Silent Thief of Sight——青光眼導論(上)


責任編輯/何亨晨

核稿編輯/林翊庭

圖說美編/柯岱君

審閱/柯美蘭醫師(台大醫院新竹分院眼科主任)


難度:★★★☆☆

應備知識:眼球構造、神經膠細胞

連結大學:解剖學


  相信大家出門在外都怕遇到瘋狂炸彈客、恐怖攻擊、靈異事件之類的怪事,但最擔心的應該是遇到很厲害的扒手,在毫無知覺的狀況下,家當被整個摸走,一定會瘋掉。那如果這個扒手偷走的不是錢財、不是信用卡,而是我們的視力呢?那位神通廣大的扒手就是青光眼。

  青光眼在今年被預估影響全球7960萬人的視力,其中1120萬人因此接近全盲[1]。它會讓視神經纖維萎縮,讓我們視力衰退、視野縮小,最後視力完全喪失。回想一下以前學過的,近視是因為物體經過角膜、水晶體的折射成像在視網膜前面,那這個足以剝奪人視力的可怕疾病又是如何在眼睛內運作的呢?

房水循環(Aqueous Humor Circulation)

  首先,眼球之所以能夠維持球狀,是因為內部有壓力抵抗組織內陷,這股壓力就是我們常聽到的眼壓。眼壓的形成要追溯到充滿眼睛前房和後房的房水,它是由睫狀體上的一群上皮細胞分泌,流動於角膜和水晶體之間的透明液體,成分跟血漿類似,就像是一碗很營養的湯裡面泡著沒有血管的角膜和水晶體,維持它們的正常代謝。

圖一 眼球前半部分組織的相對位置

  這時大家應該會想:那房水要怎麼回收呢?沒錯!就跟淋巴會經由胸管回到血液循環一樣,在虹膜和角膜的夾角處有個我們稱為隅角的地方,房水會從那裏通過像是排水溝的篩狀小樑和史氏管,部分讓虹膜吸收,其餘大部分回到鞏膜周圍的靜脈中,完成回收。

  這樣房水的生成與回收形成一個循環,在健康的狀況下,房水有時多一點,有時少一點,帶動眼壓的起伏,大約會維持在12-20mmHg之間。

圖二 房水的生成與回收構造

  如果說房水循環的排水系統出了問題,房水累積過多造成眼壓升高,就有可能引發高壓型的青光眼。依照排水系統的狀況,我們可以分類出三種類型的青光眼。

隅角開放型青光眼(Open-Angle Glaucoma)

  在2013年的一份研究顯示,全球估計約有3.05%的人患有隅角開放型青光眼(open-angle glaucoma)[2],因為隅角的篩狀小樑和史氏管被一些細小的物質逐漸堵住,房水漸漸累積,眼壓也跟著上升,過高的壓力壓迫到後方的視神經網,造成視神經毀損,這通常是慢性、長期的青光眼病變。這裡要注意,不是所有的隅角開放型青光眼都會出現眼壓上升的症狀,在一份研究中,亞洲有46.9%到92.3%的隅角開放型青光眼患者並沒有較高的眼壓(IOP ≤21 mmHg)[3],有可能是因為滋養視神經的血液灌流不足,或是天生基因的缺陷造成神經細胞對於壓力的容忍度較低,導致就算沒有過高的眼壓,視神經仍然受到損傷,我們稱這類型的青光眼為正常眼壓型青光眼(Normal Tension Glaucoma)。

隅角閉鎖型青光眼(Angle-Closure Glaucoma)

  2013年,隅角閉鎖型青光眼的罹患人數預估約為全球人數的0.5%[2],這是因為隅角較狹窄,而容易被周圍的虹膜機械性阻塞,房水無法宣洩,造成慢性或急性的眼壓上升。若為急性發生,通常會伴隨眼部的腫脹與疼痛以及偏頭痛,需要緊急就醫治療。

圖三 左為開放型青光眼,右為閉鎖型青光眼

  不論是哪一種類型的青光眼,最終都會演變成視神經的損傷,在我們了解神經怎麼毀損之前,先來認識一下這個嬌貴不能受到傷害的第二對腦神經——視神經(Optic Nerve)和他的同伴們,他們聯手創造出了視覺,讓我們可以看到這個美麗的世界。

視覺路徑(Visual Pathway)

  從視網膜開始,除了有我們已經學過的錐狀細胞和桿狀細胞,它們是特化的光感受器,還有水平細胞、雙極細胞、無軸突細胞負責整合訊息。視覺訊息接著傳遞到視神經節細胞。視神經節細胞的軸突很長,在視網膜上廣泛的分布,它們就像錯綜複雜的電線包覆整個眼底的表層,我們稱為視神經纖維。這些軸突在視神經盤上整理成一束電纜,穿過視網膜的其他組織離開眼球(註2),我們稱為視神經。經過視交叉(註3)成為視束。大部分的軸突終止於外側膝狀體,視覺訊號也在此中繼,最後傳遞到大腦皮質視覺區,形成視覺。

