结构

虹膜从前到后粗略可分为两层：前部含有色素与纤维血管组织，称作虹膜基质；基质下的色素上皮细胞层，含有致密黑色素细胞，故虹膜后面呈现黑色。

基质中有疏松结缔组织、血管、色素细胞、受副交感神经支配的环形运动以收缩瞳孔的括约肌（ 瞳孔括约肌 （ 英语 ： sphincter pupillae ） ）；还有一套扩大肌（ 瞳孔扩大肌 （ 英语 ： dilator pupillae ） ）,受交感神经支配的放射状牵拉以扩大瞳孔。瞳孔可随光线的强弱而改变其大小，称瞳孔对光反射。

基质下为重染色的双层细胞组成的上皮层（虹膜色素上皮层），以阻止光线透过虹膜进入眼睛。 虹膜外缘根部附着在巩膜与睫状体前部，称为 虹膜根部 。虹膜根部稍后方有虹膜动脉大环。虹膜与睫状体合称作前葡萄膜。 虹膜前表面放射状血管形成凹凸不平的褶皱，有凹陷的隐窝和辐射状条纹皱褶称虹膜纹理，可用于虹膜身份识别。

虹膜表面距瞳孔缘约1.5mm处，有一环形锯齿状隆起，称虹膜卷缩轮（iris frill）是虹膜小动脉环所在处。以此为界可以划分为两个区域：

虹膜瞳孔部 ，为靠近瞳孔的内部区域；

虹膜睫状体部 ，为外部区域，延伸到睫状体。

虹膜的动脉位于基质层内，从虹膜边缘到中心呈放射状，提供了血液供应。 虹膜根部和睫状体前部有一粗大的血管环，称为虹膜动脉大环。虹膜大环从虹膜周边发出放射状分支走向中央，在瞳孔卷缩轮处发出许多小支并改变方向呈环形走行，形成虹膜动脉小环。

组织学

从前到后，虹膜可细分为：

虹膜前表面层（Anterior limiting layer）：由成纤维细胞和色素细胞的突起互相吻合交错所形成，其中还有胶原纤维和感觉神经末梢。在虹膜隐窝处，该层完全缺如。

虹膜基质层 （ 英语 ： Stroma of iris ）

瞳孔括约肌 （ 英语 ： sphincter pupillae ） ：位于虹膜瞳孔区的基质层后部，肌纤维呈环形平行走向，宽约0.8-1.0mm。收缩时可使瞳孔缩小，受动眼神经的副交感纤维支配。

瞳孔扩大肌 （ 英语 ： dilator pupillae ） ：位于虹膜深层紧贴色素上皮层处，肌纤维呈放射状排列，从虹膜根部一直延伸到瞳孔缘，收缩时瞳孔变大，受上颈交感神经节的节后交感神经纤维支配。

前色素上皮层（Anterior pigment myoepithelium）：与虹膜基质层相接，并分化出平滑肌纤维，汇成瞳孔扩大肌。

后色素上皮层（Posterior pigment epithelium）：面向后房，可在瞳孔缘处向前延伸使瞳孔缘出现一条黑边，称为葡萄膜外翻或瞳孔领。后上皮细胞的顶部朝向虹膜基质，与前上皮细胞的顶部相连接；基底部朝向后房。

颜色

虹膜是允许任意颜色，并且不影响视力。虹膜通常带有色素，人类虹膜中最常见的是褐色 (含黑褐色和棕色)与蓝色，另外还有绿色、灰色和琥珀色。白化症患者则有粉红色、紫色的虹膜，这是由于其虹膜中没有色素，只能显示出微血管的颜色。

许多鸟类拥有鲜明的眼睛色彩，这些颜色是决定于其他的色素，如蝶酸、嘌呤与类胡萝卜素。

两眼异色

两眼虹膜异色在人类是很罕见的。通常这是眼科疾病的指标，如慢性虹膜炎或弥漫性虹膜黑色素瘤，但也有可能是正常变体。

虹膜异色在一些特定的狗、猫品种身上比较常见，如西伯利亚雪橇犬、澳大利亚牧羊犬、边境牧羊犬、白波斯猫等，主要由于品种杂交所造成。

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