Cornée

Définition

La cornée est un tissu transparent formant la première lentille qui recouvre l'avant de l'oeil, le tout devant du globe oculaire. Elle a deux objectifs principaux : protéger l'oeil, et focaliser la lumière dans l'oeil. Elle a plus de puissance de focalisation de la lumière que tout objectif photo. Les lentilles suivantes dans l'oeil, derrière la cornée, sont l'iris et la pupille.

Détails de la cornée d'un oeil :

La cornée est la surface frontale transparente de l'oeil qui permet à la lumière de pénétrer dans le globe oculaire. La cornée a cinq couches de tissus : l'épithélium cornéen, la membrane de Bowman, le stroma cornéen, la membrane de Descemet et l'endothélium cornéen.

Explications

La cornée est un tissu mince et hautement spécialisé qui relève le défi d'être une interface entre l'environnement extérieur et l'intérieur du corps tout en maintenant la clarté des tissus à un niveau qui permet une acuité visuelle nette.

La cornée agit comme une fenêtre claire et transparente à l'avant de l'oeil. La cornée est le seul tissu transparent du corps humain avec une épaisseur d'environ 0,52 mm au centre et de 0,65 mm à la périphérie et son diamètre horizontal moyen est d'environ 12 mm. La cornée offre 75 % du pouvoir de réfraction de l'oeil humain, ce qui permet de concentrer la transmission de la lumière à travers elle sur la rétine.

Outre la photoprotection, par une absorption importante des rayonnements UV, la cornée agit comme une barrière physique épaisse et élastique protégeant les structures oculaires internes des agressions extérieures, qui peuvent être physiques, chimiques ou microbiennes. De plus, la cornée résiste aux changements de pression intraoculaire (PIO) et aux changements de courbure de l'oeil.

La transparence est évidemment essentielle à la vision. C'est la structure multicouche complexe de la cornée qui lui permet de remplir ses fonctions. Si la cornée est atteinte de maladies ou d'agressions extérieures, elle perd sa transparence entraînant une cécité partielle ou totale.

Contrairement à la plupart des tissus du corps, la cornée ne contient pas de vaisseaux sanguins pour se nourrir ou se protéger contre les infections. Au lieu de cela, la cornée reçoit sa nourriture des larmes et de l'humeur aqueuse qui remplit la chambre derrière elle. La cornée doit rester transparente pour réfracter correctement la lumière, et la présence même des plus petits vaisseaux sanguins peut interférer avec ce processus.

Pour bien voir, toutes les couches de la cornée doivent être exemptes de toute zone trouble ou opaque. Bien que la cornée soit claire et semble manquer de substance, elle est densément innervée par des fibres nerveuses sensorielles qui en font l'un des tissus les plus sensibles du corps.

Fonctions

La cornée a deux fonctions principales :

1. protéger le contenu intraoculaire de l'oeil des blessures et infections;
2. servir d'élément optique principal, c'est-à-dire réfracter et focaliser la lumière.

L'élasticité et l'épaisseur de la cornée lui permettent de maintenir la pression intraoculaire (PIO) dans l'oeil. La cornée comprend un sixième de la paroi externe de l'oeil et des jonctions avec la sclérotique, donnant un aspect ovale à la surface antérieure de la cornée

Structures anatomiques cornéennes

La cornée est un groupe hautement organisé de cellules cornéenne et de protéines disposées en cinq couches différenciées :

• épithélium cornéen : la couche la plus superficielle de la cornée. Les cellules ici fournissent une surface optimale pour garder la cornée humide et claire. Ces cellules sont constamment éliminées et remplacées par des cellules souches situées dans le limbe. Un déséquilibre dans ce processus rend l'oeil chroniquement sec et irritable, entraînant une gêne et une détérioration visuelle;
• membrane de Bowman : une couche de tissu conjonctif dense séparant l'épithélium et le stroma;
• stroma cornéen : la couche la plus épaisse de la cornée. Il fournit une ténacité structurelle à la cornée et la disposition particulière des cellules ici donne lieu à sa transparence;
• membrane de Descemet : une couche de tissu conjonctif dense séparant le stroma et l'endothélium;
• endothélium cornéen : la couche la plus interne. Les cellules régulent ici la teneur en liquide de la cornée. Les cellules endommagées ou malades provoquent un gonflement de la cornée, perturbent sa transparence et affectent donc la vision.

Régulation physiologique de performance maximale

La cornée est divisée en trois régions. Elle est caractérisée par cinq à sept couches d'épithélium sur la face antérieure, un stroma (qui est le principal composant structurel), et comprend une vaste matrice située entre les deux lames basales et une seule couche de cellules endothéliales sur la face postérieure de la membrane de Descement.

