Ile tlenu potrzebuje oko by było zdrowe?

Tlen jest niezbędnym pierwiastkiem dla prawidłowego funkcjonowania wszystkich komórek organizmu, w tym komórek oka. Pełni kluczową rolę w procesach metabolicznych, oddychaniu komórkowym oraz utrzymaniu homeostazy tkanek. Niedostateczna ilość tlenu może prowadzić do zaburzeń widzenia, uszkodzenia struktur oka, a nawet do poważnych schorzeń. Zatem ile tlenu potrzebuje oko by było zdrowe?

Znaczenie tlenu w metabolizmie komórek oka

Każda komórka oka potrzebuje energii do prawidłowego funkcjonowania. Głównym źródłem tej energii jest proces oddychania komórkowego, który zachodzi w mitochondriach i polega na przekształcaniu glukozy w ATP. Proces ten jest możliwy tylko w obecności tlenu. Niedobór tlenu powoduje przejście komórek na mniej efektywną fermentację beztlenową, co skutkuje zmniejszoną produkcją energii i może prowadzić do uszkodzenia tkanek oka zależnych od jego odpowiedniego poziomu.

Zapotrzebowanie rogówki na tlen

Rogówka jest jedną z najbardziej metabolizujących tlen tkanek w organizmie. Szacuje się, że rogówka zużywa około 10 ml tlenu na 100 g tkanki na godzinę, co potwierdza jej wysokie zapotrzebowanie metaboliczne. Niedotlenienie rogówki może prowadzić do zaburzeń jej funkcji, w tym zmniejszenia przejrzystości, obrzęku czy neowaskularyzacji (powstawania nowych, patologicznych naczyń krwionośnych).

Podaż tlenu do rogówki

Rogówka jest przezroczystą strukturą oka, która odgrywa kluczową rolę w załamywaniu światła i ochronie wewnętrznych części gałki ocznej. W przeciwieństwie do większości tkanek ciała, rogówka nie posiada naczyń krwionośnych, co oznacza, że tlen musi docierać do niej innymi drogami.

Główne źródła tlenu do rogówki to:

• Powietrze atmosferyczne – tlen transportowany jest z filmu łzowego, wysyconego tlenem z powietrza.
• Ciecz wodnista – dostarcza tlen do głębszych warstw rogówki.
  
  

Zapotrzebowanie tlenu w różnych warstwach rogówki

Każda warstwa rogówki charakteryzuje się innym zużyciem tlenu, co jest związane z jej funkcją i aktywnością metaboliczną:

• Nabłonek rogówki (40%) – pierwsza warstwa, która pełni funkcję ochronną i regeneracyjną. Pobiera tlen głównie z filmu łzowego, co podkreśla znaczenie prawidłowego nawilżenia oka i regularnego mrugania. Uszkodzenia nabłonka mogą powodować ból oraz nadwrażliwość na światło.
  
  
• Zrąb (39%) – stanowi około 90% grubości rogówki i odpowiada za jej wytrzymałość mechaniczną i elastyczność. Komórki zrębu wykazują niższe zapotrzebowanie na tlen niż nabłonek i śródbłonek, ale nadal potrzebują jego odpowiedniego poziomu do utrzymania prawidłowej struktury kolagenowej rogówki.
  
  
• Śródbłonek (21%) – wewnętrzna warstwa rogówki, która reguluje gospodarkę wodną, zapobiegając obrzękowi i utracie przezroczystości. Śródbłonek czerpie tlen głównie z cieczy wodnistej, co czyni go szczególnie wrażliwym na wszelkie zaburzenia w mikrokrążeniu oka.
  
  

Różnice w dostarczaniu tlenu do rogówki przy otwartych i zamkniętych oczach

Dostarczanie tlenu do rogówki zależy od warunków otoczenia i aktywności powiek:

• W ciągu dnia – głównym źródłem tlenu jest powietrze atmosferyczne, z którego gaz dyfunduje przez film łzowy do nabłonka. Ciśnienie parcjalne (cząsteczkowe) tlenu na powierzchni rogówki wynosi około 155 mmHg, co zapewnia optymalne warunki dla metabolizmu komórkowego.
  
  
• Podczas snu – powieki są zamknięte, a dostęp do tlenu z powietrza jest ograniczony. Wtedy rogówka otrzymuje tlen głównie z naczyń spojówki, co zmniejsza jego ilość. Ciśnienie parcjalne tlenu na powierzchni rogówki spada do około 55 mmHg.
  
