山梨医大誌6（2），77～8ユ，199！

加齢と目　角膜内皮と水晶体の加齢による変化

　山　本　哲　也

山梨医科大学眼科学教室

抄　録：ヒト角膜内皮と水晶体の加齢変化に関する最近の研究を紹介した。ヒト角膜内皮細胞は加

齢により細胞数を減ずる。また，細胞数の減少に伴い，六角形細胞比率の減少，細胞の大きさの均

一性の乱れ等の細胞の形態学的変化が生ずる。これらの変化により角膜透明性の喪失する可能性に

ついて論じた。また，ヒト水晶体の加齢による構造及び成分の変化と病的現象であるとされる白内

障の有病率の変化について述べた。

キーワード　角膜内皮，水晶体，加齢

1．はじめに

　視覚器から入力される情報量は人が得る全情

報量の約80％に達するとされる。このことから

も各種疾患による視覚情報の途絶は人の日常生

活に大きな影響を与えることが容易に理解され

る。しかしながら，視覚器も加齢による機能低

下の例外ではない。本稿では視覚器のうち眼内

の透光組織である角膜内皮と水晶体の加齢に伴

う変化について概説する。

皿．角膜内皮の加齢による変化

A．角膜内皮の機能

　角膜内皮は角膜を裏打ちする一層の細胞層で

ある。角膜内皮細胞はその基底膜であるデスメ

膜に接し，後方では前房水に直接さらされてい

る。角膜内皮の主たる機能は角膜の透明性を保

つことである。すなわち角膜は正常眼圧のもと

で35－45mmHg程度の吸水圧を有するため，

角膜内皮を通して前房水を吸収し膨潤しようと

する力が加わる1）。角膜は膨潤すると透明性を

失うことになるが，生体でそうならないのは角

〒409－38山梨県中巨摩郡玉穂町下河東1110

受付：1991年／月19購

受理：1991年2月21日

膜内皮にバリアー機能とactive　transpOftによ

るポンプ機能があり，その結果として角膜の含

水率（78％）を一定に保っているためである。こ

のうちバリアー機能は内皮細胞間のdght　junc－

tionに主に存在するとされており，また，ポン

プ機能は内皮細胞による重炭酸イオンとNaイ

オンのactive　transportに伴って水分が移動す

ることによるとされている2）。

　角膜内皮のこうした機能を検討する方法とし

ては角膜の厚さ測定，角膜内皮細胞の形態観察，

フルオレセイン等の標識物質の透過性測定等が

あるが3），比較的平易にかつ多数の対象に行い

うる検査法は前二者であり，なかでも内皮細胞

の形態観察を行う目的でスペキュラーマイクロ

スコピーと呼ばれる手技が普及し，日常臨床に

も用いられている。これは非侵襲的に広範囲の

角膜内皮細胞の写真撮影を行う手技であり，細

胞数，細胞形態の均一性，多形性等が検討の対

象とされる（図1）。この手技が普及した背景に

は，とトの角膜内皮細胞が通常分裂せず，細胞

が死んで脱落すると周囲の細胞が拡大しつつ移

動し欠損部位を覆うという修復機転を取るこ

と，また，細胞数と角膜内皮機能の間に相関関

係があることが知られていることがある。そし

て角膜内皮細胞をスペキュラーマイクロスコ

ピーにより経時的に観察することにより角膜の

機能不全の出現すなわち角膜の透明性の喪失を

78 山　本　哲　也

図1．スペキュラーマイクロスコピーにより観察されたヒト角膜内皮細胞（正常男性，36才，バーは100μm）

予測することが可能となっており，白内障手術

の術式決定等の目的で広く用いられている。

B．加齢による角膜内皮細胞の形態変化

　ヒト角膜内皮細胞の加齢変化の研究はスペ

キュラーマイクロスコピーを用いた形態的特徴

の変化に関する研究が主である。ヒト角膜内皮

細胞は基本的には大きさの揃った正六角形であ

り，若年者では3500細胞／mm2程度の密度で存

在している4）。角膜内皮細胞は加齢にともなう

一部細胞の脱落をまわりの細胞の大型化で補う

ことから，次第に細胞密度は低下し，大きさの

均一性が崩れ，さらに六角形以外の細胞の割合

が増加してくることが知られている。平均細胞

面積（±標準偏差）は10－30才の290±80μm2か

ら50－80才の320±120μm2へと増加する4）（表

1）。標準偏差の増加の割合が平均面積のそれ

に比較して大きいことは細胞が大きさの均一性

を失いつつあることを示している。また，細胞

多形性については六角形細胞の割合は30才以下

表1．角膜内皮細胞の加齢による細胞面積の変化　　　（文献4）より改変）

年令（歳）

　10－30

　50－80

平均細胞面積

　280μm2　320μm2

