Phản xạ giác mạc (Corneal Reflex)- Người ta nháy mắt như thế nào?

Định nghĩa/Giới thiệu

Giác mạc là một cấu trúc mịn, trong suốt ở phía trước mắt. Nó có chức năng (1) che chắn mắt khỏi các chất lạ và (2) giúp kiểm soát khả năng tập trung thị giác.[1][2] Để tập trung ánh sáng, giác mạc phải trong; do đó, nó không có mạch máu để cản trở sự khúc xạ ánh sáng. Nước mắt và thủy dịch của mắt nuôi dưỡng nó (chất lỏng ở phần trước của mắt giữa giác mạc với đồng tử và mống mắt).[1]
Giác mạc bao gồm 5 lớp: biểu mô, lớp Bowman, chất nền (stroma- có thể gọi là matrix?), màng Descemet và nội mô (Hình A).[1] Biểu mô là lớp ngoài cùng của giác mạc (màu xanh nhạt, Hình A). Nó cung cấp một bề mặt nhẵn giúp hấp thụ cả oxy từ môi trường và chất dinh dưỡng từ nước mắt để cung cấp cho các lớp giác mạc khác. Nó cũng có chức năng như một rào cản đối với các chất lạ. Lớp Bowman (sâu đến biểu mô) bao gồm collagen để cung cấp sức mạnh và cấu trúc. Nếu bị thương, lớp này có thể để lại sẹo và cản trở tầm nhìn (màu xanh đậm, Hình A). Lớp đệm là lớp dày nhất của giác mạc. Hầu hết lớp này là nước với một lượng nhỏ collagen (màu xám, Hình A). Sâu vào lớp đệm, một lớp collagen chắc khỏe khác, màng Descemet, cung cấp lớp thứ cấp chống lại chấn thương và nhiễm trùng. Lớp này được tạo ra bởi các tế bào nội mô sâu hơn và có thể tái tạo nếu bị thương (màu cam, Hình A). Lớp sâu nhất là nội mô (endothelium- màu hồng, Hình A). Lớp nội mô đóng vai trò như một máy bơm để loại bỏ chất lỏng dư thừa ra khỏi chất nền. Chất lỏng thường rò rỉ từ bên trong mắt vào chất nền. Nếu không có bơm nội mô, mô đệm sẽ sưng lên. Vì tế bào nội mô không tái tạo nếu bị tổn thương nên tổn thương có thể gây mù lòa. Phương pháp điều trị duy nhất cho tổn thương nội mô là ghép giác mạc.[1]
Giác mạc của mắt người là bộ phận có mật độ thần kinh dày đặc nhất trên cơ thể, nhạy cảm hơn da từ 300 đến 600 lần.[3] Nó nhận được sự phân bố cảm giác từ các nhánh mi dài của nhánh mắt của dây thần kinh sinh ba (V).[2] Các nhánh từ các dây thần kinh này tạo thành các đám rối thần kinh chạy song song với bề mặt giác mạc, giữa biểu mô và lớp Bowman.[4] [5] Các sợi thần kinh cảm giác trong giác mạc bao gồm các dây thần kinh A-β và A-γ có myelin và các sợi C không có myelin.[6] [2]

Phản xạ giác mạc

Giác mạc là nơi đầu tiên mà chất kích thích  hoặc vật lạ sẽ chạm vào khi chúng tiếp xúc với mắt. Tiếp xúc với giác mạc sẽ khởi phát 2 phản xạ: phản xạ chớp mắt (phản xạ giác mạc) và sản xuất nước mắt.

