透明な窓を守る「水のくみ出し係」―角膜内皮細胞の本当の仕事

角膜は前から順に、角膜上皮、ボーマン膜、角膜実質、デスメ膜、角膜内皮の5層からなる（近年は実質とデスメ膜の間にもう1層あるとする説もある）。角膜内皮は角膜の最も内側（前房側）にある1層の六角形の細胞で、房水と接している。 角膜は血管をもたない透明な組織である。透明性は、角膜実質のコラーゲン線維が規則正しく細かく並び、含水率が一定（約78%）に保たれることで成り立っている。角膜実質は水を引き込みやすい性質をもつので、前房側から房水が少しずつしみ込んでくる。角膜内皮細胞は、Na+/K+-ATPaseや重炭酸イオン輸送を利用したポンプ機能で実質の水を前房へくみ出し、同時に細胞どうしの結合による関門（バリア）機能で水の流入を制限する。この働きで角膜の脱水状態（deturgescence）を保ち、透明性を維持している。 したがって、角膜内皮の機能は「角膜透明性の維持」である。他の選択肢は、角膜上皮・涙液・線維柱帯など別の構造の役割や、角膜内皮とは関係のない性質と混同させるものである。

角膜内皮細胞の特徴

・1層の六角形細胞で、密度は若年成人で約2,500〜3,000個/mm2。加齢とともに徐々に減少する。 ・ヒトでは生体内でほとんど増殖しないため、失われた細胞は隣の細胞が広がって（大型化・多形化して）欠損を埋める。 ・密度がおおむね500個/mm2を下回ると、ポンプ機能が不足して角膜浮腫（水疱性角膜症）を起こしやすくなる。 ・スペキュラーマイクロスコープ（角膜内皮細胞撮影装置）で細胞密度、大きさのばらつき、六角形細胞の割合を評価する。内眼手術の前に確認しておくことが重要である。

角膜内皮細胞が減少する主な原因

・内眼手術（白内障手術など）による手術侵襲 ・急激な眼圧上昇（急性緑内障発作など） ・眼内の炎症（ぶどう膜炎など）、外傷 ・長期間のコンタクトレンズ装用（酸素不足） ・Fuchs角膜内皮ジストロフィ（遺伝性に内皮が減少し、デスメ膜に滴状の沈着物〈guttae〉ができる） ・角膜内皮炎（サイトメガロウイルスなど）

水疱性角膜症の治療

内皮細胞は増えないため、根本治療は内皮の移植である。全層角膜移植のほか、現在は病的な内皮とデスメ膜だけを置き換える角膜内皮移植（DSAEK〈デスメ膜剥離角膜内皮移植術〉、DMEK〈デスメ膜角膜内皮移植術〉）が主流となっている。培養した角膜内皮細胞を前房内に注入する再生医療も実用化が進んでいる。

角膜各層の主な役割の整理

角膜上皮：外界からのバリア、感染防御。輪部幹細胞から再生する。 ボーマン膜：上皮の土台。傷つくと再生しない。 角膜実質：角膜の厚さの大部分。コラーゲン線維の規則的配列で透明性を担う。 デスメ膜：内皮の基底膜。 角膜内皮：ポンプ機能とバリア機能で実質の含水率を保ち、透明性を維持する。