Anatomie macroscopique

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1 Anatomie, embryologie et physiologie de la cornée Anne Faucher, MD, FRCS Université de Sherbrooke Septembre 2000 Anatomie macroscopique 1/6 de la tunique extérieure de l œil Circulaire vue face postérieure Ovale vue face antérieure: proéminence des limbes supérieur et inférieur Diamètres moyens: Horizontal: 12.6 (11-12 mm) Vertical: 11.7 (9-11 mm) Anatomie macroscopique Surface postérieure plus sphérique que surface antérieure: cornée plus mince au centre Centre = 520 μm Périphérie = 650 μm et plus Principale surface réfractive de l œil: 42 D (38 à 48 D)

2 Anatomie macroscopique Surface antérieure non uniforme: Zone optique centrale sphérique Périphérie plus plate: plus en nasal qu en temporal Anatomie microscopique Cornée est constituée de 5 couches : 1. Épithélium 2. Membrane de Bowman 3. Stroma 4. Membrane de Descemet 5. Endothélium Épithélium Dérivé de l ectoderme de surface Épithélium pavimenteux stratifié non-kératinisé: devient transitionnel puis conjonctival au limbe 4 à 6 couches de cellules Représente 5 à 10% de l épaisseur cornéenne ( 50 μm) Migration des cellules vers la surface Turnover 7 jours

3 Épithélium 3 couches de cellules: 1. Superficielles 2. Wing cells 3. Cellules basales Membrane basale Membrane de Bowman Bande de fibrilles de collagène désorganisés: se fusionnent en postérieur avec stroma Collagène type I 8 à 12 μm Attachée au stroma par des fibrilles de collagène S étend de limbe à limbe: dôme Ne peut se remplacer Stroma Constitue 90% de l épaisseur cornéenne Composé de 3 éléments: 1. Fibres de collagène 2. Kératocytes 3. Matrice extra-cellulaire

4 Stroma: collagène Fibres de collagène type I (III, V, VI) Arrangement en lamelles: S étendent de limbe à limbe Arrangement plus régulier en postérieur: Antérieur: courtes et minces, interconnections Postérieur: longues, larges et épaisses, peu d interconnections Lamelles arrangées en angles les unes par rapport aux autres Stroma: kératocytes Fibroblastes produisant du collagène Situées entre les lamelles de collagène 3 à 5 % du volume stromal tight junctions Maintien du collagène et de la matrice extra-cellulaire Peuvent entrer dans une phase fibroblastique si blessure ou œdème aigü Stroma: matrice extra-cellulaire Composée de protéoglycans: Keratan sulfate Chondroitin sulfate Decorin Dermatan sulfate Lumican Probablement importante pour garder distance assez constante de 60 μm entre les fibrilles

5 Membrane de Descemet Membrane basale sécrétée par l endothélium Collagène type IV Composée: Couche antérieure bandée Couche postérieure non-bandé: s épaissit au cours de la vie Anomalie de l endothélium peut entraîner une surproduction: guttata Endothélium Couche simple d environ cellules Hexagonales Interdigitations et complexes jonctionnels: empêchent eau d entrer dans le stroma Amitotique: s élargit pour tenter de maintenir fonction Stress pléomorphisme et polymégatisme Endothélium Densité cellulaire Naissance: 3500 à 4000 cellules/ mm 2 Adulte: 1400 à 2500 cellules/ mm 2 En bas de 400 à 700 cellules/ mm 2, la fonction endothéliale ne peut être maintenue

6 Innervation cornéenne Fournie par 2 grands nerfs: Nerf nasociliaire: branche V Fibres sympathiques: ganglion cervical supérieur Nerfs ciliaires longs espace suprachoroïdien 12 à 16 branches nerveuses arrangées circonférentiellement autour du limbe Innervation cornéenne Nerfs voyagent quasi radialement à travers le 1/3 antérieur du stroma S embranchent antérieurement en un dense plexus sub-épithélial Pénètrent membrane de Bowman terminaisons nerveuses à l épithélium Perdent leurs cellules de Schwann en pénétrant l épithélium Embryologie Débute vers 5 à 6 semaines Détachement de la vésicule optique couche restante = épithélium Fin 5 e sem., cornée constituée d une couche de cellules épithéliales et d une membrane basale (fusionnée à la membrane basale de la vésicule optique) Vers 6 semaines, cellules mésenchymateuses du limbe commencent à s infiltrer sous l épithélium pour former une double couche d endothélium