標準偏差

80μm2

110μm2

表2．角膜内皮細胞の加齢による多角形細胞出現率　　の変化（文献5）より改変）

年令（歳）　三，四角形　　六角形

　30以下　　　14％　　　74％　60以上　　　20％　　　64％

謄躍八七

％％

2ρ0

1⊥　－

の74％に対し60才以上では64％へと有意に低下

することが報告されている5）（表2）。

C．角膜移植後の角膜内皮細胞の変化

　ここで話を少し変えて，角膜内皮細胞数がい

くつになると角膜が透明性を失うかについて検

討する。角膜内皮細胞の機能不全により角膜実

加齢と目 79

質と角膜上皮に浮腫を生じ角膜が厚くなった状

態は水庖性角膜症と呼ばれる。本症に対する現

在唯一の有効な治療法は全層角膜移植術であ

る。術後透明化した移植角膜の内皮細胞をスペ

キュラーマイクロスコピーで経時的に観察した

報告6）によると平均細胞面積が1200μm2程度に

なると再び透明性を失う症例が現れ，1600μm2

では約半数で透明性は失われている。透明性を

強く失うとスペキュラーマイクロスコピーでは

観察不能となるが，観察可能範囲のデータから

外挿して検討された結果，平均細胞面積が2700

μm2になるとほぼ全例で角膜が透明性を失うと

推定されている。症例により透明性を失った時

の細胞数にばらつきが認められる理由としては

個々の細胞の機能に相違があること，眼圧が異

なること等が推測されている。

D。正常角膜はいつまで透明性を保つか

　角膜移植後の内皮細胞数の変化から理解され

るように角膜内皮機能には大きな余力があり，

細胞数が1／4になってもほぼ機能は維持でき

ると考えられ，さらにその半分になっても透明

性の保たれる症例がある。したがって正常ヒト

角膜が単なる加齢変化のみで80ケ年の一生の内

に透明性を失うことはない。しかしながら，内

皮細胞が大きくなるとそれだけ個々の細胞にか

かる負担が増すので次第に細胞の死亡速度が速

まり，また各細胞にも寿命があるので，個体の

寿命の2－3倍程度の時間が経過すると角膜内

皮の角膜の透明性を維持する機能は破綻し角膜

は混濁するのではないかと推定されている7）。

このことに関連して臨床的に問題となることが

多いのは年内手術後の角膜内皮細胞の脱落であ

り，たとえば白内障手術では10－20％程度の細

胞が合併症のない手術の際にも脱落するとされ

る。こうした手術の角膜への侵襲によりその後

角膜の加齢変化すなわち内皮細胞の脱落と残存

細胞の拡大が急激に加速されることがあり，一

部は水庖性角膜症に至ることもある。このこと

は白内障手術の増加にともない問題とされてい

る。

皿．水晶体の加齢による変化

A．水晶体構造の加齢による変化

　水晶体は外胚葉起源の眼内器官である。水晶

体は皮膚の上皮細胞の基底膜に相当する水晶体

嚢に囲まれており，この閉鎖空間の中で水晶体

前嚢に接して存在する水晶体上皮細胞が水晶体

線維細胞に増殖分化することにより成長する。

水晶体上皮細胞の増殖力は加齢とともに落ちる

ものの上皮細胞は生涯にわたって増殖を続ける

ため水晶体の重量，体積は加齢にともない増加する8・9）（表3）。

表3．水晶体湿重量，体積の加齢による変化　　　（文献8’9）より改変）

年令（歳）

　0－9　10－19

　20－39

　40－59

　60－79

　80－90

湿重量（mg）

　　150　　160　　180　　220　　240　　260

体積（mm3）

　140　150　170　！9G

　220　240

B．加齢にともなう水晶体成分の変化

　加齢による正常水晶体の構成成分の変化とし

てはタンパク質とグルタチオンの変化が重要で

ある。水晶体のタンパク質は水晶体特膚のタン

パク質であるクリスタリンを主とする水溶性タ

ンパク質と水不溶性タンパク質（アルブミノイ

ド）に大別される。このタンパク質分画は加齢

とともに大きく変動することが知られている。

加齢にともない水晶体中のタンパク質量は次第

に増加するが，水溶性タンパク質の量は40歳前

後で最大となりその後は減少する。水不溶性タ

ンパク質は逆に40歳を過ぎてから急激に増加す

る。また，クリスタリンのうちβクリスタリ

ンは全年齢を通じ比較的安定しているが，αク

リスタリンは20歳まで増加し，その後40歳まで

若干減少し後再び増加に転じる。さらにγクリ

スタリンは成人では小児に比較して1／4程度

となることが知られている。それ以外に個々の

