前言

眼部解剖結構的種屬間差異，可改變藥物在眼內局部相互作用的方式，無(wú)論是眼部局部給藥還是全身給藥。因此，了解這些種屬間的差異，以及它們如何影響藥物在眼部的安全性或藥效數據是非常重要的。眼睛是一個(gè)復雜的組織系統，整合成一個(gè)功能性的感覺(jué)器官。

書(shū)接上回《常用實(shí)驗動(dòng)物的眼部比較解剖學(xué)》，本文咱們繼續討論眼部其它組織的解剖等特點(diǎn)。

07、 房水

房水是一種透明的水樣液體，含有離子、蛋白質(zhì)和其他營(yíng)養物質(zhì)。它為角膜、晶狀體、小梁網(wǎng)等無(wú)血管的結構提供營(yíng)養，并清除廢物。它在維持眼壓、眼球形狀，以及眼睛的屈光系統等方面起著(zhù)重要作用。

房水處于相對快速流動(dòng)的恒定狀態(tài)，并受晝夜波動(dòng)的影響。流速是評估藥物在眼前節的相對動(dòng)力學(xué)時(shí)的一個(gè)重要考慮因素。當評價(jià)藥物在眼前節的相對動(dòng)力學(xué)時(shí)，流速是一個(gè)重要的考慮因素。較高的流速可能有助于增加清除率。完全循環(huán)周轉可能只需要一個(gè)小時(shí)。各種屬的平均房水流速見(jiàn)表1.4，平均房水量見(jiàn)表1.5。

表1.4 平均房水流速(μL/min)

表1.5 平均房水量（μL）

08、虹膜、睫狀體、小梁網(wǎng)和房水

虹膜是肌肉發(fā)達的隔膜，通過(guò)放大或縮小瞳孔來(lái)控制進(jìn)入眼內的光線(xiàn)量。它是圓環(huán)狀的，除了豬的虹膜是一個(gè)具有豎直裂縫的橢圓形。虹膜將房水分隔為兩個(gè)腔室。前房代表角膜和虹膜之間的空間，后房代表晶狀體和虹膜之間的空間。虹膜在虹膜角膜角（前房角）與角膜相連。

睫狀體位于后房，負責房水的產(chǎn)生、晶狀體調節和房水經(jīng)葡萄膜鞏膜外流。睫狀體主要由睫狀肌組成，但具有絨毛樣的放射狀突起，其被稱(chēng)為睫狀突，并負責房水的產(chǎn)生。睫狀突也通過(guò)被稱(chēng)為懸韌帶的蛋白絲與晶狀體相連。懸韌帶將晶狀體固定在適當的位置，并允許睫狀肌對晶狀體施加作用力以進(jìn)行調節。

來(lái)源于血漿的房水由睫狀突的上皮細胞分泌到后房。它通過(guò)瞳孔流入前房，大部分經(jīng)小梁網(wǎng)在虹膜角膜角處流出。

位于前房虹膜角膜角的小梁網(wǎng)由交聯(lián)的膠原纖維網(wǎng)和一些內皮樣細胞組成。它將房水過(guò)濾入Schlemm管（并非所有種屬中均存在）、集液管、房水靜脈，最后進(jìn)入靜脈循環(huán)。這構成了常規的流出途徑，占房水流出的大部分。小梁網(wǎng)損傷或虹膜角膜角變窄可導致流出量改變，引起眼內壓升高或下降。

房水流出的非常規途徑，又稱(chēng)葡萄膜鞏膜途徑，包括房水經(jīng)睫狀體上腔引流至鞏膜和脈絡(luò )膜。它很難測量，因此，與實(shí)際排出的房水量相關(guān)的數值范圍很廣。一些人估計它可能是一個(gè)主要的房水流出通道。例如，有報道，在人類(lèi)中葡萄膜鞏膜途徑可占房水總流出的 4-60%，在兔中占 3-8%，而在非人靈長(cháng)類(lèi)動(dòng)物中高達 60%。目前，認為該途徑是實(shí)驗動(dòng)物房水的次要流出途徑。

