Ile tlenu powinna mieć rogówka oka?
Rogówka oka, jako struktura całkowicie pozbawiona naczyń krwionośnych, musi pozyskiwać tlen z alternatywnych źródeł. Odpowiednia podaż tlenu jest kluczowa dla utrzymania jej przejrzystości, funkcji metabolicznych i integralności strukturalnej. Niedotlenienie rogówki może prowadzić do poważnych konsekwencji, takich jak obrzęk, neowaskularyzacja oraz zwiększone ryzyko infekcji. Dowiedz się zatem, ile tlenu powinna mieć rogówka!
Najważniejsze informacje:
- Najważniejsze informacje:
- Zapotrzebowanie rogówki na tlen
- Źródła tlenu dla rogówki
- Niedotlenienie rogówki w warunkach zamkniętych powiek
- Przepuszczalność tlenu w soczewkach kontaktowych
- Konsekwencje niedotlenienia rogówki
Zapotrzebowanie rogówki na tlen
Rogówka charakteryzuje się wysokim metabolizmem tlenowym, zużywając średnio około 10 ml tlenu na 100 g tkanki na godzinę. Należy jednak zauważyć, że wartości te mogą się różnić w zależności od metod pomiarowych oraz indywidualnych cech anatomicznych. Tlen jest niezbędny do prawidłowego przebiegu procesów oksydacyjnych w komórkach nabłonka, zrębu i śródbłonka, które odpowiadają za utrzymanie homeostazy rogówki. Każda z tych warstw ma określone zapotrzebowanie:
- Nabłonek - stanowi około 10% grubości rogówki i potrzebuje około 40% dostarczanego tlenu.
- Istota właściwa (zrąb) - to najgrubsza warstwa rogówki, odpowiadająca za jej wytrzymałość i elastyczność, zużywa około 39% tlenu.
- Śródbłonek - wewnętrzna warstwa rogówki, odpowiedzialna za utrzymanie jej przejrzystości, wymaga około 21% tlenu.
Źródła tlenu dla rogówki
W warunkach otwartych powiek podstawowym źródłem tlenu dla rogówki jest atmosfera. Tlen rozpuszcza się w filmie łzowym pokrywającym powierzchnię oka, a następnie dyfunduje (przenika) do nabłonka rogówki. Ciśnienie parcjalne (cząsteczkowe) tlenu (pO₂) w powietrzu atmosferycznym na poziomie morza wynosi około 155 mmHg, co zapewnia optymalne warunki dotlenienia rogówki.
Podczas mrugania, warstwa łez jest okresowo odnawiana, co wspomaga dostarczanie tlenu oraz usuwanie produktów przemiany materii. Oprócz dyfuzji z powietrza, niewielkie ilości tlenu są również dostarczane z cieczy wodnistej oka, zwłaszcza do wewnętrznych warstw rogówki, takich jak zrąb i śródbłonek.
Niedotlenienie rogówki w warunkach zamkniętych powiek
Gdy powieki są zamknięte, dostęp tlenu z atmosfery jest znacznie ograniczony. W takich warunkach rogówka polega głównie na dyfuzji tlenu z naczyń krwionośnych spojówki oraz tęczówki. Szacuje się, że ciśnienie parcjalne tlenu na powierzchni rogówki spada z 155 mmHg (przy otwartych powiekach) do około 55 mmHg podczas snu.
Jest to znaczący spadek, który może skutkować przejściowym niedotlenieniem, zwłaszcza w przypadku dodatkowej bariery w postaci soczewek kontaktowych o niskiej tlenoprzepuszczalności. Rogówka potrafi częściowo przystosować się do okresowego niedoboru tlenu poprzez przejście na metabolizm beztlenowy, jednak długotrwałe ograniczenie podaży tlenu może prowadzić do zmian patologicznych, takich jak obrzęk i zwiększona podatność na infekcje.
Przepuszczalność tlenu w soczewkach kontaktowych
Soczewki kontaktowe stanowią barierę pomiędzy atmosferą a rogówką, dlatego ich zdolność do przepuszczania tlenu jest niezwykle istotna. Parametr określający tę zdolność to tlenoprzepuszczalność, oznaczany symbolem Dk. Jednak w praktyce klinicznej bardziej miarodajnym wskaźnikiem jest tlenotransmisyjność (Dk/t), która uwzględnia zarówno tlenoprzepuszczalność materiału, jak i grubość soczewki (t). Im wyższa wartość Dk/t, tym więcej tlenu dociera do rogówki.
Współczesne soczewki kontaktowe, zwłaszcza te wykonane z materiałów silikonowo-hydrożelowych, charakteryzują się wysoką tlenotransmisyjnością. Przykładowo:
- EyeLove Supreme Long-Lasting: Dk/t = 187
- Air Optix Night&Day: Dk/t = 175
- Bausch&Lomb Ultra: Dk/t = 163
- Biofinity: Dk/t = 160
Wybierając soczewki kontaktowe, warto zwrócić uwagę na ich tlenotransmisyjność, zwłaszcza jeśli planujemy nosić je przez dłuższy czas bez zdejmowania. Wyższa wartość Dk/t zapewnia lepsze dotlenienie rogówki, co przekłada się na większy komfort i zdrowie oczu.