Phản xạ chớp mắt giác mạc được gây ra bởi một vòng giữa các dây thần kinh cảm giác sinh ba và sự chi phối dây thần kinh vận động mặt (VII) của cơ vòng mắt. Phản xạ kích hoạt khi một kích thích cảm giác tiếp xúc với các đầu dây thần kinh tự do hoặc các cơ quan cảm thụ cơ học trong biểu mô giác mạc. Thông tin cảm giác truyền qua nhánh mắt của dây thần kinh sinh ba (V) đến nhân sinh ba tủy ở thân não (con đường màu xanh, Hình B). Dây thần kinh trong nhân sinh ba tủy tạo synap liên hiệp (neuron liên hiệp hay neuuron trung gian) dẫn truyền đến nhân mặt và tạo synap với dây thần kinh mặt (đường màu tím, Hình B). Dây thần kinh mặt thoát ra khỏi nhân mặt, quấn quanh nhân dây VI (nhân abducen- nhân vận nhãn ngoài) và thoát ra khỏi hộp sọ ở lỗ trâm chũm. Sau khi ra khỏi hộp sọ, dây thần kinh mặt chuyển kích thích đến kích hoạt cơ vòng mắt. Sự co của cơ này gây ra chuyển động chớp mắt- nhắm mắt (đường màu đỏ; Hình B).
Phản xạ chớp mắt có 2 giai đoạn là sớm và muộn. Sợi A-β kích hoạt chuyển động ban đầu của mí mắt (phản ứng sớm) ở phía cùng bên. Các loại sợi khác kích hoạt ở giai đoạn muộn. Phản xạ giai đoạn muộn kích thích dây thần kinh mặt hai bên khiến cả hai mắt đều chớp mắt. Đầu vào từ hệ thống vận động thứ cấp (ví dụ: nhân xen [interpositus nucleus- là một nhân trung tâm gồm nhân nút và nhân cầu] của tiểu não, nhân đỏ và hệ thống lưới) có thể điều biến phản xạ giai đoạn muộn này. [6]
Đầu ra vận động của mỗi lần chớp mắt có thể khác nhau trong điều kiện không có bệnh lý. Nhiều yếu tố có thể ảnh hưởng đến phản ứng chớp mắt. Một yếu tố là thời gian và cường độ của kích thích giác quan.[9] Các yếu tố thứ cấp bao gồm nhiều loại mạch thân não và vỏ não, tạo synap trực tiếp hoặc gián tiếp với nhân sinh ba tủy và nhân mặt. Các mạch khác này điều chỉnh cường độ hoạt động chớp mắt dựa trên phản xạ có điều kiện.[14][15]
Phản ứng chớp mắt khiến mí mắt đóng lại. Hệ thống này hoạt động cùng với một đường mạch thứ cấp xuyên qua nhân vận nhãn (oculomotor nucleus -III) để mở lại mí mắt. Con đường thứ cấp này được kích hoạt bằng cùng một con đường cảm ứng được sử dụng bởi phản ứng chớp mắt (Trigeminal V1). Để tạo điều kiện thuận lợi cho phản ứng này, các dây thần kinh V1 có đầu vào thứ cấp trong nhân sinh ba tủy lên các bó thần kinh dẫn tới nhân vận nhãn (oculomotor nucleus- nhân dây III), tạo synap với các neuron vận động nhãn cầu (dây III), sau đó kích hoạt cơ nâng mí mắt. Con đường vận động nhãn cầu (dây III) khởi động mí mắt mở lại sau khi nó đóng lại trong phản ứng chớp mắt (nếu tổn thương dây III sẽ gây sụp mí mắt). Nó hoạt động cùng với con đường vận động mặt (VII).[9]

Sản xuất nước mắt

Chạm vào giác mạc cũng có thể kích hoạt các mạch bắt đầu sản xuất nước mắt. Mạch phản xạ này đi theo con đường tương tự như phản xạ chớp mắt ngoại trừ việc các dây thần kinh phó giao cảm trong dây thần kinh số VII ở mặt chi phối các tuyến lệ và tuyến meibomian “tarsal” thay vì cơ (mạch màu xanh lá cây; Hình 1B).[16] Tuyến lệ tạo ra nước mắt. Tuyến Meibomian tạo ra một lớp màng dầu giúp ngăn nước mắt bốc hơi trên mắt.[17] Để đến được các tuyến này, các sợi phó giao cảm sẽ đi qua nhánh gò má của dây thần kinh số VII ở mặt. Chúng tạo synap ở hạch chân bướm khẩu cái và sau đó tiếp tục hoạt động như dây thần kinh lệ.
Nước mắt có nhiều chức năng.[16]
-Hình thành bề mặt quang học mịn
-Giữ ẩm bề mặt giác mạc
– Rửa sạch các mảnh vụn hoặc chất gây kích ứng
-Có đặc tính kháng khuẩn giúp ngăn ngừa nhiễm trùng
Phản xạ chớp mắt giác mạc không phải là phản xạ duy nhất có thể kích hoạt sản xuất nước mắt. Một số phản xạ thị giác và vị giác cũng có thể kích thích các tuyến này. Đèn sáng kích hoạt phản xạ thị giác. Các hóa chất cụ thể có thể đặc biệt độc hại nếu chúng xâm nhập vào mắt (ví dụ: thức ăn có vị cay, cay hoặc nóng) sẽ kích hoạt phản xạ vị giác. Cả hai hệ thống đều tiếp xúc với hệ phó giao cảm để tạo ra nước mắt. [16]