Toutes les régions de la cornée obtiennent de l'O₂ à partir des déchirures à travers la surface cornéenne antérieure. D'autres nutriments, tels que le glucose, les acides aminés, les glucides et les lipides, sont dérivés de l'humeur aqueuse. Les facteurs de croissance sont à la fois endogènes et apportés par l'humeur aqueuse via la surface cornéenne postérieure et les larmes.

Les vaisseaux limbiques jouent également un rôle mineur dans l'approvisionnement en nutriments. Le CO₂ est éliminé de la surface antérieure tandis que le déchet, le lactate, est éliminé principalement par diffusion à travers le stroma et l'endothélium dans l'humeur aqueuse. La régulation de la concentration en lactate est essentielle car un excès peut provoquer un oedème du stroma, entraînant une opacité.

La transparence de la cornée dépend en partie du maintien de la structure et de l'intégrité des cellules et des protéoglycanes et collagène environnants. De plus, la cornée doit réguler la diffusion de l'eau et des ions dans le stroma. La cornée normale contient 78 % de H₂O en poids.

L'épithélium empêche le gonflement en inhibant la diffusion de l'eau et des ions des déchirures à travers les jonctions serrées. L'endothélium utilise à la fois une fonction barrière constituée de jonctions serrées et une pompe métabolique située dans la membrane basolatérale pour éviter le gonflement du stroma.

Le stroma, composé de protéoglycanes très chargés, doit quant à lui rester relativement déshydraté. Lorsque l'excès d'eau pénètre dans le stroma, les glycosaminoglycanes absorbent l'eau.

La conséquence est une augmentation de l'épaisseur de la cornée (oedème), une perturbation de l'alignement des fibrilles de collagène et finalement une interférence avec la transmission de la lumière à travers la cornée. Ces derniers sont tous des composants critiques de la transparence car l'oedème altère le pouvoir réfractif cornéen, qui est déterminé à la fois par l'indice de réfraction et le rayon de courbure de la cornée.

L'indice de réfraction dans une cornée normale est de 1,376 et le rayon de courbure est en moyenne de 7,7 mm sur la surface antérieure centrale. Plus le rayon de courbure est court, plus la cornée est raide et plus elle a de pouvoir réfringent. Cliniquement, le terme "dioptries" (puissance cornéenne) est utilisé plutôt que la forme cornéenne (rayons en millimètres). Environ 75 % de la puissance dioptrique de l'oeil dépend de l'interface de la cornée et de l'air ambiant.

Un autre élément essentiel de la vision est l'éblouissement. La cornée saine a la capacité d'absorber les rayons UV (280–300 nm), ce qui protège la partie postérieure de l'oeil. L'éblouissement est produit par une lumière vive qui est diffusée dans l'oeil, provoquant une gêne et une diminution de la vision.

En conséquence, les opacités peuvent diminuer l'acuité visuelle, non seulement en perturbant l'image géométrique mais aussi en produisant une dispersion de la lumière dans le globe. La dispersion de la lumière réduit la capacité à discriminer les images sur la rétine.

Cette perte peut survenir lorsqu'une personne a des cataractes. Dans ce cas, une personne peut voir des images sans perte d'acuité dans la pénombre mais est gênée par une lumière vive. La diffusion de la lumière peut également intervenir lorsque le stroma est blessé ou lorsque l'inflammation se situe à l'intérieur ou à proximité de l'axe visuel.

Parce que la cornée est absente des cornées synthétiques, le choix des matériaux ou des bloqueurs d'UV est un élément important dans la conception d'une cornée synthétique.

Pathologies de la cornée

La cornée se trouve directement devant l'iris et la pupille. Le sclérotique est la paroi épaisse et blanche de l'oeil et la conjonctive est le tissu fin qui recouvre et protège la sclère. Les paupières ont pour fonction de protéger ces structures superficielles de l'oeil et de les garder humides à chaque clignement.

Il existe plusieurs troubles qui peuvent affecter toutes ces structures oculaires, y compris les infections, les dégénérescences et les dystrophies ainsi que les traumatismes. Il existe des maladies héréditaires de la cornée et aussi des problèmes dégénératifs.

Les affections et troubles de la cornée les plus courantes sont :

• abrasions cornéennes;
• dystrophies cornéennes;
• ulcères cornéens;
• conjonctivite;
• kératocône;
• kératopathie bulleuse;
• ptérygion;
• érosions cornéennes récurrentes.

Les traitements pour ces conditions peuvent inclure des médicaments topiques, des médicaments oraux ou une intervention chirurgicale.

