HH - iacle

Anatomie und
Physiologie des
vorderen Augenabschnittes
94071-1S.PPT
Anatomie
94071-2S.PPT
Hornhaut
94071-3S.PPT
(nach Hogan et al., 1971)
11.7 mm
10.6 mm
11.5 mm
94071-4S.PPT
Die cornea (Hornhaut HH)
ist nicht symmetrisch
und
die Krümmung der Hornhaut flacht
nach außen ab.
94071-5S.PPT
HH-Form
• Meniskus
• Nicht in jedem Meridian rotationssymmetrisch
• Zentralradius der Vorderfläche 7,8 mm
• Zentraler Rückflächenradius 6.5 mm
• Brechungsindex 1,376
- optisch inhomogen
- nGrundsubstanz = 1,354; nKollagen = 1,47
94071-6S.PPT
HH
• 78% Wasser
• 15% Kollagen
• 5% andere Bestandteile
• 1% GAG (Grundmaterial –
Glycosaminglykane)
• Epithel  10% des Gewichtes
94071-7S.PPT
EPITHEL
• Regelmäßig und glatt
• Substrat des Tränenfilms TF
94071-8S.PPT
EPITHEL
• 50 μm dick
• 5-schichtige Struktur
- Schuppenzellen (Oberfläche)
- Flügelzellen
- säulenartige Basalzellen
• Zellerneuerung (von Grundschicht
zur Oberfläche) Tage
94071-9S.PPT
Epithelzellen
Zellen an der Oberfläche (2 Schichten)
• dünn
• schuppig
• überlappende polygonale Zellen
Flügelzellen (2 Schichten)
• bedeckt die Basalzellen
• ‘Flügel’ stehen in den Raum zwischen den
Basalzellen
Basalzellen
• am tiefsten
• säulenförmig
• halbkugelartige Vorderfläche
94071-10S.PPT
Weitere Zellen
Basalmembran
• Melanozyten
(peripheres Epithel)
• Makrophagen
• Lymphozyten
94071-11S.PPT
Mikroplicae und Mikrovilli
• Befinden sich auf der
Vorderfläche der Epithelzellen
• Verantwortlich für die Haftung
des Tränenfilms TF?
94071-12S.PPT
Basalmembran
• Schicht zwischen dem Epithel und
der Bowman´schen Membran
• Dicke 10-65 nm
94071-13S.PPT
Bowman´sche Membran
• Ohne Zellen
• Differenziertes vorderes Stroma
• Hauptsächlich Kollagen, etwas
Grundsubstanz
• Kollagenfasern zufällig verteilt
94071-14S.PPT
STROMA
• 0,50 mm dick
• (90% der HH-Dicke, vorwiegend
Kollagenlamellen)
• Enthält 2-3% Keratozyten (Fibroblasten)
und ungefähr 1% Grundsubstanz
94071-15S.PPT
Grundsubstanz (GAG)
• Sehr hydrophil
Verantwortlich für:
• exakten Abstand der Fibrillen
• H2O Aufnahme und Bindung
(weil hydrophil)
94071-16S.PPT
Keratozyten
• Befinden sich zwischen
Kollagenlamellen
• Dünne, flache Zellen mit 10 µm im
Durchmesser
• 5-50 µm interzellularer Abstand
• Interzellulär durch Hemidesmosomen
verbunden
94071-17S.PPT
Stromale Lamellen
• Bindegewebsfasern in dichtem,
regelmäßigen Abstand
• Stabile Kollagenfibrillen
• Regelmäßige Anordnung ist wichtig
für die Transparenz
94071-18S.PPT
Stromale Lamellen
• 200 - 250 Lamellen mit einander
verbunden
Dicke:
2 µm
Breite:
9-260 µm
Länge:
11,7 mm
94071-19S.PPT
Anordnung der Lamellen
Parallel zu(r):
• HH-Oberfläche
• zueinander
94071-20S.PPT
Descemet´sche Membran
• 10-12 µm
• Strukturlos
• Geringfügig elastisch
• Geschützt durch das Endothel
• Sehr regelmäßig angeordnete Schicht
• Grundschicht des Endothels
94071-21S.PPT
