Anatomie du segment antérieur de l’œil

L’œil est l’organe de la vision, sens dédié à la perception visuelle du monde qui nous entoure. Des processus physiologiques et psychologiques mettant en œuvre la vision nous permettent de nous représenter les formes, les couleurs, la distance, le relief…. L’œil, organe récepteur, est relié au cerveau, notamment au cortex visuel, afin que l’information soit traitée. Les illusions d’optique montrent bien que l’œil n’est pas le seul responsable de la perception de l’image.

L’œil

Présentation générale

Appartenant au système nerveux central, l’œil est relativement bien isolé du reste de l’organisme grâce à ses barrières hémato-rétiniennes. Il peut être décomposé en deux parties   : le segment antérieur (SA) composé de la cornée, l’humeur aqueuse, l’iris, les corps ciliaire et du cristallin ; et le segment postérieur (SP), composé du  vitré, de la rétine, de la choroïde et de la sclère. Le segment antérieur est constitué d’éléments optiques permettant de focaliser les rayons lumineux sur la rétine et de collecter les images du monde extérieur. Dans le segment postérieur, la rétine joue le rôle de récepteur de l’information lumineuse et assure l’essentiel du processus neurologique de la vision grâce à ses photorécepteurs et d’autres cellules traitant et transmettant l’information visuelle vers le cerveau via le nerf optique.

Segment postérieur de l’œil

La rétine

La tunique interne de l’œil, la rétine, est la partie sensorielle de l’œil, constituée de l’épithélium pigmentaire rétinien et de la rétine neurosensorielle  . Au centre de l’axe optique se trouve la macula lutea, « la tâche jaune », au centre de laquelle est située la fovéa, la zone rétinienne la plus sensible.

La rétine neurosensorielle est constituée de six types de cellules neuronales parmi lesquelles les cellules assurant le traitement de l’information lumineuse, la photo transduction, sont les photorécepteurs : les bâtonnets et les cônes. Le nombre de bâtonnets est d’environ130 millions ; ils sont placés autour de la fovéa. Ils sont  sensibles à de très faibles intensités lumineuses et permettent donc la vision nocturne (scotopique). Les cônes sont environ 5 à 7 millions et essentiellement situés dans la fovéa. Ils sont assez peu sensibles à la lumière mais permettent la distinction des couleurs, ils assurent ainsi la vision diurne (photopique). Ces photorécepteurs sont sensibles aux photons ayant des longueurs d’onde entre 390 nm et 780 nm, c’est pour cela que l’on parle de lumière visible sur cette gamme spectrale. Il faut noter qu’il existe une zone aveugle sur la rétine dépourvue de photorécepteurs : la papille optique. Dans cette région, près d’un million de fibres nerveuses se réunissent pour former le nerf optique avec qui cheminent les vaisseaux centraux rétiniens.

La choroïde
La choroïde appartient à la tunique intermédiaire de l’œil, « l’uvée ». Pigmentée par des mélanocytes, cette membrane est fortement vascularisée, permettant ainsi l’apport de nutriments et d’oxygène aux photorécepteurs de la rétine. Elle s’épaissit dans le segment antérieur pour former l’iris et les corps ciliaires. Chez la plupart des mammifères, excepté par exemple les humains, les porcs et les lapins, derrière la rétine, se trouve également le tapetum lucidum. Cette couche réfléchissante agit comme un amplificateur de lumière qui est important pour les animaux particulièrement actifs la nuit.

La sclère
La sclère, également appelée sclérotique  , correspond au « blanc de l’œil ». Elle constitue la tunique externe du segment postérieur et se prolonge dans le segment antérieur jusqu’à la cornée. Elle enveloppe ainsi les 5/6e du globe oculaire, assurant sa rigidité et son tonus. Ce tissu de protection à structure tendineuse, particulièrement résistant, permet de contenir la pression intraoculaire tout en protégeant l’œil des agressions mécaniques et thermiques. Son épaisseur varie d’environ 530 µm à la jonction cornéo-sclérale à environ un millimètre dans sa partie postérieure où il est traversé par le nerf optique [3]. La sclère constitue un tissu d’intérêt pour notre groupe car il est fortement impliqué dans les mécanismes mis en jeu pour le traitement du glaucome. Faisant également partie du segment antérieur de l’œil, ce tissu sera décrit plus en détail par la suite .

L’humeur vitrée
Le vitré est une masse gélatineuse, entourée d’une fine membrane : la hyaloïde, qui contient 99% d’eau et représente un volume de 4 mL, soit 80% du volume oculaire.

Le segment antérieur de l’œil

Le segment antérieur de l’œil est composé de la cornée, de l’humeur aqueuse, de l’iris et du cristallin  . On peut également considérer que la partie antérieure de la sclère fait partie de ce segment.

La cornée
La cornée saine est un tissu transparent et avasculaire, de 11 mm de diamètre, épais d’environ 550 µm au centre et d’environ 1000 µm en périphérie. C’est par cette fenêtre que les rayons lumineux pénètrent dans le globe oculaire, subissant un premier phénomène de réfraction. Avec son pouvoir convergent fixe de 40 à 43 dioptries, la cornée compose les 2/3 du pouvoir réfractif total de l’œil.  ses rayons de courbure sont de 7,8 mm et de 6,8 mm pour, respectivement, les dioptres antérieur et postérieur. Parmi les trois tissus superposés qui composent la cornée, c’est le stroma qui est le plus épais (environ 90 % de l’épaisseur cornéenne). Il est principalement composé d’eau (80%), de fibrilles de collagène et d’une matrice extracellulaire. Sa composition définit l’indice de réfaction global de la cornée qui est de 1,377 [5] et correspond à la combinaison de ses deux principaux composants (l’indice des fibrilles de collagène est de 1,41 et celui de la matrice extracellulaire vaut 1,36).

