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Physiologie de la cornée
PHYSIOLOGIE DE LA CORNEE
I INTRODUCTION
Prolongement antérieur de la tunique externe (sclérotique), a pour fonction
•
Protection des milieux endoculaires
•
Zone d’échange avec le monde extérieur
Participe avec la conjonctive et la zone de transition limbique, le concept de SURFACE
OCULAIRE
Transparence ; fonction complexe, met en jeu plusieurs facteurs
•
Qualité du film lacrymal, régularité surface épithéliale
•
Absence de vascularisation
•
Organisation particulière ; 3 types de ¢
•
Pompe endothéliale régulatrice de l’hydratation
Puissance dioptrique = 43,5d : 2/3 du pouvoir réfractif de l’oeil
II RAPPEL ANATOMIQUE
1. ANATOMIE MACROSCOPIQUE
•
1/6 de la tunique extérieure de l’oeil
•
Cornée ;
•
–
Face antérieure: ovoïde, grand axe horizontal
–
Face postérieure: circulaire
Ø moyen = 11,5mm (variable ; individus, sexe, âge)
–
Horizontal = 12,6 (11 - 12)
–
Vertical = 11,7 (9 - 11)
Anis FEKI CPC
Physiologie de la cornée
•
Surface cornéenne = 1,3cm2 (7% du GO)
•
Surface postérieure plus sphérique que surface antérieure : cornée plus mince au
centre
–
Centre = 520μm
–
Périphérie = 650μm et plus
2. ANATOMIE MICROSCOPIQUE
Cornée est constituée de 5 couches
1. Epithélium
Epithélium pavimenteux stratifié non kératinisé
Indissociable du film lacrymal
2. Membrane de Bowman
Couche acellulaire
Ne peut se remplacer; toute rupture
tissu cicatriciel générant des opacités
définitives
3. Stroma
•
Consitue 90% de l’épaisseur cornéenne
•
Composée de 3 éléments
1. Fibres de collagène
•
200 à 250 lamelles empilées, orientation hautement organisée
•
Le Ø des fibrilles de collagène ↑ de la superficie vers la profondeur et
du centre vers la périphérie
•
Fibrilles de collagène ; agencement de microfibrilles constituées
d’unités de tropocollagène avec une périodicité de 64nm
•
Collagène ; 70% du poids sec de la cornée
•
Type I +++
•
Lamelles ; double rôle
•
Anis FEKI CPC
•
Transparence de la cornée
•
Résistance mécanique à la pression
Rôle de chaque type de collagène mal connu
Physiologie de la cornée
•
Type I et III ;
R mécanique
•
Type V ;
Transparence cornéenne
2. Kératocytes ou fibrocytes
•
¢ de type conjonctif ; plates, étoilées, disposée // surface de la cornée et aux lamelles
de collagène
•
Noyau ; volumineux, aplati, bords réguliers
•
Cytoplasme granuleux pauvre en organites (faible activité métabolique)
•
3 à 5% du volume stromal
•
Peuvent entrer dans une phase fibroblastique si blessure ou oedème aigu
•
Propriétés
1. Synthèse Glycoprotéines (fibres de collagène)
2. Synthèse protéoglycanes
•
Autres ¢; ¢ de Schwann et ¢ immunocompétentes
3. Matrice exra-cellulaire
•
Composée de protéoglycanes (GAG)
1. Kératane-sulfate 60%
2. Chondroïtine sulfate
3. Dermatane sulfate
4. Decorin
5. lumican
•
Rôle ; régulation de l’hydratation stromale
4. Membrane de Descemet
Mb résistante, amorphe, élastique, fortement PAS+
Secrétée par l’endothélium
Résistante aux enzymes protéolytiques
5. Endothélium
Couche mono-¢ ;
1. ¢plates
2. Régulières
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Physiologie de la cornée
3. hexagonales
4. 5μm de hauteur et 15-20μm largeur
Densité ¢ ; 3500¢/mm2 ; adulte jeune (↓ âge)
•
Interdigitations et complexes jonctionnels : empêchent l’eau d’entrer dans le stroma
•
Amitotique, en cas de traumatisme, les ¢ voisines s’étalent, ↑taille et comblent
l’espace
•
•
Stress
•
Pléomorphisme : perte de la structure hexagonale
•
Polymégathisme : augmentation de la taille de la ¢
Les ¢ ont un triple rôle
•
Synthèse
•
Barrière interne
•
Transport actif
Déturgescence cornéenne
LIMBE
•
Zone de jonction entre périphérie cornéenne et la sclère
INNERVATION CORNEENNE
•
Tissu périphérique le plus richement innervé
•
Fournie par 2 grands nerfs
–
Nerf nasociliaire : branche du V
–
Fibres sympathiques : ganglion cervical
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III COMPOSITION CHIMIQUE