“HASSALL-HENLE WARTS”
• Periodisch auftretende
Verdickungen der
Descemet’schen Membran
• Kann in die vordere
Augenkammer hineinragen
94071-22S.PPT
Posteriore periphere HH
Einfallendes Licht geht
der Beobachtung verloren (erscheint schwarz)
Stroma
Descemet'sche
Membran
Endothel
H-H
Endothelzelle
Zellkerne
H-H
Verdünntes und verändertes
Endothel über den H-H
H-H
Kammerwasser
H-H = Hassall-Henle Verdickungen (Bläschen)
94071-23S.PPT
ENDOTHEL
• Nur eine Zellschicht
• 500.000 meist hexagonale Zellen
• 18-20 µm Durchmesser
• 5 µm dick
• Nicht regenerationsfähig
94071-24S.PPT
Zellkerne im Endothel
• Zentral angeordnet
• In jungen Jahren gleichförmig
und gleichmäßig verteilt
94071-25S.PPT
Altersbedingte Zellveränderungen
• Degeneration und fehlende
Regeneration
- Gleichförmigkeit geht verloren
- reduzierte Dicke
• Polymegathismus
94071-26S.PPT
Endothelzellen
• Reich an Organellen - aktive Transporter
(aktive Pumpen)
• Proteinsynthese für sekretorische Zwecke
• Große Anzahl an Mitochondrien
• Mitochondrien noch zahlreicher um
Zellkerne
94071-27S.PPT
Randschlingennetz der HH
• Periphere HH (und Lederhaut nah am
Schlemm’schen Kanal) wird durch
Gefäße rund um die HH versorgt
• Untergeordnete Rolle bei der Versorgung
• Rest der HH ist gefäßfrei
94071-28S.PPT
Innervation der HH
• Eine der am stärksten sensorisch
innervierten Bereiche des Körpers
• Nervus ophthalmicus, Ast des
nervus trigeminus (N 5)
• Nervenfasern können bei Ödemen
deutlicher sichtbar werden
94071-29S.PPT
Physiologische Aspekte der HH-Nerven
• Sensorisch
• Parasympathisch
• Sympathische Innervation?
94071-30S.PPT
Bindehaut - Konjunktiva
94071-31S.PPT
Bindehaut BH
• Muköse Membran
• Transparent
94071-32S.PPT
Bindehaut
Umfasst:
• Schicht auf dem Augapfel bis Limbus
• obere und untere Fornix
• innere Schicht des Unter- und Oberlides
• Haut der Lidkante
• grenzt an HH-Epithel am Limbus
• grenzt an Tränenpünktchen
94071-33S.PPT
Dimensionen der BH
(nach Whitnall & Ehlers, 1965)
14 - 16 mm
5
9 - 11 mm
94071-34S.PPT
Bindehaut
• Lose
- frei beweglich/ verschiebbar
• Am dünnsten über der
Tenon’schen Kapsel
94071-35S.PPT
Einteilung der BH
• Palpebral
• Fornix
• Bulbär
• Plica
• Karunkel
94071-36S.PPT
BH setzt sich aus zwei
Schichten zusammen:
• Epithel
• Stroma
94071-37S.PPT
Epithel der BH
• 5-schichtige HH-Epithel geht am Limbus in
ein 10-15-schichtiges BH-Epithel über
• Anzahl der Flügelzellen erhöht
• Oberfläche nicht so glatt wie die der HH
• Basalmembran vorhanden
• Oberflächliche Zellen mit Microplica und
Mikrovilli
94071-38S.PPT
Stroma der BH
• Unregelmäßige Ansammlungen von
Kollagenbündeln
• Bündel sind nahezu parallel zur
Oberfläche
• Zahlreiche Fibroblasten
• Einige immunologische Zellen
vorhanden
94071-39S.PPT
Drüsen der BH
• Becherzellen
• Wolfring´sche Drüsen
• Krause´sche Drüsen
• Henlesche Krypten