圖四 視網膜細胞的分布
圖五 從眼球到大腦皮質的視覺路徑
神經膠細胞(Glial Cells)

  除了這些傳遞視覺訊號的神經細胞們,神經膠細胞也是同等的重要。你可以想像他們就是父母,神經細胞是我們,在我們寫功課、準備考試的時候,不需要擔心三餐、水電還有其他光想就覺得麻煩的瑣事,因為父母都幫我們處理完了,神經膠細胞就是這樣照顧著神經細胞(註4)。

  還記得生成髓鞘的許旺細胞嗎?他們就是一種神經膠細胞,可以幫助周圍神經系統傳導神經衝動、滋養神經元和調節眾多物質的濃度。在視網膜上我們有米勒細胞(Müller Cells)擔任視神經細胞們的輔助的角色,它們雖然不會形成髓鞘,但它們可以營養神經元、清除有害物質、調節神經傳導物質的濃度以維持神經細胞的健康。離開視網膜之後,米勒細胞的工作由寡突膠質細胞(Oligodendrocytes)(註5)接手,負責視神經到大腦皮質的父母工作。

  講了這麼多,我們回到青光眼複雜的致病機制。簡言之,過高的眼壓會增加細胞環境中的氧化壓力(Oxidative Stress)(註6),也會使米勒細胞的粒線體功能失常,同時還會讓免疫系統出現錯誤,導致米勒細胞失去功能以及視神經節細胞發生細胞凋亡(Apoptosis)。當這些視神經節細胞逐漸死亡,視力便開始衰退,視野也漸漸出現缺陷,最終大部分的視神經節細胞死亡,眼睛可能只剩下感光能力甚至全盲。

圖六 青光眼的致病機制簡圖

  目前為止,青光眼因為牽扯到複雜的眼睛和神經細胞,仍然有很多機制等著專家去研究,而每一種青光眼的致病機制背後或許都有數種新興的治療方法,希望在這條研究之路上能夠穩定更多病友的病情,讓他們能繼續用自己的眼睛收集世界上無處不在的感動。

讀完文章,你應該要知道:

  1. 位於眼睛前房和後房中的房水,是由睫狀體上的上皮細胞分泌,從篩狀小樑和史氏管回到血液循環。

  2. 青光眼從解剖構造上可以簡單分成隅角開放型和隅角閉鎖型,其中隅角開放型也包括高眼壓及正常眼壓型的青光眼。

  3. 高眼壓容易造成米勒細胞失去功能,進而導致視神經節細胞死亡。

參考資料:

1. Quigley, H. A., & Broman, A. T. (2006). The number of people with glaucoma worldwide in 2010 and 2020. The British journal of ophthalmology, 90(3), 262–267.

2. Tham, Y. C., Li, X., Wong, T. Y., Quigley, H. A., Aung, T., & Cheng, C. Y. (2014). Global prevalence of glaucoma and projections of glaucoma burden through 2040: a systematic review and meta-analysis. Ophthalmology, 121(11), 2081–2090.

3. Kim, K. E., & Park, K. H. (2016). Update on the Prevalence, Etiology, Diagnosis, and Monitoring of Normal-Tension Glaucoma. Asia-Pacific journal of ophthalmology (Philadelphia, Pa.), 5(1), 23–31.


註1:名詞中英文對照


註2:神經節細胞的軸突在視神經盤上匯聚成一束,離開眼球時,會穿過視網膜,因此該處沒有光感受器,形成我們的盲點,也就是說當物體經過折射聚焦在這個地方時,我們其實看不到,是大腦幫我們把視野的缺陷修補起來。


註3:在此處,視神經會交叉,左眼鼻側(Nasal)的訊號送往右腦,右眼鼻側的訊號送往左腦,雙眼耳側(Temporal)的訊號則不會交叉。每個物種都會有不同的交叉比例,這與他們的視野和立體視覺的範圍相關。靈長類大約是50%,人類大約是53%,貓大約是65%,一些家禽會到100%,也就是完全交叉。

圖七 貓的視交叉示意圖

註4:需注意神經細胞並不是神經膠細胞生出來的!早期胚胎在發育時,會形成內、中、外三個胚層,而神經細胞和神經膠細胞都是由外胚層的神經外胚層(Neural Ectoderm)發育而來的,因此或許稱他們為兄弟姊妹比較適合!


註5:寡突狀膠質細胞的功能基本上和許旺細胞相同,它們的差別是寡突狀膠質細胞位於中樞神經,許旺細胞位於周圍神經。而視神經是第二對腦神經,腦神經屬於周圍神經。這時你一定覺得我講錯了,但…沒有,在胚胎發育的過程中,視神經是從間腦(Diencephalon)分化出來的,所以它本質上是屬於中樞神經系統。


註6:本篇提到過高的眼壓會增加氧化壓力,我們可以把氧化壓力簡單的理解成自由基的多寡,若是自由基相對多,氧化壓力就相對高,反之亦然。另一方面,缺少血液供應也同樣會增加氧化壓力,但因為本篇對於血液與養分供應的著墨不多,所以在此不細講,有興趣的你可以自己找尋其中的關聯!

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