•
On retrouve dans la cornée les constituants habituels ;
–
H2O
78%
–
Protéines (collagène)
16%
–
Glucides (mucopolysaccharides)
4%
–
Lipides
1%
–
Sels minéraux
1%
o Collagène
•
La molécule de collagène présente 4 niveaux de structures
–
Structure primaire
C’est la séquence des acides aminés (19)
Glycine, proline et hydroxyproline +++
–
Structure secondaire
Il s’établit des liaisons hydrogènes entre ces acides aminés, qui donnent à la molécule une
structure hélicoïdale
–
Structure tertiaire
Ces chaines se réunissent par trois, pour former des macromolécules de tropocollagène
–
Structure quaternaire
Ces macromolécules de tropocollagène se réunissent à leur tour pour former des fibrilles de
collagène ; les macromolécules se disposent en plusieurs chainettes parallèles unies par une
mucopolysaccharide de structure
IV METABOLISME
•
L’activité métabolique de la cornée est relativement lente ; elle intéresse les ¢ des trois
couches de la cornée
–
C’est principalement au niveau des ¢ épithéliales que se fait la dégradation des
glucides qui produit de l’énergie indispensable aux autres activités
–
C’est au niveau des kératocytes que se fait la synthèse du collagène et des
mucopolysaccharides
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Physiologie de la cornée
–
Et c’est l’endothélium qui règle le taux d’hydratation de la cornée
¾ Sources du métabolisme cornéen
•
La cornée établit ses échanges avec 3 milieux :
–
les larmes fournissent essentiellement l’oxygène (l’épithélium consomme 90%
de l’oxygène absorbé)
–
les vaisseaux limbiques fournissent les grosses molécules
–
l’humeur aqueuse fournit l’eau et les petites molécules
¾ Perméabilité cornéenne
•
La cornée se comporte comme
–
une membrane semi-perméable dont les couches antérieures et postérieures
règlent les échanges hydriques
•
La nutrition de la cornée dépend de la diffusion de l’O2 du glucose et
d’autres substances
•
–
Diffusion des drogues à travers la cornée a un intérêt clinique
Membrane plasmatique, deux sortes de mécanismes interviennent
•
Passifs
•
actifs
¾ Diffusion intraoculaire des agents pharmacologiques
•
Volume normal des larmes ; 7 - 9μl
•
Capacité maximale du cul de sac ; 20 - 30μl
•
Epithélium ; diffusion des drogues hydrophobes liposolubles et freine diffusion des
drogues hydrophiles ionisées. Les conservateurs favorisent la pénétration des drogues
(altération de la barrière épith)
•
Stroma ; diffusion des drogues hydrophiles et freine diffusion des drogues
liposolubles
•
Endothélium ; empêche la diffusion des grosses molécules
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V APPORTS NUTRITIONNELS
•
Le glucose et les nutriments sont apportés par l’humeur aqueuse et accessoirement par
les vaisseaux limbiques et le film lacrymal
•
Le glucose traverse l’endothélium par transport actif
•
Le métabolisme du glucose ;
–
Aérobie ; Glucose → acide pyruvique (cycle de Krebs)
–
Anaérobie ; Glucose → acide pyruvique → acide lactique → libéré dans le
milieu extra-¢ → acidose
•
La cornée consomme entre 40 et 90μg de glucose/H dont 40% pour l’épithélium
•
L’O2 provient essentiellement du film lacrymal et secondairement des vaisseaux
limbiques et de l’humeur aqueuse
VI PROPRIETES OPTIQUES
1. Transmission de la lumière
Le taux de transmission de la lumière par la cornée ↑ avec la longueur d’onde dans le
spectre de la lumière visible
2. Réfraction de la lumière
1. Interface antérieur air-cornée ; pouvoir réfractif↑↑; 48D
2. Interface post humeur-endothélium ; pouvoir réfractif; -5D
3. Pouvoir réfractif total ; 43D
3. Réflexion de la lumière
4. Comportement mécanique
1. Cornée ; résistance mécanique à la Pression très importante > sclère
2. Structure viscoélastique
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VII TRANSPARENCE CORNEENNE
1. Mécanismes de régulation de l’hydratation cornéenne
1. Fonctions de l’endothélium
¾ La barrière endothéliale
