Cấu trúc thủy tinh thể ở người
Thủy tinh thể được bao bọc trong một túi bao collagen, bên trong được cấu tạo bao gồm nhiều hệ khung được cấu tạo từ protein và các proteoglycan. Phía trước thủy tinh thể được cấu tạo bởi 1 lớp tế bào biểu mô thủy tinh thể; lớp này nằm giữa vỏ bao và toàn bộ khối tế bào sợi thể thủy tinh bên trong. Các lớp sợi của thủy tinh thể được xếp thứ tự chồng lên nhau, từ ngoài vào trong giống cấu trúc của các lớp vỏ củ hành tây.
Cấu trúc các vùng trong thủy tinh thể:
Vùng ngay dưới lớp vỏ bao thủy tinh thể, được gọi là vùng C1: đây là vùng có kích thước ổn định trong suốt quá trình sống và phát triển của thủy tinh thể. Bao gồm 2 phần: phần C1 alpha là phần lớn nhất và cũng là phần trong suốt; phần C1 beta là phần nằm về phía bờ ngoài, đục hơn, chứa các thành phần làm khuếch tán ánh sáng.
Vùng ngay phía dưới C1 là một vùng trong hơn, và có thể tăng kích thước độ dày trong suốt quá trình phát triển của thủy tinh thể, được đặt tên là vùng C2. Các sợi thủy tinh thể mới được đưa từ ngoài vào vùng C1, rồi được ép từ từ vào trong vùng C2. Sâu bên trong vùng C2 là một vùng đục hơn, có khả năng là khuếch tán ành sáng nhiều hơn nữa. vùng này có khả năng tăng độ dày và trở nên đục sau tuổi 45; được gọi là vùng C3. Vùng sâu nhất ( bên trong cùng của thủy tinh thể) được gọi là vùng C4; ở đây thủy tinh thể lại trong suốt trở lại và đến sau 45 tuổi mới bắt đẩu trở nên đục và ngăn cản gây khuếch tán ánh sáng chiếu qua.
Sự phát triển của Thủy tinh thể:
Lúc mới sinh, thủy tinh thể dày khoảng 4mm. Sau đó, thủy tinh thể tăng kích thước theo chiều ngang; tuy nhiên vẫn giữ nguyên độ dày này cho đến 20 tuổi. Sau 20 tuổi, thủy tinh thể sẽ tăng độ dày từ từ, trung bình cứ 29 micromet mỗi năm và không tăng kích thước theo chiều ngang nũa. Người ta tìm thấy khá nhiều yếu tố kích thích sự phát triển thủy tinh thể trong thủy dịch, cũng như các thụ thế của chúng ở bề mặt các lớp sợi thể thủy tinh ( vd: IGF, EGF, FGF…). Khi có sự xuất hiện của các sợi thủy tinh thể mới trên bề mặt; thì các sợi thủy tinh thể cũ bên trong trở nên bị ép dẹp và dần mất đi thể tích cũng như các bào quan bên trong chúng.
33,3% trọng lượng của thủy tinh thể là Protein; với hơn 90% protein là các sợi thể thủy tinh dạng alpha, gamma và beta; giúp tạo nên sự trong suốt. Vùng trong suốt ở bên trong ( chiếm 90% thể tích của thủy tinh thể; còn lại vùng tương đối đục ( do chứa các bào quan của sợi thể thủy tinh thì chỉ nằm ở vị trí rìa ngoài và không gây ảnh hưởng trong việc truyền ánh sáng ( với bước sóng ánh sáng từ 500-1000nm) vào mắt. Các sợi gamma có trọng lượng nhỏ nhất( 20kDa), sợi beta có trọng lượng trung bình, nhưng lại chiếm tỷ lệ lớn nhất và phân bố đồng nhất, và cuối cùng là sợi alpha có tỷ trọng cao nhất (800 kDa).
Glucose là nguồn cung cấp năng lượng chính cho thủy tinh thể. Đối với lớp biểu mô thủy tinh thể, việc chuyển hóa năng lượng được tiến hành theo con đường hiếu khí. Trong khi các lớp bên trong thì quá trình này lại diễn ra theo hướng yếm khí; với 70% năng lương được tạo ra qua quá trình phân hủy glucose theo con đường yếm khí.
Các tế bào biểu mô bề mặt cũng như các lớp sợi thủy tinh thể ở lớp ngoài có chứa các bơm để điều chỉnh lượng Kali, Natri, Canxi… nhằm cân bằng các ion và lương nước, giúp duy trì sự hằng định nội môi cho thủy tinh thể. Ngoài ra còn có các phân tử giúp bảo vệ tránh tổn thương cho các tế bào sợi thủy tinh từ hiện tượng oxi hóa khử, có thể khuếch tán ra vào trong bào tương của chúng ( vd: glutathione, ascorbic acid, taurin, beta-carotene…)