Pour fonctionner en tant qu'élément optique majeur, la cornée doit rester transparente, permettant la formation d'une image sur la rétine. De plus, la diffusion de la lumière peut altérer la capacité de la rétine à obtenir une image claire. Par conséquent, toute opacité de la cornée résultant d'une maladie ou d'un traumatisme peut diffuser la lumière et dégrader l'image.

Pour fournir ou améliorer la vision, le développement de cornées synthétiques et d'autres dispositifs et procédures qui modifient les propriétés de réfraction de la cornée a été évalué. La cornée apparaît à la surface comme un simple tissu, mais le développement de modèles synthétiques a été assez difficile.

Par exemple, la cornée est avasculaire et doit le rester; son épaisseur est régulée par une série de pompes et de jonctions cellulaires. Si l'intégrité de ce dernier est perdue, l'oeil devient oedémateux.

De plus, la matrice cornéenne peut être altérée par des composants issus des larmes et/ou de l'humeur aqueuse situés en arrière de l'endothélium. Toutes ces limitations sont aggravées par l'observation que la cornée est l'un des tissus les plus innervés et que la réparation est entravée en l'absence d'innervation.

Lorsque des maladies ou des traumatismes rendent la cornée opaque, la cornée perd sa capacité à réfracter la lumière. Ce handicap peut être traité par chirurgie, appelée "kératoplastie pénétrante", par laquelle la cornée est remplacée par une cornée de donneur. Lorsque les greffes de cornée ont échoué à plusieurs reprises, des cornées synthétiques ont été suturées en place pour tenter de restaurer une certaine vision.

Ingénierie cornéenne

La cornée est un excellent candidat pour l'ingénierie tissulaire : cependant, les contraintes biologiques qui imposent des restrictions sur les altérations de la forme ou de la courbure de la cornée, ou sur le placement d'une prothèse, rendent le tissu très difficile à concevoir.

Les dispositifs permettant de modifier la courbure de la cornée pour améliorer la vision sont très demandés, bien que certaines procédures aient entraîné des modifications structurelles majeures de l'oeil, causant en fait des dommages. Une attention à la biologie de la cornée est nécessaire pour que de telles interventions réussissent.

En revanche, le besoin de cornées synthétiques est réel et l'effort pour développer une kératoprothèse a fait du chemin depuis 5 ans. À ce jour, plusieurs modèles intacts sont évalués à différents niveaux de rigueur.

Le remplacement d'une cornée humaine nécessite une approche interdisciplinaire, où l'objectif des scientifiques des matériaux est de concevoir des matériaux qui sont acceptés et finalement intégrés par la cornée. Il y a un grand besoin dans les pays sous-développés de cornées synthétiques car, pour des raisons culturelles ou médicales, les greffes ne sont pas réalisables.

Voir aussi les taches oculaires.

Cellule cornéenne

Une cellule cornéenne est une cellule épithéliale de la cornée de l'oeil. L'épithélium cornéen est la couche la plus externe de la cornée. Il est composé d'une seule couche de cellules basales et de 4 à 5 couches cellulaires de cellules épithéliales squameuses stratifiées non kératinisées, qui sont maintenues ensemble par des jonctions serrées, pour former une barrière efficace contre la perte de liquide et la pénétration d'agents pathogènes.

L'endothélium cornéen est une couche unique de cellules cornéennes qui recouvre la cornée postérieure et est organisée selon un motif caractéristique en nid d'abeille. Les cellules endothéliales cornéennes humaines (HCEnC) sont principalement responsables de la régulation de l'hydratation du stroma, qui est intrinsèquement liée à la transparence du tissu.

La cornée est composée de composants cellulaires et acellulaires. Les composants cellulaires comprennent les cellules épithéliales, les kératocytes et les cellules endothéliales. Le composant acellulaire comprend du collagène et des glycosaminoglycanes. Les cellules épithéliales sont dérivées de l'ectoderme épidermique.

Chez les Insectes, les cellules cornéennes sont plutôt appelées des cellules cornéagènes. Une cellule cornéagène consiste en une cellule qui sécrète la cornée cuticulaire transparente des ocelles et des yeux composés.

En rapport avec "cornée"

• globe oculaire

  

  Chez les vertébrés, le globe oculaire est l'oeil entier, un organe sphérique responsable de la vision et logé dans une orbite, synonyme de bulbe oculaire.

• oeil

  

  L'oeil est un organe visuel sphérique (globe oculaire) qui détecte la lumière et la convertit en impulsions électrochimiques passant par les neurones...

• rétine

  

  La rétine est un organe essentiel de la vision, une couche de tissu à l'arrière de l'oeil qui détecte la lumière et envoie des images au cerveau.

• sclérotique

  

  La sclérotique, ou la sclère, est une tunique externe protectrice du globe oculaire sur laquelle s'insèrent les muscles oculomoteurs.