(Tarsus)
94071-40S.PPT
Gefäße der BH
• Palpebrale Abzweigungen der nasalen
und lacrimalen Arterien der Lider
- größere Abzweigungen formen
periphere, marginal arterielle
Arkaden
- periphere Arkade des Unterlides
nicht immer sichtbar
• Anteriore Ziliararterien
94071-41S.PPT
LIMBUS
• Übergangszone zwischen HH und
BH/ Sklera
• Anatomischer Bezugspunkt
94071-42S.PPT
Limbus
HH
BH
5-schichtiges
Epithel
10-15-schichtiges
Epithel
Bowman’sche
Membran
Stroma und
Tenon’sche Kapsel
Stroma
Sklera
94071-43S.PPT
Epithel am Limbus
HH
Limbus
Becherzellen
Melanozyten
Blutgefäße
94071-44S.PPT
BH
Dimensionen des Limbus
Tiefe:
1,0 mm
Breite:
1,5 mm (horizontal)
2,0 mm (vertikal)
94071-45S.PPT
Funktion des Limbus
• Versorgungsaufgabe
• Abfluss des Kammerwassers
94071-46S.PPT
Limbale Blutgefäße
Gefäßtypen
• Terminale Arterien
• “Recurrent” Arterien
94071-47S.PPT
SKLERA
94071-48S.PPT
SKLERA
• Annähernd kugelförmig
• Kollagenhaltig
• Relativ gefäßfrei
• Relativ inaktiver Metabolismus
• Fest und widerstandsfähig
94071-49S.PPT
SKLERA
Zusammensetzung
• 65% H2O (z. Vergl. HH 72-82%)
Trockengewicht:
• 75% Kollagen
• 10% andere Proteine
• 1% GAG (z. Vergl. HH 4%)
* Irreguläre Zusammensetzung von Kollagen
ergibt ein undurchsichtiges Gewebe
94071-50S.PPT
SKLERA
Dimensionen
• Annähernd kugelförmig
• 22 mm im Durchmesser
• >80% der Oberfläche des Augapfels
• Dicke
- 0,8 mm am Limbus
- 0,6 mm vor der Sehne der geraden Augenmuskeln
- 0,3 mm hinter dem Ansatz der geraden
Augenmuskeln
- 0,4-0,6 mm am Äquator des Augapfels
- 1,0 mm am Sehnervenkopf
94071-51S.PPT
(nach Duke-Elder, 1961)
0,5
0,6
0,3
1,0
10,6
bis
11,6
11,6
0,8
94071-52S.PPT
1,5
bis
3,0
bis
2,0
3,5
Tränendrüse
94071-53S.PPT
Tränendrüse
• Befindet sich unter superiortemporalen Orbitaknochen
• In der fossa (Grube) lacrimalis
Durch den oberen Lidheber geteilt in:
• Orbitalen Teil (größer, höher)
• Palpebralen Teil (kleiner, tiefer)
94071-54S.PPT
Tränendrüse
Orbitaler Teil der
Tränendrüse
Superiorer Rand
der Orbita
Lateraler Verlauf
des Lidhebers
Superior rectus
Lidheber
Palpebraler Teil der
Tränendrüse
Lateraler Verlauf des
Lidhebers
Lacrimal nerve (N5)
Communicating branch of
zygomaticotemporal nerve
(N5)
Inferiorer Rand der Orbita
Inkompletter Schnitt (schräg) von superior nach temporal
94071-55S.PPT
Tränendrüse
• 12 Tränengänge
- 2-5 aus dem oberen orbitalen Teil
- 6-8 aus dem unteren palpebralen Teil
• Münden in die superiore palpebrale BH
94071-56S.PPT
Akzessorische Tränendrüsen
Krause´sche Drüsen
• Vergleichbare Struktur wie Tränendrüse
• In der Schleimhaut (BH) nahe Fornix
• 20 im Oberlid, 8 im Unterlid
• Lateral zahlreicher
• Unterstützen die wässrige Phase des TF
(Grundsekretion)
94071-57S.PPT
Akzessorische Tränendrüsen
Wolfring´sche Drüsen
• Vergleichbare Struktur wie Tränendrüse
• Nahe der oberen Grenze des Tarsus