Ảnh hưởng

Một số rối loạn và các chất môi trường có thể ảnh hưởng đến phản xạ chớp mắt của giác mạc bằng cách thay đổi cấu trúc giải phẫu của dây thần kinh sinh ba trong giác mạc. Ví dụ, bệnh tăng nhãn áp là một rối loạn gây tăng áp lực trong mắt. Khi rối loạn này tiến triển, dây thần kinh sinh ba ở giác mạc sẽ bị uốn cong. Những đường cong này tương quan với các triệu chứng tiến triển ở mắt và giảm độ nhạy phản xạ chớp mắt của giác mạc.[2] Nghiên cứu về phương pháp điều trị bệnh tăng nhãn áp cho thấy những bệnh nhân được kê đơn thuốc bôi có chứa benzalkonium clorua có tỷ lệ bị uốn cong cao hơn nhiều so với các loại thuốc không có chất bảo quản do bệnh nhân kê đơn.[18] [19] [20] Các bác sĩ nên cẩn thận khi kê đơn thuốc bôi tại chỗ cho mắt vì sự lựa chọn của họ có thể ảnh hưởng đáng kể đến tiên lượng của bệnh nhân.
Bệnh tiểu đường là một chứng rối loạn khác ảnh hưởng đến sức khỏe giác mạc, dẫn đến bệnh lý thần kinh ngoại biên ở nhiều bệnh nhân. Các sợi C không có myelin và các sợi thần kinh A-γ nhỏ thường bị ảnh hưởng nhất. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng khi bệnh tiến triển, mật độ của các đám rối thần kinh sẽ giảm, sự phân nhánh thần kinh giảm và độ cong của các sợi thần kinh tăng lên.[21] [22] Những thay đổi về mặt giải phẫu này dẫn đến mất cảm giác đau và nhiệt độ ở mắt, dẫn đến giảm phản xạ giác mạc ở giai đoạn muộn ở cả hai bên.[23] [24] [25]
Một rối loạn ảnh hưởng đến mạch sản xuất nước mắt là hội chứng Bogorad, “Hội chứng nước mắt cá sấu”. Hội chứng này là kết quả của các kết nối không phù hợp hình thành trong quá trình tái tạo dây thần kinh ở những bệnh nhân đang hồi phục sau bệnh liệt Bell (tức là tổn thương dây thần kinh mặt, số VII). Trong quá trình hồi phục, các sợi ly tâm từ nhân nước bọt trên (của dây sinh ba) sẽ tạo synap với các sợi phó giao cảm của dây thần kinh mặt. Điều này khiến bệnh nhân chảy nước mắt khi tiết nước bọt (ví dụ khi ngửi hoặc ăn thức ăn).[26]

Ý nghĩa lâm sàng

Rối loạn chức năng phản xạ “nháy mắt” giác mạc có thể xảy ra do tổn thương tại bất kỳ điểm nào trên đường dẫn truyền (tức là hệ thần kinh trung ương hoặc ngoại biên). Tổn thương ngoại vi gây ra tình trạng thiếu hụt phản xạ cùng bên trong khi rối loạn chức năng trung tâm gây ra tình trạng thiếu hụt phản xạ hai bên.
Ở ngoại vi, tổn thương dây thần kinh sinh ba (V) hoặc dây thần kinh mặt (VII) sẽ làm gián đoạn mạch chớp mắt của giác mạc. Các bác sĩ chẩn đoán tổn thương dây thần kinh ngoại biên bằng cách kiểm tra giai đoạn đầu và giai đoạn muộn của phản xạ chớp mắt hoặc các triệu chứng thứ phát của tổn thương dây thần kinh.[27] [9] [6] Khi kiểm tra các giai đoạn của phản xạ chớp mắt, bệnh nhân bị tổn thương dây thần kinh sinh ba (V) thường bị suy giảm phản xạ giai đoạn sớm ở cùng bên, trong khi bệnh nhân bị tổn thương dây thần kinh mặt (VII) lại có biểu hiện suy giảm phản xạ cùng bên ở cả giai đoạn sớm và muộn.[28] [6]
Khi kiểm tra các triệu chứng thứ phát của tổn thương thần kinh, bác sĩ sẽ thực hiện các xét nghiệm về chức năng vận động và cảm giác. Dây thần kinh sinh ba (V1) gây mất cảm giác ở trán. Để kiểm tra chức năng V1 yêu cầu bệnh nhân nhắm mắt lại và cho biết khi nào họ cảm thấy có sự chạm vào các vùng khác nhau trên khuôn mặt. Bệnh nhân bị tổn thương V1 không cảm nhận được hoặc không xác định được cảm giác chạm vào bên trán bị ảnh hưởng.
Tổn thương dây thần kinh mặt gây liệt các cơ biểu cảm trên khuôn mặt cùng bên. Điều này dẫn đến miệng bị xệ xuống và nếp nhăn trán và má phẳng ở cùng bên.[29] Để tiếp cận hoạt động vận động của khuôn mặt, hãy yêu cầu bệnh nhân mỉm cười hoặc thực hiện các nét mặt khác. Bệnh nhân bị tổn thương dây thần kinh mặt không thể cử động các cơ biểu cảm trên khuôn mặt ở bên bị ảnh hưởng. Rối loạn chức năng hệ thần kinh trung ương sẽ gây ra sự suy giảm phản xạ chớp mắt ở cả hai bên. Các triệu chứng sẽ xuất hiện dưới dạng rối loạn chức năng ở giai đoạn muộn nhưng không phải ở giai đoạn đầu của phản xạ chớp mắt. Một tổn thương phổ biến ảnh hưởng đến phản ứng chớp mắt là hội chứng Wallenberg (tức là tổn thương tủy bên). Nhân sinh ba tủy nằm trong tủy bên. Sự gián đoạn của vùng này làm gián đoạn con đường phản xạ chớp mắt và dẫn đến thiếu phản xạ ở giai đoạn cuối ở cả hai bên với sự kích thích giác mạc ở bên bị ảnh hưởng.[30][6]
Tổn thương hệ thống lưới, nhân đỏ hoặc tiểu não cũng sẽ ảnh hưởng đến phản xạ chớp mắt của giác mạc.[6] Những vùng này ảnh hưởng đến tín hiệu thần kinh mặt và có thể tác động đến cường độ hoặc tốc độ của phản ứng chớp mắt ở giai đoạn muộn ở cả hai bên.[6][10][13][11][7][8][12][9]