タンパク質のサブユニットの変化が認められた

80 山　本　哲　西

表4．加齢にともなう水晶体タンパク質変性の　　原因（文献9」o）より改変）

アスパラギン，グルタミン残基のアミド分解アスパラギン酸残基のラセミ化

C末端からの選択的分解SH基の酸化とS－S結合の生成水分の低下

トリプトファン代謝物質の増加

表5．白内障の頻度（文献ユ2）より

　　改変）

年令（歳）

　45－54

　55－64

　65－74

　75以上

率病有

％％％％

9向ρ054

01《）8

り，トリプトファンの代謝産物の増加により青

蛍光の蛍光強度が加齢とともに増強すること等

が知られている。こうした加齢によるタンパク

質変性の原因としては表4に示すものが挙げられている9’／0）。

　水晶体内還元物質であるグルタチオンは加齢

にともない量の低下が認められる。20歳頃の

3．5μmol／g　lensから65歳の水晶体ではし8

μmo1／g　lensまで低下する。もう一つの生体還

元物質であるアスコルビン酸には加齢変化は認

められていない。また，幼若動物の水晶体は水

分が多く，加齢にともない含水量は低下するこ

とが知られている。さらに，Naイオン，　Kイ

オンの量はヒト正常水晶体においては40－70歳

においてほぼ一定であるとされている。

C．　加齢にともなう白内障頻度の増加

　臨床的に最も問題になる水晶体の疾患は白内

障であり，白内障は原因，程度のいかんを問わ

ず水晶体混濁のことを指す。また，白内障の原

因として最も頻度の高いものは加齢であり，こ

のタイプの白内障を老人性白内障（senile　cata－

ractまたはage－related　cataract）と呼ぶ。老人

性白内障の有病率は50歳を過ぎると急激に増加

する。視機能に影響を及ぼさない軽度の症例を

含めた白内障の有病率は，60歳代で60－70％，

70沼代で90％，80歳以降はほぼ100％と極めて

高いことが知られている／1）。視力障害の原因

となり加療を要する白内障の頻度ははるかに低

いものの，45－54歳O．2％，55－64歳1．6％，65

－74歳6，5％，75歳以上8．4％と60歳前後から急

激に増加すると報告されている12）（表5）。

D．白内障眼における水晶体成分の変化

　岩田9）は水晶体混濁とは水晶体を構成する多

種多様のエレメントが物理的あるいは化学的に

その秩序性を消失した時に発生する光学的現象

であると述べている。このことから想像される

ように，白内障の病因として単一の水晶体構成

成分の変化が把握されているものは少ない。ガ

ラクトース血症におけるガラクチトール等，代

謝異常にともなう白内障の一部で混濁の原因と

なる物質が同定されているにすぎない。最も頻

度の高い老人性白内障ではいくつかの水晶体成

分変化が知られているものの白内障の病期に一

対一に対応する変化等疾患特異的な変化は認め

られておらず，いずれも水晶体混濁の原因物質

とは考えにくいものである。陽イオンの変化は

中期白内障以降に認められる。すなわち，Na

イオン，Caイオンは増加し，　Kイオンは減少

する。また，還元型グルタチオンは白内障初期

から減少することが知られており，白内障眼で

なんらかの形で酸化が起こっていることを示唆

する。また，タンパク質では水不溶性タンパク

質の占める割合が増え，特に白内障末期で著明

である。さらに，多くの白内障では混濁発生時

から水分の増加が認められ，特に進行した白内

障である成熟白内障で著明であるが，水分増加

は白内障の原因ではなく，その他の物質の変化

による浸透圧変化により引き起こされたものと

考えられている。

　加齢にともなう水晶体構成成分の変化を白内

障のそれと比較してみると，加齢にともなう変

化はタンパク質，グルタチオン難いくつかの点

で白内障に認められる変化に類似していること

が理解される。このことと白内障が老人では極

めて頻度の高いことを考え合わせると水晶体の

加齢による混濁は病的な現象ではなく生理的な

加齢と目 81

変化と解釈すべきものなのかもしれない。

V．終わりに

　角膜内皮と水晶体の加齢による変化について

述べた。ふたつの組織を考えるだけで，良好な

視機能が永遠に望めるものでないことが理解さ

れる。実際にはその他の透光体の変化もあり，

また，網膜視細胞から大脳視覚領に至るいずれ

の部位においても加齢による機能低下が認めら

れるわけであるから，問題はさらに複雑である。

視覚器の加齢に関する臨床上の最大の問題点、で