• Unterstützen die wässrige Phase des TF
(Grundsekretion)
94071-58S.PPT
Akzessorische Tränendrüsen
Zeis´sche Drüsen
• Talgdrüsen
• Verbunden mit Geißeln (Follikel)
• Unterstützt zum Teil die Lipidschicht
94071-59S.PPT
Akzessorische Tränendrüsen
Meibomsche Drüsen
• Talgdrüsen
• Hauptversorgung der Lipidschicht
• 25 im Oberlid, 20 im Unterlid (kürzer)
• Verhindern den Überlauf von
Tränenflüssigkeit
94071-60S.PPT
Akzessorische Tränendrüsen
Henlesche Krypten (Tarsus)
• Sekretion in die superiore periphere
palpebrale BH
• Muköse Krypten
94071-61S.PPT
Akzessorische Tränendrüsen
Becherzellen
• Unizellulare sero-muköse Drüsen
• Im Epithel der BH
• Ermöglichen die Muzinschicht
• Zellerneuerung nach einmaliger Entladung
94071-62S.PPT
Tränenfilm
94071-63S.PPT
Verteilung der Tränenflüssigkeit
• Durch Lidbewegung
• Durch Bewegung des Augapfels
• Formung des Tränensees
• Jeder Lidschlag erneuert den TF
94071-64S.PPT
Tränenfluss
Tränenfluss unterstützt durch:
• Gefäßkontraktion
• Gravitation
• Lidschlag
94071-65S.PPT
(nach Mahmood et al., 1984)
1 µL
3 µL
Tränenvolumen
4 µL
94071-66S.PPT
Stabilität des TF
• Muzinschicht verteilt durch Lidbewegung
und verbessert die Benetzung des Epithels
• Verdunstung hinterlässt einen öligen und
mukösen Mix
• Dieser Mix benetzt nicht und verursacht
einen Aufriss des TF
94071-67S.PPT
Vorgang der TF-Verteilung
• Aufwärtsbewegung des Lides zieht die
wässrige Komponente über die Oberfläche
• Lipidschicht verteilt sich darüber und
erhöht die TF-Dicke und Stabilität
94071-68S.PPT
Tränenfluss: Lidschluss
Bewegung zum Medialen Augenwinkel
• Scherenartiger Lidschluss
Richtung Nase
• Tränenflüssigkeit bewegt sich
zum medialen Augenwinkel
(canthus)
94071-69S.PPT
Tränenfluss: Tränenpumpe
• Oberer Teil des Tränensacks weitet sich wenn
musculus orbicularis oculi kontrahiert
• Ausdehnung induziert einen Unterdruck, welcher
Tränenflüssigkeit in den Tränensack zieht
• Kapillarkontraktion und Gravitation spielen auch
eine Rolle
• Tränenaustauschrate  16% pro Minute
94071-70S.PPT
Richtung des Tränenflusses
(nach Haberich, 1968)
94071-71S.PPT
Tränenflüssigkeit
obere und untere Tränenpünktchen
Tränenröhrchen
Abfluss des TF
Tränensack
Tränennasengang
Nase (Hasner´sches Ventil)
94071-72S.PPT
Augenlider
94071-73S.PPT
Augenlider
4-schichtige Struktur
• Hautschicht
• Muskelschicht (musculus orbicularis oculi)
• Faseriges Gewebe (Tarsus)
• Schleimhaut (palpebrale BH)
94071-74S.PPT
Augenlider
• Modifizierte Hautfalte
• Schützt Augen vor Fremdkörpern
und plötzlicher Blendung
• Verteilt Tränenflüssigkeit
• Lidkanten sind 2mm breit
94071-75S.PPT
Augenlider: Drüsen
Zeis´sche Drüsen
• Talgdrüsen mit Geißel
Moll’sche Drüsen
• Modifizierte Schweißdrüsen die sich auch in die
Zeis´schen Drüsen eröffnen, Follikel der
Wimpern, Lidkanten
Meibom´sche Drüsen
• Talgdrüsen in der Gewebeplatte des Lides
