源-Google圖片

房水是什麼 二氧化碳

二氧化碳 參考來源-Google圖片

整理:房水與血漿的成分濃度比較

房水與血漿之間存在著相似與差異的成分,因此整理出各種成分濃度的比較。

 
房水
血漿
抗壞血酸


葡萄糖


乳酸


鈉離子、氯離子
略多一些
略少一些
碳酸離子
略少一些
略多一些

房水的循環

房水會不斷地生成與排出,處於一個動態平衡來維持眼內壓。

而房水的循環有兩大種類:

  1. 小樑路徑(trabecular pathway)
  2. 葡萄膜鞏膜路徑(uveoscleral drainage pathway)。

小樑路徑(trabecular pathway)

屬於傳統路徑,一般房水會走這條路,具有壓力的依賴性,所以會受到眼壓的影響。

流程如下:

  1. 房水會在睫狀體上皮細胞生成
  2. 從後房流入前房
  3. 從前房到小樑網
  4. 從小樑網到許萊姆氏管
  5. 從許萊姆氏管(房水靜脈)到上鞏膜靜脈(episcleral vein)

這就是一般的房水生成與排出的循環。

葡萄膜鞏膜路徑(uveoscleral drainage pathway)

屬於非傳統路徑,房水較少走這條路,不具有壓力的依賴性,容易受到老化影響,所以老年人的使用次數會變少。

流程如下:

  1. 房水的生成方式跟小樑路徑一樣,所以不再贅述。
  2. 房水會穿過虹膜根部
  3. 再來是色素上皮表面
  4. 接著是睫狀肌的前表面
  5. 通過肌束間的結締組織
  6. 然後進入脈絡膜上腔
  7. 最後從鞏膜流出

以上是非傳統路徑的房水的生成與排出流程。

房水的生理功能全介紹

房水,就有如一支後勤部隊,提供不同的功能,小至提供組織養分,大至維持眼球生理的動態平衡,以下便是房水帶來的生理功能。

眼內壓

能夠維持眼內壓(IOP),並維持眼睛的恆定,讓眼前段是呈現膨脹的狀態,也提供維持著角膜是新月形凸透鏡狀態。

養分

提供養分供應沒有血管的組織,如角膜、水晶體、小樑網等眼前段組織。

此外房水內不只有提供養分,也能排泄代謝出來的廢物,如乳酸、丙酮酸等。

抵禦看不見的因素危害

紫外線是看不見的傷害,如同光線一樣可以穿透角膜,而房水的抗壞血酸,便是處理該問題而存在的,讓眼睛不會因紫外線造成不穩定的傷害。

除了紫外線外,看不見的微生物也是一大問題,雖然也是能夠解決,不過對外在的微生物來說,角膜是正常的話,房水基本上是沒有出場的必要。

光學環境

維持眼球的光學環境,讓光線能夠直接穿過到眼後段,聚焦在視網膜上。

與房水相關的眼前段組織

認了這麼多房水的知識,接下來帶領玩家們利用解剖學的方式去認識跟房水有關的組織。

睫狀體上皮層(Ciliary epithelium)

以胚胎學解釋,其來源是神經外胚層,內表面會由兩層上皮細胞覆蓋在基質層,形成一道線性構造。

因此睫狀體上皮層可在分為色素與非色素的睫狀體上皮層。

眼前段中的睫狀上皮層位置

眼前段中的睫狀上皮層位置 參考來源-Google圖片

色素睫狀上皮層與非色素睫狀上皮層

色素睫狀上皮層與非色素睫狀上皮層 參考來源-Google圖片

色素睫狀體上皮層(Pigmental epithelium)

細胞排列分布為單層細胞排列,其位置前至虹膜根部、後至鋸齒緣,與視網膜色素上皮細胞延續、外側以基底膜與睫狀體基質相連。

不論型態、構造,都跟無色素上皮細胞一模一樣,最大的不同是色素睫狀體上皮層具有許多的黑色素顆粒,尤其是在虹膜根部。

細胞形狀為立方體,細胞內部富含粒線體、內質網、巨大細胞核等。

非色素睫狀體上皮層(Non-pigmental epithelium)

位於睫狀體最內部,其位置前至虹膜根部、後至鋸齒緣與視網膜的感光部(Sensory retina)相連,覆蓋了整個睫狀體的冠部與平坦部。

跟色素睫狀體上皮層一樣,細胞排列分布是單層細胞排列,在年輕人的睫狀體是相當常見的狀態。

此外,在睫狀體冠部的細胞形狀是立方體,約10~15微米;睫狀體平坦部成高柱狀內界較薄,厚度均一致。

細胞內部富含粒線體、粗糙內質網、平滑內質網、高基氏體,是產生房水的主要場所。

色素與非色素的睫狀體上皮層的連接結構

這種結構是非常重要,因為房水的原料是來自於睫狀體的基質層的血液,必須經過兩層才可進入後房區域。

該結構是呈現對稱式的連接,非色素睫狀體上皮層的基底部是面向房水;色素睫狀體上皮層的基底部是面相睫狀體基質。

連接結構有間接黏合、半橋粒還有一些粘連接合(Macula adherents),形成血-房水屏障(Blood-aqueous barrier)來防止大分子或是有害物質進入房水。

睫狀肌(Ciliary muscle)

睫狀肌是睫狀體內的一組平滑肌纖維束,除了有調節水晶體的功能外,還能夠排放房水的功能。

不同形狀的睫狀肌可分為三種,由外而內分別是縱走肌(Longitudinal fiber)、放射肌(Radial fiber)、環狀肌(Circular fiber)。

其中,最外面的縱走肌纖維是能夠排放房水的纖維束。

房水是什麼 睫狀肌

縱走肌(Longitudinal fiber)

始於鞏膜突,沿著子午線的方向向後延伸,止於脈絡膜上腔內部。

該平滑肌與另外兩種睫狀肌纖維素相比,是相當纖密。收縮時,可以拉高鞏膜突,使小樑網變大,有助於房水的引流。

房水是什麼 縱走肌

小樑網(Trabecular meshwork)

是具有疏鬆、富有彈性、有孔洞的板狀組織,觀察時有如一個海綿,是一種海綿網狀的組織。

該組織的頂端會與稍微隆起許瓦爾倍氏線(Schwalbe)為界;而小樑網的基底膜與鞏膜突、睫狀體的前段為界。

把前房角3D立體化,可發現小樑網是房水的必經之路,由於收縮(Contruction)與吞噬(phagocytosis)的作用,因此成為排出房水的阻力來源之一。

由內至外可分為三種,葡萄膜小樑網(Uveal trabecular meshwork)、角鞏膜小樑網(Corneoscleral trabecular meshwork)、水管旁小樑網(Jultacanalicular trabecular meshwork)。

其中跟房水最有關聯的是水管旁小樑網。