References

1.

Ludwig PE, Lopez MJ, Sevensma KE. StatPearls [Internet]. StatPearls Publishing; Treasure Island (FL): Aug 7, 2023. Anatomy, Head and Neck, Eye Cornea. [PubMed]

2.

Yang AY, Chow J, Liu J. Corneal Innervation and Sensation: The Eye and Beyond. Yale J Biol Med. 2018 Mar;91(1):13-21. [PMC free article] [PubMed]

3.

ZANDER E, WEDDELL G. Observations on the innervation of the cornea. J Anat. 1951 Jan;85(1):68-99. [PMC free article] [PubMed]

4.

Müller LJ, Marfurt CF, Kruse F, Tervo TM. Corneal nerves: structure, contents and function. Exp Eye Res. 2003 May;76(5):521-42. [PubMed]

5.

Cruzat A, Qazi Y, Hamrah P. In Vivo Confocal Microscopy of Corneal Nerves in Health and Disease. Ocul Surf. 2017 Jan;15(1):15-47. [PMC free article] [PubMed]

6.

Casale R, Frazzitta G, Fundarò C, Balbi P, Del Rosso A, Bertinotti L, Matucci-Cerinic M. Blink reflex discloses CNS dysfunction in neurologically asymptomatic patients with systemic sclerosis. Clin Neurophysiol. 2004 Aug;115(8):1917-20. [PubMed]

7.

Fanardjian VV, Manvelyan LR. Peculiarities of cerebellar excitation of facial nucleus motoneurons. Neurosci Lett. 1984 Aug 31;49(3):265-70. [PubMed]

8.

Holstege G, van Ham JJ, Tan J. Afferent projections to the orbicularis oculi motoneuronal cell group. An autoradiographical tracing study in the cat. Brain Res. 1986 May 28;374(2):306-20. [PubMed]

9.

Manning KA, Evinger C. Different forms of blinks and their two-stage control. Exp Brain Res. 1986;64(3):579-88. [PubMed] dịch

10.

Wikgren J, Korhonen T. Interpositus nucleus inactivation reduces unconditioned response amplitude after paired but not explicitly unpaired treatment in rabbit eyeblink conditioning. Neurosci Lett. 2001 Aug 10;308(3):181-4. [PubMed]

11.

Delgado-García JM, Gruart A. The role of interpositus nucleus in eyelid conditioned responses. Cerebellum. 2002 Dec;1(4):289-308. [PubMed]

12.

Morcuende S, Delgado-Garcia JM, Ugolini G. Neuronal premotor networks involved in eyelid responses: retrograde transneuronal tracing with rabies virus from the orbicularis oculi muscle in the rat. J Neurosci. 2002 Oct 15;22(20):8808-18. [PMC free article] [PubMed]

13.