94071-76S.PPT
Augenlider: Blutgefäße
Unterstützen die
Sauerstoffversorgung der HH durch
palpebrale BH-Gefäße
94071-77S.PPT
Physiologie
94071-78S.PPT
Physiologie der HH
• Energiequellen
• Transparenz
94071-79S.PPT
Permeabilität der HH
Wasser
• Permeabilität des Endothels ist
größer als die des Epithels
Sauerstoff
• aus der Atmosphäre
Kohlenstoffdioxid
• 7mal permeabler als für Sauerstoff
94071-80S.PPT
Permeabilität der HH
für weitere Substanzen
• Natrium: Endothel 100fach
permeabler als Epithel
• Glukose und Aminosäuren:
stoffwechselaktiv
• Verbundene Moleküle
• Fluorescein
94071-81S.PPT
Permeabilität des Epithels
• Geringe Natriumpermeabilität
• Nahezu nicht permeabel bei
Wasser, Milchsäure, Aminosäuren,
Glukose und große Moleküle
• Relativ permeabel für verbundene
und fettlösliche Stoffe
94071-82S.PPT
Einfluss der Zellverbindungen
• Kommunikation
• Elektrische Kopplung
• Barriere für:
- Elektrolyte
- Flüssigkeiten
- Makromoleküle
94071-83S.PPT
Allgemeine Einteilung der
Verbindungen
• Geschlossen oder Fest
• Anhaftend
• Weiter unterteilt in Form und Größe
des Zellkontakts
• Zonula occludens
- Zonula adherens
- Desmosomen (macula adhaerens)
94071-84S.PPT
FIBRONEKTIN
• Glykoprotein an der Zelloberfläche
• Kontakte durch Adhäsion an Oberflächen
• Kann darunterliegendes regeneriertes
Epithel “freilassen”
• Synthetisiert durch die HH
• Kommt in der Basalmembran und höheren
Schichten von kultivierten Zellen vor
94071-85S.PPT
Sauerstoff
Der wichtigste Stoff für den
Stoffwechsel.
94071-86S.PPT
Sauerstoffversorgung der HH
TF
Epithel
A
T
M
O
S
P
H
Ä
R
E
O2
Descemet’sche
Membran
Stroma
Zuführende
Gefäße
Abführende
Gefäße
94071-87S.PPT
Endothel
O2
K
A
M
M
E
R
W
A
S
S
E
R
Sauerstoffquellen
am Epithel
• Atmosphäre (20,9%)
am Endothel
• Kammerwasser (7,4%)
94071-88S.PPT
Abtransport von CO2
Offenes Auge
• vom Kammerwasser und der HH in
den TF
Geschlossenes Auge
• ins Kammerwasser
94071-89S.PPT
Offenes Auge
O2
O2
55 mm Hg
155 mm Hg
2
5µL O2 /cm cornea/h
O
O2
2
CO
2
21 µL CO2 /cm 2cornea/h
94071-90S.PPT
Geschlossenes
Auge
O2
CO2
94071-91S.PPT
Metabolismus
Energie der HH aus
Kohlenhydratstoffwechsel
• Glukose erreicht die HH vom Kammerwasser
• Energie: ATP (Adenosintriphosphat)
• 2 Hauptwege:
- Anaerob: ATP aus dem Abbau von
Glukose in Milchsäure
- Aerob: ATP aus dem Abbau von Glukose
über Zitronensäurezyklus in CO2 und H2O
94071-92S.PPT
Glukosequellen für das HHEpithel
• Kammerwasser (90%)
• Limbale Blutgefäße und TF (<10%)
94071-93S.PPT
Glukoseverbrauch
• 38-90 µg pro Stunde
• 40-66% des
Gesamtverbrauchs durch das
Epithel
94071-94S.PPT
Wege des Glykosestoffwechsels
EMBDEN-MEYERHOF Weg
• unter Entstehung von Milchsäure (anaerob)
+ 2 ATP
Zitronensäurezyklus
• aerob (Mitochondrien der Epithelzellen
produzieren CO2, H2O und 36 ATP)
HEXOSEMONOPHOSPHATWEG oder
auch Penthosephosphatweg
