Endotelium rohovky je jednovrstvá specializovaná, zploštělá, na mitochondrie bohatá buňka, která lemuje zadní povrch rohovky a směřuje do přední komory oka. Endotelium rohovky řídí transport tekutin a rozpuštěných látek přes zadní povrch rohovky a aktivně udržuje rohovku v mírně dehydratovaném stavu, který je nutný pro optickou průhlednost.
Endotelium rohovky je embryologicky odvozeno z neurálního hřebenu. Celková postnatální endoteliální celularita rohovky (přibližně 300 000 buněk na rohovku) je dosažena již ve druhém trimestru těhotenství. Poté hustota endoteliálních buněk (nikoliv však absolutní počet buněk) rychle klesá v přímé úměře k plošnému růstu rohovky plodu a dosahuje konečné dospělé hustoty přibližně 2400 – 3200 buněk/mm². Normální endotel rohovky je jednovrstvá stejnoměrně velkých buněk s převážně šestiúhelníkovým tvarem. Toto schéma obkladů z voštin přináší největší účinnost, pokud jde o celkový obvod, obalení zadního povrchu rohovky buňkami dané oblasti.
Hexagonální buňky endotelu rohovky vizualizované spekulární mikroskopií.
Hlavní fyziologickou funkcí rohovkového endotelia je umožnit únik rozpuštěných látek a živin z komorové vody do povrchnějších vrstev rohovky a zároveň aktivně čerpat vodu opačným směrem, ze stromatu do vody. Tato dvojí funkce rohovkového endotelia je popsána „hypotézou pump-leak“. Vzhledem k tomu, že rohovka je avaskulární, což ji činí optimálně průhlednou, musí výživa rohovkového epitelu, stromálních keratocytů a rohovkového endotelia probíhat difuzí glukózy a dalších rozpuštěných látek z komorové vody přes rohovkový endotel. Rohovkový endotel pak aktivně transportuje vodu z povrchu orientovaného na stromal na povrch orientovaný na vodu pomocí vzájemně propojené řady aktivních a pasivních iontových výměníků. Kritická pro tento energetický proces je role Na+/K+ATPázy a karboanhydrázy. Bikarbonátové ionty vzniklé působením karboanhydrázy jsou translokovány přes buněčnou membránu, což umožňuje vodě pasivně následovat.
Mechanismy edému rohovky
Endotelní buňky rohovky jsou postmitotické a v postnatální lidské rohovce se dělí jen zřídka, pokud vůbec. Zranění endotelu rohovky, způsobené úrazem nebo jinou urážkou, vede k hojení endoteliální monovrstvy klouzáním a zvětšením přilehlých endoteliálních buněk, spíše než k mitóze. Ztráta endoteliálních buněk, pokud je dostatečně závažná, může způsobit pokles hustoty endoteliálních buněk pod prahovou úroveň potřebnou k udržení deturgescence rohovky. Tato prahová hustota endoteliálních buněk se u jedinců značně liší, ale obvykle se pohybuje v rozmezí 500 – 1000 buněk/mm². Ztráta hustoty endoteliálních buněk je typicky doprovázena zvýšením variability velikosti buněk (polymegathismus) a variací tvaru buněk (polymorfismus). Rohovkový edém se může objevit také v důsledku oslabené endoteliální funkce v důsledku nitroočního zánětu nebo jiných příčin. Nadměrná hydratace rohovkového stromatu narušuje normálně rovnoměrné pravidelné rozestupy kolagenových fibril typu I a vytváří rozptyl světla. Nadměrná hydratace rohovky může navíc vést k edému rohovkové epiteliální vrstvy, který vytváří nepravidelnost na opticky kritickém trhlinovém rozhraní film-vzduch. Stromový rozptyl světla i povrchová epiteliální nepravidelnost přispívají ke zhoršené optické výkonnosti rohovky a mohou ohrozit zrakovou ostrost.
Příčiny endoteliálního onemocnění
Mezi hlavní příčiny endoteliálního selhání patří neúmyslné endoteliální trauma z nitrooční operace (například operace šedého zákalu) a Fuchsova dystrofie. Chirurgické příčiny endoteliálního selhání zahrnují jak akutní intraoperační trauma, tak i chronické pooperační trauma, například ze špatně umístěné nitrooční čočky nebo zachovaného jaderného fragmentu v přední komoře. Mezi další rizikové faktory patří glaukom s úzkým úhlem, stárnutí a iritida.
V roce 2006 bylo popsáno vzácné onemocnění zvané X-linked endoteliální rohovková dystrofie.
Léčba endoteliálního onemocnění
Neexistuje žádné lékařské ošetření, které by mohlo podpořit hojení ran nebo regeneraci rohovkového endotelu. V časných stádiích edému rohovky převažují příznaky rozmazaného vidění a epizodické bolesti oka, způsobené edémem a puchýři (bulami) rohovkového epitelu. Částečného zmírnění těchto příznaků lze někdy dosáhnout instilací lokálních hypertonických kapek fyziologického roztoku, použitím obvazových měkkých kontaktních čoček a/nebo aplikací přední stromální mikropunkce. V případech, kdy se vyvine ireverzibilní endoteliální selhání rohovky, následuje těžký edém rohovky a jediným účinným lékem je náhrada nemocného rohovkového endotelu chirurgickým přístupem transplantace rohovky.
Historicky byla penetrační keratoplastika, neboli transplantace rohovky v plné tloušťce, léčbou volby pro nevratné endoteliální selhání. V poslední době byly vyvinuty nové techniky transplantace rohovky, které umožňují selektivnější náhradu nemocného endotelu rohovky. Tento přístup, nazývaný endokeratoplastika, je nejvhodnější pro chorobné procesy, které výhradně nebo převážně zahrnují endotel rohovky. Penetrující keratoplastika je preferována tehdy, když chorobný proces zahrnuje nevratné poškození nejen endotelu rohovky, ale i dalších vrstev rohovky. Ve srovnání s keratoplastikou v plné tloušťce jsou techniky endokeratoplastiky spojeny s kratší dobou rekonvalescence, zlepšenými vizuálními výsledky a větší odolností vůči ruptuře rány. Ačkoli přístrojové a chirurgické techniky pro endokeratoplastiku jsou stále v evoluci, jednou z běžně prováděných forem endokeratoplastiky je v současnosti Descemetova odstraňující (automatizovaná) endoteliální keratoplastika (DSEK [nebo DSAEK]). Při této formě endokeratoplastiky je nemocný hostitel endotelium a s ním spojená Descemetova membrána odstraněny z centrální rohovky a místo nich je naroubována speciálně odebraná vrstva zdravé dárcovské tkáně. Tato vrstva se skládá z posteriorního stroma, Descemetovy membrány a endotelia, které bylo odděleno z mrtvolné dárcovské rohovkové tkáně, typicky za použití mechanizovaného (nebo „automatizovaného“) nástroje.
Mezi vyšetřovací metody endoteliální náhrady rohovky patří Descemetova membránová endoteliální keratoplastika (DMEK), při níž se dárcovská tkáň skládá pouze z Descemetovy membrány a endotelia, a terapie náhrady rohovkových endoteliálních buněk, při níž jsou in vitro transplantovány kultivované endoteliální buňky. Cílem těchto technik, přestože jsou stále v raném vývojovém stadiu, je zlepšit selektivitu transplantačního přístupu odstraněním přítomnosti zadní stromální tkáně z transplantované tkáně.