09、晶狀體

晶狀體可對入射光焦點(diǎn)進(jìn)行最終微調，它由3個(gè)主要部分組成：

晶狀體囊：晶狀體囊是包圍晶狀體的膠原膜，通過(guò)彈性張力提供支撐。

晶狀體上皮：該結構位于前囊膜下方的一層。晶狀體上皮細胞提供穩態(tài)支持，并具有再生能力。隨著(zhù)年齡的增長(cháng)，它們遷移到晶狀體赤道部，壓縮成細長(cháng)形式，失去細胞核，成為新的晶狀體纖維。

晶狀體纖維：晶狀體纖維是含有晶狀體蛋白的細長(cháng)的透明細胞，晶狀體蛋白對晶狀體的折射特性至關(guān)重要。晶狀體纖維沒(méi)有散射光的內部細胞器，如細胞核、內質(zhì)網(wǎng)和線(xiàn)粒體。它們依靠房水提供營(yíng)養和清除廢物。晶狀體纖維分為皮質(zhì)和核。晶狀體蛋白是一組結構復雜的水溶性蛋白質(zhì)，在晶狀體纖維內排列緊密，以增加晶狀體的折射率，同時(shí)保持透明度。晶狀體纖維根據其“年齡”和位置分為皮質(zhì)纖維和核纖維。晶狀體外層較新的、較軟的晶狀體纖維是皮質(zhì)纖維。隨著(zhù)年齡的增長(cháng)，新的皮質(zhì)纖維的發(fā)育使其受到更多的壓迫。位于更中央，成為晶狀體核的一部分的則是核纖維。晶狀體核隨著(zhù)年齡的增長(cháng)將變得更大、更硬，因為更多的晶狀體纖維將被整合入該區域。

各個(gè)物種的晶狀體大小和形狀不同，參見(jiàn)表 1.6。在嚙齒類(lèi)動(dòng)物中，晶狀體約占整個(gè)眼睛體積的 70%。

在討論晶狀體的各區域時(shí)，術(shù)語(yǔ)類(lèi)似于地球的描述。前極是指前表面的中心，后極是后表面的中心。晶狀體在赤道處分為兩個(gè)半球，而赤道則是兩個(gè)極之間的圓周。

表1.6 晶狀體形狀和尺寸比較

10、玻璃體

除小鼠和大鼠外，玻璃體占據了眼睛體積的大部分。玻璃體澄清、呈凝膠狀，主要由水、一些透明質(zhì)酸、少量鹽和少量細胞所組成。它還具有由膠原蛋白和一些蛋白質(zhì)組成的超微結構，使其具有凝膠樣的稠度。隨著(zhù)玻璃體的老化，它變得不像凝膠，而更像水，且其無(wú)再生能力。被移除的玻璃體最終將被房水替代。玻璃體的流動(dòng)已有報道，但是否存在前后對流，或該流動(dòng)是否為與掃視性眼球運動(dòng)相關(guān)的剪切力的結果，仍存在爭議。無(wú)論如何，玻璃體液并不是完全停滯的。

平均玻璃體體積見(jiàn)表 1.7。對于人類(lèi)，報道的范圍約為 3.5-5.4 mL，然而，如表所示。目前可接受的平均值為 4 mL。了解玻璃體的體積以及玻璃體腔的一般形狀，對于確定動(dòng)物與人類(lèi)的比例比較，在玻璃體注射的藥理學(xué)和毒理學(xué)研究中考慮供試品在玻璃體內的擴散，及其與視網(wǎng)膜神經(jīng)感覺(jué)層的接觸是非常重要的。

