角膜とは：構造・機能・層（デュア層含む）をわかりやすく解説

角膜とは何かを構造・機能・層（デュア層含む）までわかりやすく解説。層ごとの役割や臨床のポイントも簡潔に紹介。

角膜は、目の前の部分で、眼球の透明な部分です。角膜は虹彩、瞳孔、眼窩を覆う特殊な組織で、透明性を保持するために血管がなく、表面には多くの知覚神経が分布していますが、これらの神経は末梢での刺激伝導に必要なミエリン鞘を持っていません。

角膜の役割と光学的機能

角膜は水晶体と協調して光を屈折させ、像が網膜に正しく結ばれるようにします。角膜は眼全体の屈折力の約2/3を担い、屈折力はおよそ40〜45ジオプトリー（屈折率と曲率に依存）とされています。角膜の形状と透明性が視力に直結するため、表面の不整や厚みの変化（例：円錐角膜）は視力低下を招きます。

角膜の構造（層構造）

角膜は層状構造を持ち、通常は6つの層に分けて説明されます。中央付近の厚さは個人差がありますが、平均で約500〜550µm（マイクロメートル）です。

• 上皮（Epithelium）：表面から約50µm。外界からのバリアであり、涙液と密接に関係している。上皮は再生能力が高く、擦り傷などから比較的速やかに回復します。
• ボーマン層（Bowman層）：上皮の下にある薄い不規則な結合組織層で、厚さは約8〜14µm。完全に再生されないため、深い傷では瘢痕が残ることがある。
• 実質（Stroma）：角膜の大部分を占める層で、主に規則正しいコラーゲン線維（ラメラ）と水分からなり、厚さは約450µm程度（中心部）。この配列が透明性を生み出している。
• デュア層（Dua層）：2013年に報告された比較的新しい層で、後部実質とデスメ膜の間に位置するとされます。報告では厚さは約10〜15µmとされ、非常に強靭で空気や液体を通しにくい性質があるとされています。角膜の6番目の層として紹介されましたが、解剖学的な分類については今なお議論が続いており、後部実質の一部と考える研究者もいます。
• デスメ膜（Descemet膜）：内皮の基底膜に相当する薄いが強靭な層で、成人ではおよそ10µm前後に達することがある。加齢とともに厚くなる傾向がある。
• 内皮（Endothelium）：角膜の最も内側にある単層の細胞層で、厚さはごく薄い。内皮細胞は水分のポンプ機能を持ち、角膜の脱水（透明性の維持）を担う。内皮細胞の数は減少すると回復しにくく、機能不全は角膜浮腫と視力低下を招く。

透明性を保つ仕組みと栄養供給

角膜が透明でいられる理由は、コラーゲン線維の規則正しい配列と適切な水分量にあります。内皮のポンプ機能（Na+/K+ ATPaseなどの輸送機構）によって過剰な水分が排出され、基準となる脱水状態が維持されます。栄養は表面側は涙液から、内側は房水（眼内の液体）から供給され、血管を持たないためにこれらが重要な供給源となっています。

神経と感覚

角膜は非常に感覚神経が豊富で、痛みや異物感に対して敏感に反応します。これらの神経は三叉神経（眼神経）由来で、角膜内ではミエリン鞘が取り除かれているため（伝導は速いがミエリンはない）、外部刺激に対する反応性が高く、まばたきや涙分泌などの防御反射を誘導します。

臨床的意義と手術

角膜の病気は視力に直接影響を与えます。代表的なものに感染性角膜炎、角膜びらん、円錐角膜、ヘルペス性角膜疾患、フックス内皮ジストロフィーなどがあります。角膜移植や層別手術は治療法として広く行われており、手術法は傷害の深さや部位に応じて選択されます。

• 全層角膜移植（Penetrating Keratoplasty, PKP）
• 深部前層角膜移植（Deep Anterior Lamellar Keratoplasty, DALK）：実質の問題を扱う際に内皮を温存できる
• 後面層移植（Descemet's Stripping Endothelial Keratoplasty, DSEK / DMEK）：内皮の機能不全に対する薄層移植

デュア層の報告は外科手技（特にDALKなど）に影響を与え、術中の剥離面の取り扱いや穿孔リスクの理解に寄与していますが、その解剖学的意義には専門家の間で見解の差があります。

まとめ

角膜は透明で血管を持たない前眼部の重要な構造であり、光の屈折、バリア機能、感覚機能を担います。層構造（上皮→ボーマン層→実質→デュア層→デスメ膜→内皮）を理解することは、病態の把握や外科的治療にとって重要です。デュア層は2013年に報告された比較的新しい層で、薄くても強靭という特徴がありますが、解剖学的な分類については議論が続いています。

質問と回答

Q:角膜とは何ですか?

Q : 角膜の機能は何ですか?

Q: デュア層とは何ですか?

Q: デュア層の強度は?

Q:角膜には神経があるのですか?

Q: 角膜と水晶体は眼球の中でどのような役割を果たしているのですか?

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