通道流程
前房角:房水進入睫狀體前端的細胞間隙
睫狀肌束間:穿過睫狀體實質中肌束間的結締組織
上脈絡膜:到達脈絡膜上腔的結締組織
經鞏膜:通過渦靜脈、睫狀神經和睫狀動脈周圍的疏鬆結締組織流出眼外
房水主要經由兩條路徑排出眼外1)。主流路徑經小梁網和Schlemm管,承擔總房水流出量的80%~95%。副路徑是葡萄膜鞏膜路徑,流出量占5%~20%。
| 項目 | 主流流出路徑 | 非主流流出路徑 |
|---|---|---|
| 路徑 | 小梁網→Schlemm管→集合管 | 睫狀肌→脈絡膜上腔→鞏膜 |
| 流出量比例 | 80%~95% | 5%~20% |
| 壓力依賴性 | 眼壓依賴性 | 壓力不敏感性 |
非主流流出通道也稱為「非常規流出通道」,由Anders Bill在1960年代透過獼猴的放射性示蹤研究確立。他證明了房水從前房經睫狀體、脈絡膜及脈絡膜上腔流向鞏膜的路徑。
主流通道的流出阻力主要位於Schlemm管旁小樑網結締組織的細胞外基質中1)2)。而副通道的房水流出是非眼壓依賴性的,睫狀肌的張力會影響流出量。
在人類中,主流通道(小樑網-Schlemm管途徑)佔總房水流出的80%–95%,副通道(葡萄膜鞏膜流出通道)佔5%–20%1)。然而,一些報告估計人類非主流流出的比例範圍很廣,為4%–60%。這反映了測量方法(直接法與間接法)的差異以及年齡和測量條件的變化。值得注意的是,存在顯著的物種差異;在獼猴等靈長類動物中,副通道的比例已知高於人類。
通道流程
前房角:房水進入睫狀體前端的細胞間隙
睫狀肌束間:穿過睫狀體實質中肌束間的結締組織
上脈絡膜:到達脈絡膜上腔的結締組織
經鞏膜:通過渦靜脈、睫狀神經和睫狀動脈周圍的疏鬆結締組織流出眼外
輔助通道
葡萄膜渦靜脈路徑:房水進入脈絡膜,經由渦靜脈排出。
角膜路徑:通過角膜的流出量可忽略不計。
虹膜路徑:通過虹膜的流出量也可忽略不計。
視網膜路徑:經由視網膜色素上皮的幫浦功能產生微量流出。
睫狀體前端和虹膜表面沒有界膜。因此,房水容易滲透進入睫狀體和虹膜實質。進入睫狀體實質的房水沿葡萄膜向眼球後方移動,經鞏膜流出眼外。據報導,經葡萄膜鞏膜路徑的房水流出量為0.2~0.4 µL/分鐘。
脈絡膜上腔的壓力低於前房壓力3)。該壓力梯度是驅動房水從前房流向脈絡膜上腔的力量之一。
將示蹤分子引入前房,測量示蹤劑在眼組織和血液中的蓄積率。該方法可以定量主流和非主流流出,但需要組織學分析,且非無創,因此通常難以應用於人類。
分別獨立測量房水生成量和通過小梁網路徑的房水流出量,通過差值推算非主流流出量。該方法臨床可用,但由於是間接估計,精度有限。
前列腺素相關藥物被廣泛用作青光眼眼藥水的一線選擇。其降眼壓機制主要是促進葡萄膜鞏膜流出。具體機制包括:睫狀肌細胞外基質減少、特定基質金屬蛋白酶(MMP)生物合成增加、睫狀肌鬆弛、細胞骨架變化等。
經由非常規路徑的房水流出受睫狀肌張力的影響。
匹魯卡品(副交感神經刺激劑):收縮睫狀肌,減少肌束間隙,從而減少非常規流出。
阿托品(副交感神經阻斷劑):鬆弛睫狀肌,增加非常規流出。
非常規流出道的流出率隨年齡增長和夜間下降。在剝落症候群和高眼壓症中也觀察到下降。而在虹膜睫狀體炎和Posner-Schlossman症候群中則增加。
前列腺素相關藥物通過促進經葡萄膜鞏膜流出道的房水排出來降低眼壓。其機制包括睫狀肌鬆弛導致肌束間隙擴大、基質金屬蛋白酶(MMP)表現增加促進細胞外基質降解、以及細胞骨架變化等。這些作用提高了房水通過睫狀肌的滲透性,增加了非常規流出道的房水排出。
常規途徑的房水流出量具有眼壓依賴性,隨眼壓升高而增加1)。而非常規流出在眼壓4~35 mmHg範圍內升高時保持恆定或僅比常規途徑緩慢增加。這種性質稱為「壓力不敏感性」。嚴格來說,不是「壓力非依賴性」,而是「對壓力不敏感」。注意此點。
Bill(1977年)提出,通過睫狀肌和脈絡膜上腔的間質腔大小由眼壓(使腔隙塌陷的力)和間質壓(使腔隙張開的力)的平衡決定。眼壓升高時,間質腔縮小,流出阻力增加,從而抵消驅動力的增加。這種機制稱為「彈性海綿模型」。注意此點。
當眼壓升高時,葡萄膜微血管內的壓力也隨之升高。因此,跨微血管壁的壓力差變化遠小於眼壓的變化。這是壓力不敏感性的另一種解釋。
當睫狀體分離導致睫狀肌被移除時,肌肉提供的大部分阻力喪失,非主流流出增加四倍以上並變為壓力依賴性。這就是外傷性睫狀體分離常導致嚴重低眼壓的原因。
在主通道中,當眼壓升高時,房水流出量成比例增加(壓力依賴性)。而在非主流流出通道中,即使眼壓在4-35 mmHg範圍內波動,流出量也幾乎不變1)。這被認為是因為眼壓升高壓縮了睫狀肌的間質腔,增加了流出阻力,抵消了驅動力的增加(彈性海綿模型)。然而,當睫狀體分離繞過睫狀肌時,非主流流出變為壓力依賴性,流出量增加四倍以上。
基於外傷性睫狀體分離常導致低眼壓的臨床觀察,脈絡膜上腔的降眼壓效果受到關注。許多新型MIGS裝置以脈絡膜上腔為目標,旨在實現適當的眼壓降低和最小化低眼壓。
在繞過睫狀肌的分流裝置中,肌肉提供的大部分阻力喪失,葡萄膜鞏膜途徑變為壓力依賴性。術後眼壓可能達到十幾甚至個位數。
房水流出並非均勻,存在高流量、中流量和低流量區域2)。青光眼眼中低流量區域較正常眼增加2)。高流量和低流量區域的分子組成不同,在對眼壓的恆定反應中也會發生節段性分子變化2)。
未來挑戰:
De Groef L, Andries L, Moons L. The zebrafish as a model for studying aqueous humor dynamics and glaucoma. Annu Rev Vis Sci. 2022;8:349-378.
Acott TS, Vranka JA, Keller KE, et al. Normal and glaucomatous outflow regulation. Prog Retin Eye Res. 2021;82:100897.
Quigley HA, Cone FE. Development of diagnostic and treatment strategies for glaucoma through understanding and modification of scleral and lamina cribrosa connective tissue. Cell Tissue Res. 2013;353:231-244.