表1.7 各種屬平均玻璃體體積（mL）

11、眼底、視網(wǎng)膜和脈絡(luò )膜

“眼底”這個(gè)術(shù)語(yǔ)代表了當有足夠的光源直接透過(guò)瞳孔進(jìn)行觀(guān)察時(shí)，可以在眼睛后部看到的所有結構。它包括視神經(jīng)乳頭、視網(wǎng)膜血管、視網(wǎng)膜神經(jīng)感覺(jué)層、色素上皮層、反射絨氈層（對于存在該結構的種屬）和脈絡(luò )膜血管（當其沒(méi)有被色素遮蔽時(shí)）。眼底視圖的多樣性示例見(jiàn)圖 1.3。

圖1.3 a食蟹猴具有黃斑和視盤(pán)，其眼底血管營(yíng)養該區域，與人類(lèi)似；b 犬眼底顯示出反射性的絨氈層；貓類(lèi)似。c 小型豬的眼底有色素變化，在其視神經(jīng)乳頭上方的無(wú)色素區域可見(jiàn)脈絡(luò )膜血管；d 白化兔子有髓鞘化的神經(jīng)纖維和血管分布，在視神經(jīng)乳頭上方和下方有清晰可見(jiàn)的脈絡(luò )膜血管：e 白化大鼠具有從視神經(jīng)乳頭處延伸的放射狀血管；小鼠類(lèi)似。

顯然，各種屬間存在著(zhù)較大的差異，這對于種屬選擇和藥物相關(guān)眼部變化的解釋均很重要。人類(lèi)的眼底與非人靈長(cháng)類(lèi)動(dòng)物最為相似，包括黃斑和中心凹等其它實(shí)驗動(dòng)物中所沒(méi)有的特殊結構。

視神經(jīng)乳頭又稱(chēng)視盤(pán)或盲點(diǎn) （因該區域無(wú)視網(wǎng)膜神經(jīng)感覺(jué)層），是視神經(jīng)以及視網(wǎng)膜主要的動(dòng)靜脈進(jìn)入眼內的入口。它的髓鞘化（在大多數情況下）使其呈白色外觀(guān)。視神經(jīng)乳頭在眼內的位置可能有所不同，通常遠離視力中心區域（圖 1.3）。在兔子中，髓鞘在視神經(jīng)乳頭兩側的水平面上延伸到神經(jīng)纖維中。視神經(jīng)乳頭也是杯狀的，兔子的視杯是各實(shí)驗動(dòng)物中較深的。慢性眼壓升高（青光眼的特征）可影響視神經(jīng)乳頭形狀和方向的改變。

視網(wǎng)膜血管為視網(wǎng)膜內層結構如間質(zhì)細胞和神經(jīng)節細胞提供營(yíng)養。同時(shí)，視網(wǎng)膜血管系統為視網(wǎng)膜提供結構支持，并幫助散發(fā)與進(jìn)入眼睛的光能相關(guān)的熱量。大多數實(shí)驗動(dòng)物以及人類(lèi)在整個(gè)視網(wǎng)膜內層都有發(fā)育良好的視網(wǎng)膜血管系統，稱(chēng)為 holangiotic。而兔子是例外，其視網(wǎng)膜血管系統被稱(chēng)為 merangiotic，其中視網(wǎng)膜血管被限制為從視神經(jīng)輻射的水平面上的軸向血管（圖 1.4)。

圖1.4 兔眼底熒光素血管造影呈現merangiotic 血管排列。其視網(wǎng)膜血管僅限于視網(wǎng)膜神經(jīng)感覺(jué)層的一個(gè)小區域（左上角)。彩色插圖和箭頭示意造影片中血管的一般區域