Wikgren J, Ruusuvirta T, Korhonen T. Reflex facilitation during eyeblink conditioning and subsequent interpositus nucleus inactivation in the rabbit (Oryctolagus cuniculus). Behav Neurosci. 2002 Dec;116(6):1052-8. [PubMed]

14.

Freeman JH, Steinmetz AB. Neural circuitry and plasticity mechanisms underlying delay eyeblink conditioning. Learn Mem. 2011;18(10):666-77. [PMC free article] [PubMed]

15.

Delgado-García JM, Gruart A. Building new motor responses: eyelid conditioning revisited. Trends Neurosci. 2006 Jun;29(6):330-8. [PubMed]

16.

Shaheen BS, Bakir M, Jain S. Corneal nerves in health and disease. Surv Ophthalmol. 2014 May-Jun;59(3):263-85. [PMC free article] [PubMed]

17.

Bron AJ, Tiffany JM, Gouveia SM, Yokoi N, Voon LW. Functional aspects of the tear film lipid layer. Exp Eye Res. 2004 Mar;78(3):347-60. [PubMed]

18.

Skalicky SE, Goldberg I, McCluskey P. Ocular surface disease and quality of life in patients with glaucoma. Am J Ophthalmol. 2012 Jan;153(1):1-9.e2. [PubMed]

19.

Fechtner RD, Godfrey DG, Budenz D, Stewart JA, Stewart WC, Jasek MC. Prevalence of ocular surface complaints in patients with glaucoma using topical intraocular pressure-lowering medications. Cornea. 2010 Jun;29(6):618-21. [PubMed]

20.

Rossi GC, Blini M, Scudeller L, Ricciardelli G, Depolo L, Amisano A, Bossolesi L, Pasinetti GM, Bianchi PE. Effect of preservative-free tafluprost on keratocytes, sub-basal nerves, and endothelium: a single-blind one-year confocal study on naïve or treated glaucoma and hypertensive patients versus a control group. J Ocul Pharmacol Ther. 2013 Nov;29(9):821-5. [PubMed]

21.

Kallinikos P, Berhanu M, O’Donnell C, Boulton AJ, Efron N, Malik RA. Corneal nerve tortuosity in diabetic patients with neuropathy. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2004 Feb;45(2):418-22. [PubMed]

22.

Chang PY, Carrel H, Huang JS, Wang IJ, Hou YC, Chen WL, Wang JY, Hu FR. Decreased density of corneal basal epithelium and subbasal corneal nerve bundle changes in patients with diabetic retinopathy. Am J Ophthalmol. 2006 Sep;142(3):488-90. [PubMed]

23.

Rosenberg ME, Tervo TM, Immonen IJ, Müller LJ, Grönhagen-Riska C, Vesaluoma MH. Corneal structure and sensitivity in type 1 diabetes mellitus. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2000 Sep;41(10):2915-21. [PubMed]

24.

Petropoulos IN, Green P, Chan AW, Alam U, Fadavi H, Marshall A, Asghar O, Efron N, Tavakoli M, Malik RA. Corneal confocal microscopy detects neuropathy in patients with type 1 diabetes without retinopathy or microalbuminuria. PLoS One. 2015;10(4):e0123517. [PMC free article] [PubMed]

25.

Bitirgen G, Ozkagnici A, Malik RA, Kerimoglu H. Corneal nerve fibre damage precedes diabetic retinopathy in patients with type 2 diabetes mellitus. Diabet Med. 2014 Apr;31(4):431-8. [PubMed]

26.

Modi P, Arsiwalla T. StatPearls [Internet]. StatPearls Publishing; Treasure Island (FL): Jan 18, 2023. Crocodile Tears Syndrome. [PubMed]

27.

Kimura J, Powers JM, Van Allen MW. Reflex response of orbicularis oculi muscle to supraorbital nerve stimulation. Study in normal subjects and in peripheral facial paresis. Arch Neurol. 1969 Aug;21(2):193-9. [PubMed]

28.

Cruccu G, Deuschl G. The clinical use of brainstem reflexes and hand-muscle reflexes. Clin Neurophysiol. 2000 Mar;111(3):371-87. [PubMed]

29.

Portela RC, Miller AC. Antivirals With Corticosteroids for the Treatment of Acute Bell’s Palsy. Acad Emerg Med. 2019 Mar;26(3):342-344. [PubMed]

30.

Ongerboer de Visser BW, Kuypers HG. Late blink reflex changes in lateral medullary lesions. An electrophysiological and neuro-anatomical study of Wallenberg’s Syndrome. Brain. 1978 Jun;101(2):285-94. [PubMed]