• aerob: es entsteht NADPH, CO2, H2O und 1
ATP
94071-95S.PPT
Glykosestoffwechsel der HH
Glukose
Glucose -6Phosphat
Glycogen
+
NADP
O2
(Speicher)
O2
(aerob)
Embden-
Meyerhof
LDH
Ribose-5-phosphat
Weg
8ATP
2ATP (anaerob)
HO
2
Hexose-Monophosphat
Weg
(Pentosephosphatweg)
1ATP
CO 2
HO
2
NADPH
Brenztrauben- O 2
säure
Milchsäure
NADP
Zitronensäurezyklus
in Mitochondrien
anaerob
36ATP
CO 2
H 2O
94071-96S.PPT
Möglichkeit des Glykoseabbaus
Der Zitronensäurezyklus ist ein
wichtiger Weg der
Energiegewinnung.
94071-97S.PPT
Aerobe Glykolyse:
Zitronensäurezyklus
• Effizient
• 15% des Glukoseabbaus
• Energieausbeute: 3x mehr
als bei der anaeroben
Glykolyse
94071-98S.PPT
Aerobe Glykolyse:
Zitronensäurezyklus
Brenztraubensäure aus Embden-Meyerhof Weg
Vollständige Oxidation
36 Mol ATP aus 1 Mol Glukose
94071-99S.PPT
ATP
• “Energieträger”
• Bei der Umwandlung von ATP in ADP
(Adenosindiphosphat) wird Energie
frei
• ADP wird in den Mitochondrien wieder
“aufgeladen”
• ADP – ATP – ADP kann sich in 50 sek
wiederholen
94071-100S.PPT
Anaerobe Glykolyse:
Embden-Meyerhof Weg
• Abbau von 35% der Glukose
G-6-P
(durch Phosphorylierung)
Brenztraubensäure
Milchsäure & ATP
2 Mol ATP: 1 Mol Glukose
94071-101S.PPT
HEXOSE MONOPHOSPHATE WEG
(Pentosephosphatweg)
• H-M Weg liefert nicht ergiebig
Energie
• 60-70% Glukoseverbrauch
• Eingeschränkte Weiterverwertung
der Glukose: 85% Laktat
(katabolisiert)
94071-102S.PPT
HEXOSEMONOPHOSPHATWEG
(Pentosephosphatweg)
G-6-P
Ribose-5-Phosphat & NADP
(Nicotinamidadenindinukleotidphosphat)
NADPH
Ribose - 5 - Phosphat
Glykolyse
94071-103S.PPT
NADP
Substrat für
RNA & DNA
Glykosestoffwechsel der HH
Glukose
Glucose -6Phosphat
Glycogen
+
NADP
O2
(Speicher)
O2
(aerob)
Embden-
Meyerhof
LDH
Ribose-5-phosphat
Weg
8ATP
2ATP (anaerob)
HO
2
Hexose-Monophosphat
Weg
(Pentosephosphatweg)
1ATP
CO 2
HO
2
NADPH
Brenztrauben- O 2
säure
Milchsäure
NADP
Zitronensäurezyklus
in Mitochondrien
anaerob
36ATP
CO 2
H 2O
94071-104S.PPT
Konditionen unter normalem O2 Verbrauch:
• Glykogenspeicher: äußere
Zellschichten des Epithels
• Glykogenreserven vorsorglich für
möglichen Mangel an Sauerstoff
und/ oder Trauma
• ATP Produktion/ Verbrauch ist
normal
94071-105S.PPT
Effekte von Hypoxie (O2-Mangel) und
Anoxie (Abwesenheit von O2)
HYPOXIE
ANOXIE
ATP Produktion
ATP Produktion
Laktatproduktion
Laktatproduktion
Gespeichertes Glykogen
Glykogenspiegel
E-M Weg
Laktatdehydrogenase
Abbruch Zitronensäurezyklus
Laktatdehydrogenase
(LDH)
Glukosespiegel
adäquater Glukosefluss
und Ausnutzung
94071-106S.PPT
Milchsäure
• Kann nicht in der HH abgebaut werden
• Abtransport über Diffusion ins Kammerwasser
• Akkumulierung resultiert in einem Epithel- und
Stromaödem
• Hypoxie verdoppelt die Milchsäurekonzentration
wodurch sich ein osmotischer Gradient ergibt
94071-107S.PPT
Transparenz der HH
Stroma