7 Embryologie Se forme ensuite une couche acellulaire entre l épithélium et l endothélium: riche en acide hyaluronique et en fibrilles de collagène À 6 sem., des cellules de la crête neurale envahissent la zone acellulaire: périphérie centre Fibroblastes produisent du collagène Production de hyaluronidase fait disparaître l ac. hyaluronique œdème cornéen cornée s amincit Embryologie Production de keratan sulfate Dans la 9 e sem., couches stromales s étendent en postérieur: organisation graduelle en lamelles L endothélium produit une membrane basale puis s aplatit en une seule couche Descemet visible à 4 mois Bowman: reste de la zone acellulaire vs sécrétée par épithélium Embryologie Zonula occludens au niveau endothélium visibles dans le 4 e mois Épithélium exposé au liquide amniotique ad 3 mois: fusion paupières Peu après fermeture des paupières, terminaisons nerveuses envahissent le stroma À la naissance, cornée est relativement large par rapport au reste du globe oculaire Plus grande partie de la croissance se fait de l âge de 6 mois à 1 an: taille adulte entre 1 et 2 ans

8 Métabolisme Glucose Principal nutriment Provient en majorité de l humeur aqueuse; quantités infimes proviennent des larmes et du limbe Catabolisme: Glycolyse (85%): lactate Hexose monophosphate shunt (15%): pyruvate cycle de Krebs Métabolisme Glucose 2 sous-produits: CO 2 : diffusion à travers membranes cellulaires + pompe endothéliale Lactate: diffusion à travers stroma et endothélium Prise de glucose correspond à quantité de lactate éliminé Hypoxie accumulation lactate osmose œdème stromal dysfonction endothéliale Métabolisme Cornée a aussi besoin d acides aminés, vitamines et autres nutriments: amenés par humeur aqueuse

9 Métabolisme Oxygène Vient de la diffusion par les larmes (infimes quantités viennent de l humeur aqueuse) Pendant le jour, un surplus est fourni par l atmosphère La nuit, en partie fourni par vascularisation des paupières Cornée plus mince le jour: évaporation hypertonicité des larmes osmose Physiologie Épithélium: Fonction première: barrière Transport actif Na + : Na + /K + ATPase Larmes vers stroma Transport actif Cl - Stroma vers larmes Régulé par complexe récepteur ß-adrénergique/ adénylate cyclase Physiologie Stroma Considéré comme compartiment extracellulaire re peu de cellules GAGs ont charge -: force de gonflement du stroma: imbibition pressure Capacité de la cornée à se gonfler à mesure que son hydratation : stromal pressure IP = TIO - SP

10 Physiologie Endothélium Sécrètent du bicarbonate et du Na + dans l humeur aqueuse: crée un gradient osmotique qui équilibre la tendance au gonflement du stroma Système indépendant du Cl - Physiologie Endothélium 3 grandes composantes à la pompe cornéenne: Pompe ionique Na + /K + : surface aqueuse Pompe ionique Na + /H + : membrane plasmatique latérale Diffusion passive de K + : Production de H + : transport actif membrane basale Production HCO 3- : diffusion passive dans mitochondries endothéliales Contrôle de l hydratation stromale

11 Propriétés optiques 3 critères optiques pour bien voir: 1. smoothness 2. Forme sphérique 3. Transparence Au centre (4 mm central), faces antérieure et postérieure quasi sphériques Propriétés optiques Avec épaississement périphérique, surface antérieure devient plus plate: pire en nasal Rayons de courbure: Antérieur: 7.8mm (7 à 8.8 mm) Postérieur: 6.5mm Puissance moyenne = 42 D (38 à 48D) Indice de réfraction: Propriétés optiques Bases de la transparence: Arrangement en lamelles Éléments réfractifs étant petits (< 2000 A) par rapport à longueur d onde de la lumière (5000 A) : peu de scatter Fibrilles de collagène sont petits ( 300 A) et rapprochés ( 550A): peu de scatter Cornée reste claire tant que fluctuations de l espace entre fibres demeurent < 2000 A

12 Perméabilité cornéenne Épithélium retarde absorption substances hydrophiles (hydro-solubles) Substances liposolubles (lipophiles ou hydrophobes) pénètrent bien les membranes cellulaires mais se diluent mal dans les larmes Solution solubles dans l eau et les lipides nécessaire: pro-drogues Techniques d examen de la cornée Méthodes d illumination directe: Illumination diffuse Illumination en fente Réflexion spéculaire Méthodes d illumination indirecte: Illumination proximale Sclerotic scatter Rétroillumination