  

Skutki niedotlenienia rogówki

Długotrwałe niedotlenienie rogówki, np. spowodowane stosowaniem soczewek kontaktowych o niskiej przepuszczalności tlenowej lub brakiem przerw w ich noszeniu, może prowadzić do poważnych konsekwencji, takich jak:

• obrzęk rogówki,
• zmętnienie,
• zwiększona podatność na infekcje,
• rozwój naczyń krwionośnych w rogówce, co upośledza widzenie.

Dlatego tak istotne jest stosowanie nowoczesnych, wysoko przepuszczalnych dla tlenu materiałów w soczewkach kontaktowych oraz zachowanie odpowiednich zasad higieny użytkowania.

Znaczenie tlenu dla siatkówki

Siatkówka jest jedną z najbardziej energochłonnych tkanek organizmu i posiada niezwykle wysokie zapotrzebowanie na tlen. Wynika to z intensywnych procesów metabolicznych zachodzących w fotoreceptorach – komórkach odpowiedzialnych za odbiór bodźców świetlnych i przekształcanie ich w sygnały nerwowe.

Dotlenienie siatkówki - źródła

Siatkówka otrzymuje tlen z dwóch głównych źródeł:

• Zewnętrzna warstwa siatkówki – otrzymuje tlen z naczyń krwionośnych naczyniówki. Ponieważ fotoreceptory zużywają ogromne ilości tlenu, nawet krótkie przerwy w jego dostawie mogą prowadzić do ich degeneracji.
  
  
• Wewnętrzna warstwa siatkówki – jest dotleniana przez naczynia krwionośne siatkówki, które dostarczają tlen do komórek dwubiegunowych, komórek zwojowych i innych struktur odpowiedzialnych za przesyłanie sygnałów do nerwu wzrokowego.
  
  

Nasycenie tlenem siatkówki

Oksymetria, czyli pomiar wysycenia tlenem krążącej krwi lub określonego obszaru tkanki siatkówki wykazała, że:

• Tętnice siatkówki zawierają około 92% tlenu,
• Żyły siatkówki – około 55% tlenu,

co oznacza, że tlen jest intensywnie zużywany na poziomie siatkówki.

Skutki niedotlenienia siatkówki

Spadek dotlenienia siatkówki może prowadzić lub przyspieszać postęp wielu poważnych chorób oczu, takich jak:

• Retinopatia cukrzycowa – w wyniku niedoboru tlenu organizm stymuluje wzrost patologicznych naczyń krwionośnych, które są kruche i podatne na pękanie, co prowadzi do krwotoków i obrzęku siatkówki.
  
  
• Niedrożność naczyń siatkówki – nagłe zamknięcie naczyń doprowadzających tlen do siatkówki powoduje jej niedokrwienie i może skutkować nieodwracalną utratą wzroku.
  
  
• Zwyrodnienie plamki żółtej (AMD) – przewlekłe niedotlenienie może sprzyjać powstawaniu zmian degeneracyjnych w plamce żółtej, prowadząc do stopniowej utraty ostrości wzroku.
  
  

Poprawa prawidłowego dotlenienia siatkówki

Zapewnienie odpowiedniego poziomu tlenu w siatkówce jest kluczowe dla ochrony wzroku. Czynniki, które mogą poprawić dotlenienie siatkówki, to:

• Zdrowy styl życia – regularna aktywność fizyczna i prawidłowa dieta bogata w antyoksydanty poprawiają mikrokrążenie w oku.
  
  
• Kontrola chorób przewlekłych – cukrzyca i nadciśnienie tętnicze są jednymi z głównych przyczyn zaburzeń naczyniowych w siatkówce, dlatego ich właściwa kontrola zmniejsza ryzyko niedotlenienia.
  
  
• Unikanie dymu tytoniowego – palenie papierosów powoduje zwężenie naczyń krwionośnych i pogarsza dopływ tlenu do siatkówki.

 

Bibliografia:

1. https://www.oxford-optronix.com/resources/monitoring-oxygen-in-the-eye
2. https://www.wtamu.edu/~cbaird/sq/2015/06/25/are-there-any-parts-of-the-human-body-that-get-oxygen-directly-from-the-air-and-not-from-the-blood/
3. https://www.bezokularow.pl/poradnik/ile-tlenu-powinna-miec-rogowka-oka
4. Bisignano KK, Smith JD, Harrison WW. Variations in Retinal Oxygen Saturation in a Diverse Healthy Population. Clin Optom (Auckl). 2024;16:147-155. Published 2024 Jul 12. doi:10.2147/OPTO.S468076
5. Kiel JW. The Ocular Circulation. San Rafael (CA): Morgan & Claypool Life Sciences; 2010. Chapter 2, Anatomy. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK53329/