Anatomie et histologie de la cornée

Normalement avasculaire, la cornée tire son énergie métabolique du film lacrymal, de la conjonctive et de l’humeur aqueuse. Elle n’est vascularisée qu’au niveau de la jonction cornéosclérale, c’est à dire au niveau des boucles vasculaires du limbe irriguées par les vaisseaux de la conjonctive et de la choroïde. La cornée est également fortement innervée, ce qui la rend très sensible au contact. De plus, premier tissu en contact avec l’extérieur, elle constitue une véritable barrière à l’entrée de molécules exogènes dans le globe oculaire. Comme le montre la coupe histologique d’une cornée  , ce tissu, composé de trois tissus superposés et séparés par deux membranes, est particulièrement bien organisé.

➤ L’épithélium est constitué de 5 à 7 couches de cellules (superficielles, intermédiaires et basales) et épais d’environ 50 µm. De par la présence de liaisons fortes entre ses cellules superficielles, il joue un rôle de barrière et permet la dispersion du film lacrymal. Ses cellules s’auto-renouvellent grâce à des cellules souches conservées en périphérie de la cornée. Ce tissu a ainsi la capacité de se renouveler, en seulement 7 jours.
➤ La couche de Bowman est une membrane d’environ 10 µm d’épaisseur et acellulaire. Elle correspond à une condensation du stroma antérieur, composée essentiellement de protéoglycanes et de collagènes de type I et III. Ces fibrilles de collagène sont entremêlées, contrairement à l’organisation bien ordonnée des fibrilles stromales. Son rôle exact est mal connu mais elle est indispensable à la cicatrisation de l’épithélium. Cette membrane ne peut pas être régénérée en cas de traumatisme.
➤ Le stroma cornéen (épaisseur d’environ 500 µm) est composé à 80% d’eau, d’une matrice extracellulaire riche en glycosaminoglycanes et de fibrilles de collagène. Ces dernières sont majoritairement constituées de collagène de type I mais aussi de collagènes de type V et VI. Le collagène de type III est présent en faible proportion mais augmente en conditions pathologiques : cicatrisation ou inflammation [6].

Table des matières

Introduction
Chapitre 1 Anatomie du segment antérieur de l’œil
1 L’œil
1.1 Présentation générale
1.2 Segment postérieur de l’œil
1.2.1 La rétine
1.2.2 La choroïde
1.2.3 La sclère
1.2.4 L’humeur vitrée
2 Le segment antérieur de l’œil
2.1 La cornée
2.1.1 Anatomie et histologie de la cornée
2.1.2 Propriétés optiques de la cornée
2.2 La sclère
2.2.1 Anatomie et histologie de la sclère
2.2.2 Propriétés optiques de la sclère
2.3 L’humeur aqueuse
2.4 L’iris
2.5 Le cristallin
2.5.1 Structure et fonction du cristallin
2.5.2 Transparence du cristallin
2.5.3 Propriétés optiques du cristallin
Chapitre 2 Pathologies et chirurgies du segment antérieur de l’œil
1 La greffe de cornée
1.1 Les principales indications de la greffe de cornée
1.2 Histoire de la kératoplastie
1.3 Le protocole
1.4 La réalisation de la greffe
1.5 Les complications des greffes transfixiantes
2 Le glaucome et ses traitements
2.1 La pathologie
2.1.1 Epidémiologie
2.1.2 Physiopathologie
2.1.3 Les signes cliniques de la maladie
2.2 Les outils du diagnostic
2.2.1 La lampe à fente
2.2.2 La mesure de la pression intraoculaire
2.2.3 Gonioscopie
2.2.4 Champ visuel
2.3 Les différents traitements actuels du glaucome
2.3.1 Le traitement pharmacologique
2.3.2 Le trabéculoplastie au laser
2.3.3 Le traitement chirurgical
2.4 Les nouvelles voies de traitement
2.4.1 Les ultrasons
2.4.2 Les nouveaux systèmes de drainage de l’humeur aqueuse
2.4.3 Les lasers
3 Les affections du cristallin
3.1 La presbytie
3.1.1 Définition
3.1.2 Traitements actuels
3.2 La cataracte
3.2.1 Pathologie
3.2.2 Traitement actuel
4 Les lasers femtoseconde et la chirurgie oculaire
4.1 Présentation de la chirurgie réfractive laser
4.2 Greffe de cornée (kératoplastie)
4.3 Liquéfaction du cristallin
Chapitre 3 Étude de la transparence et de la diffusion des tissus : cornée, sclère et cristallin
1 Mesures de transmissions directe et totale et calcul de la diffusion de la cornée et du cristallin
1.1 Contexte et montages expérimentaux
1.2 Préparation des cornées humaines
1.3 Résultats obtenus sur cornée
1.4 Résultats obtenus sur cristallins
2 Quantification de la transparence cornéenne
2.1 Transparence et fonction de transfert de modulation (MTF)
2.2 Développement du dispositif expérimental
2.3 Principe de mesure de la MTF
2.4 Résultats obtenus sur le tissu cornéen
2.5 Quantification de la transparence des cornées
2.6 Séries de mesure sur le cristallin
3 Mesures de diffusion de la sclère
3.1 Préparation des échantillons de sclère
3.2 Mesures de transmission directe et totale à travers la sclère
3.3 Calcul de diffusion dans le tissu scléral et profondeur de pénétration
Conclusion

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