ある白内障は手術技術の進歩と眼閃レンズの開

発普及によりほぼ克服された感があるが，今後

とも眼の加齢の問題に取り組んでいくことが眼

科医に与えられた使命であると考えている。

（教室主任，塚原重雄教授の御指導に感謝致し

ます。尚，この小文は平成2年7月11日に山梨

医大老年病・老年学研究会で講演した内容に加

筆したものである。）

文 献

1）Maurice　DM．　The　cornea　and　sclera。∫πDav．

　　son　H，　ed．　The　eye，王B．　Vegetatlve　physlology

　　and　blochemls宅ry．　London：Academlc　Press，

　9緬

）3

）4

）5

）6

）7

）8

）9

10）

11）

12）

1984：1－158．

三島済一．角膜涙液の生理学，眼科Mook．1981；15：22－31．

澤　充．角膜の臨床研究法，眼科Mook。1981；15：51－64．

Sawa　M，　Tanlshima　T．　The　morphology　of　the

huma捻cOrneal　endothelium　a論d　follow－up　of

postoperative　changes．　Jpn　J　Op之halmol　1979；

23：337－350．

神鳥高世，沢　充，谷島輝雄。ヒト角膜内皮細

胞のコンピューターによる形態計測．日眼会誌

198王；86：1204－1207．

松原正男，木村内子，佐藤　孜，ほか。角膜移

植片の透明性と内皮細胞面積について．臨床眼科1984；38：751－755．

Mishima　S．αinical　lnvestlga宅ions　on　the　cor・

neal　endothehum．　Arn　J　Ophthalmo11982；93：

レ29．

Hardlng　JJ，　Crabbe　MJC。　The　le簸s：DeveioP－

rnent，　prαei簸s，　metabollsm　a難d　cataract．1η：

Davson　H，　ed．　The　eye，　IB．　Vege之atlve　physio－

logy　and　biochemistry．　London：AcademicPress，1984：207－492．

岩田修造．水晶体　その生化学的機構．東京：

メディカル葵出版．1986．

Hoenders　HJ，　Bloemendal　H．　Aging　of　lens

pro亀eins．1η：Bloemendal　H，　ed．　Molecular　and

cellular　biology　of　the　eye　Ie無s．　New　York

John　Wiley　and　Sons，1981：279．

戸張幾生．老人と眼疾患．日本の眼科1976：47：341－344，．

小暮文雄．白内障の疫学．眼科Mook．1986；29；76－85．

Abrief　review　of　age－re監ated　changes　of　human　comea藍endothe1量um　and　crystalli薮e　Iens

Tetsuya　Yamamoto

D6ραγ‘7η6η‘（ゾ0ヵん〃～α」規。♂ogッ，γα？7zαηα∫痂M84f‘α♂Co～～898，　Tα，ηα1zo，｝7ωηαηα5痂409－38

　Studies　on　age－related　changes　of　hurna装corneal　elldotheliuln　and　crys毛alline垂e轟s　are　brleξly　rev量ewed・H韓一

man　corneal　endαheliaI　cells　decrease　in　number　with　age．　Morρhological　changes　such　as　pleornorphism　and

diversi§cation　of　cell　size　parallel　changes　in　cell捻umber．　Decompensatlon　of　el｝dothelial　funαion　following

these　cねanges　is　discussed．　Structural　chaRges　of｛he　human　crysta11量ne　leus　and　the　i鳶cidence　of　ca｛aract　are

a茎so　discussed　in　relation　to　aging・

Key　words：comeal　endo宅helium，　crystalline　lens，　aging