視網(wǎng)膜神經(jīng)感覺(jué)層由數層結構所組成（圖1.5）。最外層是光感受器，由視錐細胞和視桿細胞組成，與光線(xiàn)反應，使視覺(jué)成為可能。一般而言，視錐細胞負責白天的色覺(jué) （波長(cháng)由視錐細胞外段的視紫紅質(zhì)的亞型決定）和更高的視覺(jué)靈敏度。它們需要充足的光線(xiàn)才能發(fā)揮作用。視桿細胞是為弱光的功能而設計的，視覺(jué)靈敏度較低，對顏色不敏感。在大多數脊椎動(dòng)物中，視桿細胞的數量超過(guò)視錐細胞。隨后的層包括外核層，由光感受器的細胞核組成。其次是外叢狀層，即光感受器和雙極細胞之間的突觸。而雙極細胞、無(wú)長(cháng)突細胞、水平細胞和Müller細胞位于內核層。這些細胞參與分子伴侶和二次信號處理。這些細胞與神經(jīng)節細胞層之間的突觸稱(chēng)為內叢狀層。神經(jīng)節細胞層包含神經(jīng)節細胞體，在信號傳遞到大腦視覺(jué)皮層之前，神經(jīng)節細胞體進(jìn)一步處理信號。最內層，即神經(jīng)纖維層，由神經(jīng)節細胞的軸突組成，它們走向并形成視神經(jīng)。覆蓋在神經(jīng)纖維層上的是一層被稱(chēng)為內界膜的保護膜。

圖1.5 非人靈長(cháng)類(lèi) NHP和 Sprague Dawley 白化大鼠視網(wǎng)膜細胞解剖結構的比較，將視網(wǎng)膜色素上皮RPE 對準。注意 NHP 內核層和神經(jīng)節細胞層中信號處理細胞的數量明顯較多。

該膜可作為玻璃體內注射藥物（如某些腺相關(guān)病毒(AAV)載體）的屏障，防止暴露于潛在的細胞結構。這些視網(wǎng)膜內的細胞厚度或數量因位置而異，從中央（通常細胞密度較高，視覺(jué)較敏銳）到周邊（通常信號處理細胞/感光細胞較少）皆不同。這些層的組成也可能因物種不同而有很大的差異。圖 1.5 比較了食蟹猴視網(wǎng)膜和 Sprague Dawley 大鼠視網(wǎng)膜的顯微鏡視圖。猴子是一種以視覺(jué)為導向的動(dòng)物，而夜行性的大鼠視力相當差（在黑暗環(huán)境中不需要良好的視力），這可從兩只眼睛復雜程度的相對差異中明顯看出。

大多數動(dòng)物的視網(wǎng)膜上都有一個(gè)視錐細胞密度較高的區域，用于增加視覺(jué)敏銳度。它通常在視網(wǎng)膜的中央區城，該中央區域的視覺(jué)往往是最重要的，但并不總是如此（兔是一個(gè)例外）。在人類(lèi)和非人靈長(cháng)類(lèi)動(dòng)物中，該區域稱(chēng)為黃斑。在黃斑中有一個(gè)較小 (1-2 mm）的區域被稱(chēng)為中心凹，僅含有視錐細胞，負責大多數高分辨率的日間視覺(jué)。黃斑由于其淡黃色的色素沉著(zhù)，易于被發(fā)現。該色素可以過(guò)濾紫外線(xiàn)，具有保護作用。中心凹區域缺乏常見(jiàn)的視網(wǎng)膜細胞和視網(wǎng)膜血管，以使光線(xiàn)以盡可能少的中斷到達光感受器（圖 1.6）。這導致視網(wǎng)膜的凹陷，其即為黃斑中心凹（圖 1.7）。

圖1.6食蟹猴黃斑區的熒光血管造影圖，顯示中心凹無(wú)血管區（直徑約 1 mm）

圖1.7 食蟹猴黃斑中心凹的 H&E 組織學(xué)切片

在其它物種中，視錐細胞集中的區域根據其形狀通常被稱(chēng)為中央區域或條紋狀視覺(jué)區域。圖 1.8 顯示了其形狀和一般位置的一些示例。由于缺乏黃斑中存在的黃色色素，因此難以肉眼檢測。

圖1.8 視神經(jīng)乳頭 ONH 和中央/條紋狀視覺(jué)區域（暗區）的相對位置示例。(a）人和非人靈長(cháng)類(lèi)動(dòng)物 （b）犬（c）小型豬（d）兔。值得注意的是，覓食/狩獵的物種具有更集中的視錐細胞，而地面生存的兔（豬物）主要關(guān)注從上方接近的捕食者，具有較高的視覺(jué)區域排列。S上側，I下側，N 鼻側，T顳側

