Het hoornvlies heeft een diameter van ongeveer 11,5 millimeter en de dikte ligt normaal gesproken tussen de 500 en 600 micrometer. Het is één van de meest zenuwrijke en gevoelige weefsels van het lichaam. Het bevat in tegenstelling tot andere weefsels geen bloed- en lymfevaten. Dit draagt bij aan de helderheid en de optiek van het hoornvlies. Wel mist het daardoor aanvoer van zuurstof en voedingsstoffen. Het hoornvlies haalt dit daarom uit de buitenlucht en de voorste oogkamer.
Het hoornvlies is opgebouwd uit verschillende lagen (ook lamellen genoemd), beginnend vanaf de buitenkant met het epitheel, daarna de laag van Bowman, het stroma, het membraan van Descemet en het endotheel. Hieronder worden de aparte onderdelen van het hoornvlies wat meer verduidelijkt.
De buitenste laag van het hoornvlies bestaat uit een dun ‘huidachtig’ laagje, het epitheel. Deze laag omvat ongeveer 10 procent van de hoornvliesdikte en bestaat uit 5 tot 6 cellaagjes. Het zorgt voor bescherming bij infecties en trauma’s en kan zich, in tegenstelling tot de andere lagen van het hoornvlies, na beschadiging redelijk snel herstellen zonder littekenvorming. Dit omdat epitheelcellen zich iedere 7 à 10 dagen vernieuwen vanuit de epitheliale stamcellen.
Tijdens dit proces van continue celvernieuwing blijven de dikte en opbouw van het epitheel en de rangschikking van de cellen precies gelijk. Dit is nodig om een onveranderlijke hoornvliessterkte met een goede optische kwaliteit te garanderen. Bovendien zorgen de oppervlakkige epitheelcellen samen met de slijmlaag van de traanfilm voor een glad, stabiel optisch oppervlak dat bestand is tegen bacteriële hechting.
Direct onder het epitheel bevindt zich de laag van Bowman. Deze laag is 8 tot 14 micrometer dun, bevat geen cellen en is rijk aan bindweefsel. Het is een stevige laag die mogelijk een rol speelt als biologische barrière tegen infiltratie van ziekteverwekkers, met name virussen. Daarnaast is de laag waarschijnlijk betrokken bij de wondgenezing van het voorste stroma. Gezien zijn stevigheid lijkt de laag van Bowman bovendien waardevol voor het behoud van de vorm van het hoornvlies. Als de laag beschadigd raakt, vindt er geen herstel meer plaats en zal er littekenweefsel gevormd worden.
Ongeveer 85-90% van het gehele hoornvlies bestaat uit stroma. Het stroma bestaat voornamelijk uit water (78%), bindweefsel (15%) en eiwitten (7%). Daarnaast bevinden zich voornamelijk in het voorste gedeelte van het stroma nog ‘stromale cellen’ (keratocyten genoemd).
Het bindweefsel in het stroma is gerangschikt in parallelle bundels (fibrillen), die zijn verpakt in parallel gerangschikte lagen of lamellen. Elke lamel staat haaks op de vezels in aangrenzende lamellen. Deze lamellaire opbouw helpt mee de algehele vorm en stevigheid van het hoornvlies te behouden. Daarnaast zorgen de unieke structuur en organisatie van de collageenfibrillen in de lamellen dat het hoornvlies transparant blijft. Verstoring in deze structuur kan de helderheid van het hoornvlies verminderen en kan bijgevolg leiden tot functioneel verlies.
Onder het stroma ligt de membraan van Descemet. Dit membraan wordt gecreëerd door en fungeert als een basaalmembraan voor het hoornvliesendotheel. Het membraan heeft een dikte van ongeveer 10-13 micrometer, welke in de loop der jaren toeneemt. Op de overgang van het stroma naar het membraan van Descemet kan een zeer sterke, dunne pre-Descemetlaag bestaan.
Het endotheel is een monolaag van ongeveer 4 micrometer dun met voornamelijk zeshoekig gevormde cellen aan de achterkant van het hoornvlies. Het vormt een selectief doorlatende barrière die de passage van voedingsstoffen en vocht vanuit de voorste oogkamer aan het hoornvlies reguleert en tegelijkertijd vocht uit het hoornvlies pompt om het helder te houden. Bij een goed werkend endotheel is de in- en afvoer van vocht naar en uit het hoornvlies in evenwicht.
Endotheelcellen hebben bij verlies of beschadiging niet of nauwelijks het vermogen zich te delen of te vermeerderen. In plaats daarvan rekken zij zich uit om verloren cellen te compenseren. Als dit proces plaatsvindt, worden de resterende cellen groter (polymegatisme) en verliezen ze hun zeshoekige vorm (pleomorfisme).
Speculaire microscopiefoto van de endotheelcellaag
Mensen worden geboren met ongeveer 6000 endotheelcellen per vierkante millimeter. Dit aantal neemt af tot ongeveer 3500 cellen per vierkante millimeter op de leeftijd van 5 jaar. Gedurende de rest van het leven neemt de celdichtheid geleidelijk verder af met een gemiddelde snelheid van zo’n 0,6% per jaar.
Versneld celverlies kan optreden na een inwendige oogoperatie (zoals een staaroperatie of hoornvliestransplantatie), een trauma, een hoornvliesaandoening (zoals Fuchs endotheeldystrofie) of glaucoom. Het hoornvlies blijft over het algemeen helder totdat er een endotheelceldichtheid is bereikt van zo’n 500-700 cellen per vierkante millimeter. Bij nog minder cellen zal de vochtbalans in het hoornvlies verstoord raken met als gevolg hoornvlieszwelling, met daarbij verlies aan transparantie en optische kwaliteit.