• 90% des einfallendes Lichts transmittiert
• Potentiell nicht transparent
• Fibrillen: n=1,47
• Grundsubstanz: n=1,354
• Regelmäßiger Fibrillenabstand 60nm
94071-108S.PPT
Transparenz der HH
Diffraktionstheorie nach Maurice
• Abhängig von der geordneten
Zusammenstellung der Kollagenfibrillen
• Transparenz bleibt bei geringen
Abweichungen (im Wellenlängenbereich)
erhalten
• Streueffekt steigt wenn die Schwellung
zunimmt
94071-109S.PPT
Schwellung der HH
• Milchsäure und Stoffwechselprodukte sammeln sich an
• Osmotischer Gradient verursacht Wassereinfluss
• Hydrophilizität des Grundstoffs – hohes
Wasserbindungsvermögen
• Schwellung während des Schlafs aufgrund:
- Hypoxie (50%)
- geringere Tränenosmolarität
- erhöhte Temperatur und Feuchtigkeit
94071-110S.PPT
Schwellung der HH: Effekte
• Änderung des Brechungsindex
der Intra- and Extrazellularräume
• Sattler’s veil (Schleier)
• Halos
94071-111S.PPT
Endothelpumpe
• Jede Zelle pumpt sein eigenes
Volumen alle 5 Minuten
• Aktiver Transportmechanismus
• Na+ + K+ + ATPase-abhängige Pumpe
• Abbau von Glukose liefert Energie
94071-112S.PPT
Endothelpumpe
• Natriumione bewegen sich zwischen Stroma und
Kammerwasser, Wasser folgt passiv
• Bikarbonat (Natron) gelangt von Stroma ins
Kammerwasser entsprechend dem Na+ Strom
• Transport ohne Potentialunterschied
• Ausschließlich das in die HH gepumpte Na+
verursacht einen Potentialunterschied
94071-113S.PPT
Endothelpumpe
Stroma
DM
Endo
O2
Glucose
ATP + -
H2O (Leck)
Na+ (geringe Na+ Permeabilität des Endothels)
(Na ± induzierter Potentialunterschied)
H2O
H2O

{
HCO-3
Na
H
+
(Na,++ K & ATPase-abhängig)
+
H2O (Leck)
ATP -ase
K+
94071-114S.PPT
Epithelpumpe
(Klyce, 1977)
• Aktiver Prozess bewegt Chlorid vom TF in
die HH und Natrium in den TF
• Epithel reguliert pH-Wert durch Basalzellen
Natrium (IN) - Wasserstoff (OUT)
Austausch
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Epithelpumpe
Epithel
Tränenfilm
Cl
Stroma
–
Verdunstung
+
H
–
Cl
(modulator =
zyklisches AMP)
BASAL CELLS
Glukose
(aus Kammerwasser)
H 2O
(Leck)
Glukose
(wenig)
Milchsäure
CO2
7µm
Basalzellen
+
Na
50µm
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Pumpe des Stromas
• Relativ inaktiv mit Ausnahme des
Stoffwechsels der Keratozyten
• Laktat per se hat kein Effekt auf die
HH-Funktion
94071-117S.PPT
Faktoren welche die HH-Dicke beeinflussen
• Individuelle Variationen
• Tränenverdunstung und osmotische
Reaktion (Hypertonus) - Ausdünnung
• Reizsekretion beim KL-Tragen
(Hypotonus) - Verdickung
• KL-bedingte Hypoxie - Verdickung
94071-118S.PPT
TF-OSMOLALITÄT
Normale Osmolalität
294-334 mOsm/L (0,91-1,04%)
94071-119S.PPT
TF-OSMOLALITÄT :
KL-bedingte Effekte
• Beginn mit formstabilen KL: reduzierte TFOsmolalität
• HH-Schwellung (stromal) 2-4%
• Beginn mit weichen KL : erhöhte TF-Osmolalität
(Lidschlagfrequenz beeinflusst Verdunstung??)
