水晶体
| 水晶体 | |
|---|---|
 水晶体の伸縮によるピント調節 | |
 眼球の断面図 | |
| 英語 | crystalline lens |
| 器官 | 感覚器 |
水晶体（すいしょうたい、英: crystalline lens）は、脊椎動物の眼球内にある透明な組織。カメラの凸レンズに相当する役割を持ち、外からの光を屈折させて網膜に像を結ばせる。弾力性に富み、毛様体筋の働きによってその厚みを変えることで、遠近のピント調節（調節力）を行う。
ヒトの水晶体
[編集]厚さは約4mm、直径は約9mm。無色透明な凸レンズ状の組織である。眼球全体の屈折力（約60ジオプトリー）のうち、約15〜20ジオプトリーを担う。毛様体筋とチン小帯（毛様体小帯）によって吊り下げられるように固定されている。
水晶体自体の持つ弾性によってピント調節が行われる。近くを見る時は、毛様体筋が収縮してチン小帯が緩み、水晶体はその弾性によって自ら厚みを増す。逆に遠くを見る時は、毛様体筋が弛緩してチン小帯が引っ張られ、水晶体が引き伸ばされて薄くなる。
長時間近くを見続けると、毛様体筋の過緊張により一時的に遠くにピントが合わなくなることがあり、これを「調節緊張（いわゆる仮性近視）」と呼ぶ。かつてはこの状態が常態化して近視（軸性近視）に移行すると考えられていたが、現在では近視の主な原因は眼球の奥行きが伸びる「眼軸長の変化」であるとされ、両者の因果関係については否定的な見解が多い。
水晶体は生涯を通じて成長し続けるが、加齢に伴い弾力性を失って硬くなる。これにより、毛様体筋が収縮しても水晶体が十分に厚くなることができなくなり、近点（ピントが合う最も近い距離）が遠ざかる。この現象を老視（老眼）と呼ぶ。
発生
[編集]水晶体は、胚の外層である外胚葉から発生する。その形成は、近接する組織からの誘導が連続して起こることで進む。
1. 眼胞の形成 : 脳となる部分（神経外胚葉）から眼胞が突出し、それが表面の皮膚（表皮外胚葉）に接触する。
2. 水晶体板の誘導 : 眼胞からの信号により、接触した表皮外胚葉が厚くなり「水晶体板」が形成される。
3. 水晶体胞の陥入 : 水晶体板が内側にくぼみ、切り離されて独立した「水晶体胞」となる。これと同時に、眼胞は杯状にへこんで眼杯となり、のちに網膜へと分化する。
4. 角膜の誘導 : 独立した水晶体が今度は上層の表皮を刺激し、透明な角膜へと分化させる。
このように、網膜（眼杯）、水晶体、角膜が順番に相手の分化を促し合う仕組みは、発生生物学における誘導の連鎖の古典的なモデルとして知られている。
多くの脊椎動物は一度失った水晶体を再生できないが、イモリなどの有尾両生類は、水晶体を摘出しても虹彩（背側虹彩上皮）から新たな水晶体を再生させる能力（ウォルフ再生）を持つ。
構造
[編集]水晶体は、外側から順に「水晶体嚢」「水晶体上皮」「水晶体実質（皮質と核）」の3層構造で構成されている。血管や神経は存在せず、周囲の眼房水からの拡散によって栄養を補給している。
水晶体全体を包む透明な無構造の弾性膜。主にIV型コラーゲンなどの糖タンパク質からなり、チン小帯がここに付着している。毛様体筋の力を水晶体に伝え、その形状を変化させる役割を持つ。
水晶体上皮
[編集]水晶体嚢のすぐ内側、前面（前極部）から赤道部にかけて存在する細胞層。赤道部付近で活発に細胞分裂を行い、新しい水晶体繊維を産生し続けている。
水晶体実質
[編集]水晶体の本体部分。クリスタリンと呼ばれる水溶性タンパク質が高密度で凝集し、高い透明度と屈折率を維持している。
- 水晶体皮質 ： 周辺部の新しい繊維組織。柔軟性があり、ピント調節時に形が変わりやすい。