Konsekwencje niedotlenienia rogówki
Długotrwałe lub powtarzające się epizody niedotlenienia rogówki mogą prowadzić do szeregu patologicznych zmian. Brak odpowiedniej podaży tlenu skutkuje zaburzeniem procesów metabolicznych, prowadząc do zmian w strukturze i funkcji nabłonka, zrębu oraz śródbłonka rogówki.
Obrzęk rogówki
Jednym z najczęstszych skutków niedotlenienia rogówki jest jej obrzęk, który wynika z zaburzonej równowagi płynowej w zrębie rogówki. Niedotlenienie prowadzi do osłabienia funkcji pompy w śródbłonku rogówki, co skutkuje nieprawidłowym usuwaniem nadmiaru płynu. W efekcie dochodzi do zwiększenia grubości rogówki oraz spadku jej przejrzystości.
Objawy obejmują:
- pogorszenie ostrości widzenia,
- uczucie zamglenia obrazu,
- halo wokół źródeł światła,
- nadwrażliwość na światło.
Badania wykazują, że nawet niewielkie ograniczenie dostępu tlenu może prowadzić do mierzalnego wzrostu grubości rogówki o 2-3%, a w przypadku długotrwałego niedotlenienia wartość ta może przekraczać 10%. Normalnym jest, że rogówka puchnie o około 4% podczas snu w nocy.
Neowaskularyzacja rogówki
Przewlekły deficyt tlenu może prowadzić do indukcji czynników proangiogennych, takich jak VEGF, które stymulują wzrost nowych naczyń krwionośnych w obrębie rogówki. W normalnych warunkach rogówka pozostaje beznaczyniowa, co jest niezbędne dla zachowania jej przezroczystości. Neowaskularyzacja powoduje jej zmętnienie oraz może prowadzić do trwałego upośledzenia widzenia.
Czynniki zwiększające ryzyko neowaskularyzacji rogówki obejmują:
- długotrwałe noszenie soczewek kontaktowych o niskiej tlenoprzepuszczalności,
- spanie w soczewkach,
- przewlekłe niedotlenienie spowodowane nieprawidłową pielęgnacją soczewek lub ich zbyt długim użytkowaniem.
Zmiany te mogą być widoczne podczas badania w lampie szczelinowej jako drobne naczynia wrastające od rąbka rogówki w kierunku jej centrum.
Powstawanie mikrocyst i pęcherzyków
Mikrocysty rogówki to drobne struktury nabłonkowe powstające w wyniku przewlekłego stresu metabolicznego wywołanego niedoborem tlenu. Ich obecność świadczy o zaburzeniu procesu różnicowania komórek nabłonka i może wskazywać na przewlekłe uszkodzenie rogówki.
Pęcherzyki gazowe to kolejne zmiany związane z przewlekłym niedotlenieniem. Powstają w wyniku nagromadzenia produktów przemiany materii oraz nieprawidłowej gospodarki płynowej w obrębie rogówki. Ich obecność może powodować dalsze pogorszenie ostrości widzenia oraz zwiększoną podatność na uszkodzenia mechaniczne.
Zwiększone ryzyko infekcji
Niedotleniona rogówka wykazuje obniżoną zdolność do obrony przed patogenami, co zwiększa ryzyko rozwoju infekcji, w tym groźnych dla wzroku stanów zapalnych, takich jak:
- bakteryjne zapalenie rogówki – może prowadzić do powstania owrzodzenia rogówki i trwałej utraty ostrości widzenia,
- grzybicze zapalenie rogówki – szczególnie niebezpieczne u osób noszących soczewki kontaktowe w warunkach niedostatecznej higieny,
- wirusowe zapalenie rogówki – aktywacja wirusa opryszczki może być wynikiem osłabienia lokalnej odporności rogówki.
Użytkownicy soczewek kontaktowych noszonych w trybie przedłużonym mają 10-15 razy wyższe ryzyko infekcji rogówki w porównaniu do osób noszących soczewki wyłącznie w trybie dziennym.
Bibliografia:
- Efron, N. Contact Lens Complications. Elsevier Health Sciences. 2018
- Holden BA, Mertz GW. Critical oxygen levels to avoid corneal edema for daily and extended wear contact lenses. Invest Ophthalmol Vis Sci. 1984;25(10):1161-1167.
- Sho C. Takatori, Percy Lazon de la Jara, Brien Holden, Klaus Ehrmann, Arthur Ho, Clayton J. Radke; In Vivo Oxygen Uptake into the Human Cornea. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 2012;53(10):6331-6337. https://doi.org/10.1167/iovs.12-10059.
- National Research Council (US) Working Group on Contact Lens Use Under Adverse Conditions; Ebert Flattau P, editor. Considerations in Contact Lens Use Under Adverse Conditions: Proceedings of a Symposium. Washington (DC): National Academies Press (US); 1991. Hypoxia. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK234101/
Absolwentka Politechniki Wrocławskiej na kierunku Optometria oraz wielu kursów branżowych. Specjalizuje się w badaniu refrakcji wzroku oraz kontaktologii, czyli dobieraniu soczewek kontaktowych miękkich. Od ponad 10 lat pracuje w branży związanej z korekcją wzroku jako optometrysta pracujący w gabinecie. Pomaga pacjentom przeprowadzając badania wad refrakcji, dobierając okulary oraz soczewki kontaktowe.