o due aux jonctions inter -¢ serrées ; tight junctions;
•
Perméables à l’eau, petites molécules
•
Arrêtent les grosses molécules
o Est 3 fois plus perméable à l’eau que la barrière épithéliale
¾ La fonction de pompe endothéliale repose sur ;
o L’ATPase Na+/K+
–
Parois basolatérales de la ¢
–
Na+ hors de la ¢, et K à l’intérieur de la ¢
o Anhydrase carbonique intra-¢; ε ions HCO3o Echangeur Na/proton
–
Fait entrer du Na+ du stroma vers l’intérieur de la ¢ endothéliale
–
Fait sortir des H+ de la ¢ vers le stroma
o Cotransporteur Na/Bicarbonate
–
Fait sortir de la ¢ 2 ions HCO3- et 1 ion Na+ vers l’humeur aqueuse
o Voie d’élimination apicale du bicarbonate
–
–
R central dans la physiologie des flux aqueux à travers l’endothélium
Les mouvements d’eau à travers l’endothélium se font en fonction du gradient
osmotique
–
Globalement la concentration en ions Na+ est plus importante dans le stroma que dans
l’humeur aqueuse (activité ionique plus faible dans le stroma; liés aux GAG)
–
L’↑de l’activité ionique des ions HCO3- et Na+ dans l’humeur aqueuse crée un
gradient osmotique entre le stroma et la chambre antérieure et donc un flux d’eau du
stroma vers la chambre antérieure à travers les ¢ endothéliales et les espaces inter-¢
2. Fonctions de l’épithélium
o La barrière épithéliale repose sur ;
1. Jonctions étanches ; tight junctions de type zonula occludens
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2. Glycocalix ; surface des ¢ épithéliales
o Il existe un transport ionique de l’épithélium ; rôle dans le maintien de
l’hydratation du stroma est mineur
3. Evaporation à la surface cornéenne
Joue un rôle relatif dans la fonction de déturgescence du stroma
2. Mécanismes d’inhibition de la réaction inflammatoire et de l’angiogenèse
•
Transparence cornéenne ; la cornée est dépourvue de ¢ inflammatoires et de vaisseaux
•
Processus physiologiques immunitaires
limitent la réaction inflammatoire
de la cornée
•
Néovascularisation cornéenne apparaît dans des circonstances pathologiques
–
Vaisseaux anormaux se développent à partir des ¢ endothéliales des plexus
péricornéens et envahissent le stroma et/ou l’épithélium en se dirigeant vers le
site lésionnel
–
Cornée normale ; des facteurs antiangiogéniques ; PEDF, Il4, TGF-ß
VIII MAINTIEN DES BARRIERES EPITHELIALES ET ENDOTHELIALES
1. Renouvellement de l’épithélium cornéen
1. La barrière épithéliale
• Empêche l’invasion du stroma par des micro-organismes
• Régulation de l’hydratation cornéenne
2. Renouvellement permanent de l’épithélium
maintien de cette barrière
• Après désépithélialisation
- La couche basale se reforme à partir de l’épithélium germinatif limbique
- Epithélium se reconstitue en 5 – 7J
- Epithélium mature en 30 J
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- Reépithélialisation nécéssite une réinnervation
- Le renouvellement complet de l’épithélium se fait sur 1 à 2S
2. Endothélium
• Tissu très stable
• Incapable de se multiplier par mitose après naissance
• Les ¢ endothéliales sécrètent une membrane basale ; la membrane De
Descemet (son épaisseur ↑ avec l’âge)
IX CICATRISATION CORNÉENNE
•
Procéssus de cicatrisation ;
1. Phase de détersion du tissu lésé
2. Phase de prolifération et de migration ¢
3. Phase de réparation
4. Phase d’arrêt progressif du processus cicatriciel
•
Vitesses de cicatrisation de la cornée sont variables
1. Cicatrisation épithéliale ; quelques heures – quelques jours
2. Mb basale épithéliale et mb de Descemet ; plus de 6 mois
3. Stroma ; plusieurs années
4. Membrane de Bowman ne se reconstitue jamais
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Lésion épithéliale
Cicatrice avec restitution ad integrum de l’anatomie et de la physiologie épithéliale
Lésion stromale ou endothélio-descemetique
Cicatrice définitive + altérations des fonctions physiologiques du stroma ou de
l’endothélium
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