在光感受器下面是一層上皮細胞，稱(chēng)為視網(wǎng)膜色素上皮（RPE），即使是白化的動(dòng)物。這些細胞負責光感受器的維持和營(yíng)養。它們僅松散地附著(zhù)在光感受器上，因此，該連接處是視網(wǎng)膜脫離的主要位置，無(wú)論是在體內還是在組織學(xué)處理過(guò)程中。在非白化動(dòng)物中，這些細胞含有不同程度的黑色素。

透明絨氈層是一種藍色/綠色/黃色的反射層，在非臨床研究的實(shí)驗動(dòng)物中，僅犬和貓才有此層結構。其大小因動(dòng)物而異，位于眼底上半部。人們認為，這種結構的反射特性在昏暗的光線(xiàn)情況下反射加強了光線(xiàn)，從而增強了弱光視覺(jué)。然而，由于光線(xiàn)現在是彌散的，它不會(huì )增加視覺(jué)的敏銳度。具有絨氈層的物種之間存在各種結構差異。犬和貓在 RPE 下方的脈絡(luò )膜區域均有一層層狀細胞，因此，它可被認為是脈絡(luò )膜層的一部分。該層細胞呈細長(cháng)多邊形，它們含有桿狀結構，通常與視網(wǎng)膜平行排列。其細胞深度、桿狀結構的數量以及它們的精確定位都會(huì )影響所反射的波長(cháng)（顏色）。在具有反射性絨氈層的眼睛中，覆蓋在 RPE 上的色素較少或根本沒(méi)有色素（否則會(huì )破壞放大光線(xiàn)的目的），從而使絨氈層的顏色顯示出來(lái)。據報道，犬的眼睛中心厚度范圍為 18-20 層細胞，而貓的眼睛中心略厚，約為 35 層細胞。這一層結構對藥物在眼內的藥代動(dòng)力學(xué)/組織分布的潛在作用尚不清楚。已有文獻證明 Bruch 膜在絨氈層區域更薄或不存在。

與視網(wǎng)膜相關(guān)的最外層是脈絡(luò )膜。脈絡(luò )膜是由多種色素組成的血管層，可為外層視網(wǎng)膜提供營(yíng)養并清除 RPE 和光感受器中的廢物。在脈絡(luò )膜的最內層區域，在RPE 層下方有一個(gè)稱(chēng)為 Bruch 膜的結構。該結構有5層，其厚度為2-4 μm。它是血-視網(wǎng)膜屏障的重要組成部分，隨年齡增長(cháng)有增厚的趨勢。RPE 須將營(yíng)養物質(zhì)和廢物運輸路過(guò) Bruch 膜，它與年齡相關(guān)的增厚被認為可能會(huì )導致廢物堆積和玻璃膜疣（黃斑變性的前兆）的形成。脈絡(luò )膜的最外層區城與鞏膜相鄰。鞏膜和脈絡(luò )膜之間的區城，即脈絡(luò )膜上腔，可接受少量液體或混懸液的給藥，且已有報道稱(chēng)這是長(cháng)效給藥的另一眼內給藥途徑。

小 結

眼睛由許多單獨的組織組成，它們共同作用，聚焦反射光，捕獲圖像，并通過(guò)視神經(jīng)將該圖像處理和傳輸到大腦。本篇中的解剖學(xué)描述討論了這些結構的少量信息，供從事眼部或毒理學(xué)研究的讀者了解。各結構的性質(zhì)及其如何作為一個(gè)整體相互作用，可探索參考文獻中的更多內容。

參考文獻

[1] Weir A B, Collins M. [Molecular and Integrative Toxicology] Assessing Ocular Toxicology in Laboratory Animals || Comparative Ocular Anatomy in Commonly Used Laboratory Animals [J].2013, 10.1007/978-1-62703-164-6(Chapter 1):1-21.DOl: 10.1007/978-1-62703-164-6_1.