- 水晶体核 ： 中心部の古い繊維が圧縮された部分。加齢とともに硬くなり、透明度も変化する。
水晶体脱臼
[編集]水晶体が本来あるべき位置からずれた状態を水晶体脱臼と呼び、完全な逸脱を「脱臼」、一部の支持が保たれている状態を「亜脱臼（subluxation）」と区別する。これらは先天的な要因と、外傷などによる後天的な要因に大別される。後者のうち、外部からの衝撃によって生じるものは特に外傷性水晶体脱臼と呼ばれ、眼底出血や網膜剥離を合併する場合も少なくない。
脱臼の形態は様々で、裂傷を伴わずに水晶体が前房内や硝子体内に落下する場合もあれば、激しい眼球破裂によって結膜下へ脱出することもある。前房内への脱臼は瞳孔を閉塞させて房水の流れを阻害し、急性緑内障を引き起こす危険があるため、緊急の処置を要する。一方で硝子体内に脱臼した場合は、毛様体への持続的な刺激によって虹彩毛様体炎を誘発し、二次的な視力障害を招く。
診断と治療においては、視力障害の程度や合併症の有無が重視される。軽度の亜脱臼であれば経過観察することもあるが、視機能に著しい支障がある場合や緑内障のリスクがある場合は、手術による水晶体摘出が行われる。現代の治療では、摘出後に特殊なリング（水晶体嚢拡張リング）を用いたり、強膜に眼内レンズを直接固定する「眼内レンズ強膜内固定術」などにより、視力の再建を図るのが一般的である。
外傷以外の原因としては、遺伝的素因による水晶体偏位（先天性水晶体脱臼）が重要視される。骨格異常を伴うマルファン症候群では、1914年にベルガーが指摘して以来、水晶体上方への偏位が診断上の重要な指標となっている。この疾患の多くは常染色体優性遺伝の形式をとる。
また、代謝異常の一種であるホモシスチン尿症も、水晶体の脱臼を特徴とする疾患として知られている。これはシスタチオニン合成酵素の欠損に起因する常染色体劣性遺伝疾患であり、マルファン症候群とは対照的に、水晶体が下方へ脱臼しやすい傾向がある。このように、水晶体の位置異常は全身疾患を特定するための重要な手がかりとなる。
疾患
[編集]- 白内障 : 水晶体が何らかの原因で白濁した状態を白内障（はくないしょう、英: cataract）と呼ぶ。本来透明であるはずの水晶体組織が混濁することで、光が網膜まで十分に届かなくなったり、乱反射して散乱したりするため、視力の低下や眩しさ（羞明）といった症状が現れる。病態の本質は、水晶体実質を構成するタンパク質（クリスタリン）の変性および不溶化にある。健康な水晶体ではクリスタリンが規則正しく配列することで透明性を維持しているが、酸化ストレスや糖化、あるいは先天的な要因によってタンパク質の立体構造が崩れると、それらが凝集して光を散乱させるようになる。原因の大部分は加齢に伴う加齢性白内障（老人性白内障）であり、個人差はあるものの、80代ではほぼ100%の人に何らかの白濁が見られるとされる。そのほか、全身疾患に伴うもの（糖尿病性白内障など）、外傷によるもの、ステロイド薬などの副作用、アトピー性皮膚炎に伴うもの、あるいは母胎内での感染等に起因する先天性白内障など、原因は多岐にわたる。治療面では、初期段階においては進行を遅らせるための点眼薬が用いられることがあるが、一度混濁した水晶体を再び透明に戻す薬剤は現在のところ存在しない。そのため、視機能に著しい支障が生じた場合には手術が行われる。現代の術式としては、超音波を用いて濁った水晶体の中身を粉砕・吸入し、残した水晶体嚢の中に人工の眼内レンズを挿入する「水晶体再建術（超音波水晶体乳化吸引術）」が確立されており、低侵襲かつ極めて成功率の高い手術となっている。