• Normalisierung auf Ursprungswert:
–bei formstabilen KL 1 Woche
–bei weichen KL 2-3 tage
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Regeneration des HH-Epithels
• Schnelle Regeneration bei kompletter Ablösung :
- 6 Wochen für vollständiger Zellregeneration
- BH- und HH-Zellen sind Deckzellen
• Kleiner Wunden:
- Flügel- und Schuppenzellen verschieben sich
- Basalzellen flachen ab
94071-121S.PPT
Epithelläsion mit intakter Basalmembran
1 Stunde
Regeneration Verschiebung aufeinander zu naheliegender Epithelzellen
des Epithels
15 Stunden
Formation von Pseudopodien (Scheinfüschen)
24-48 Stunden
Zellen nehmen kubische Form an
(DNA Synthese und Desmosomen-Verbindung)
94071-122S.PPT
Regeneration des Epithels
• Eingeschränktes Gebiet, Basalzellen vorhanden:
- Verschuppung oberflächlicher Zellen
- Basalzellen nicht mehr so säulenförmig
- Verwundung stoppt Mitose benachbarter Zellen
- Mitose wird nach Erreichen der normalen
Epitheldicke wieder fortgesetzt
94071-123S.PPT
Regeneration des Epithels
• Verlust der Basalmembran:
- sofortige Re-Epithelisierung durch
Zellverschiebung
- nach 6 Wochen ist die Regeneration
abgeschlossen
• Epithel ändert Zelldicken und deren Anordnung
um die HH-Krümmung zu erhalten
• Proteinsynthese 3x erhöht während
Epithelblattbewegung
• Zellbewegung erfordert Formänderung
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Auswirkung der Entfernung von
HH-Schichten
EPITHEL
• Temperaturumkehreffekt
• Kunststoffersatz um HH-Dicke zu erhalten
• Verlust der Barrierefunktion für passiven
Einstrom von Salz und Wasser resultiert in
rapider HH-Schwellung
94071-125S.PPT
Auswirkung der Entfernung von
HH-Schichten
STROMA Transplantation einer nicht
permeablen Membran
• Epithelödem
ENDOTHEL
• Rapide Schwellung/ Dickenzunahme
94071-126S.PPT
HH-Intigrität
erfordert:
Sauerstoff
• 15% - 20,9% zur Aufrechterhaltung der
Funktionen
• 13,1% um Suppression der epithelialien
Mitose zu vermeiden
• 8% um Sensibilitätsverlust zu vermeiden
• 5% um die Entleerung der Glykogenspeicher
zu vermeiden
94071-127S.PPT
HH-Intigrität
erfordert:
CO2 Abtransport
• Essential um pH-Wert und
Stoffwechseländerungen zu vermeiden
GLUKOSE
• Hauptquelle: Vorderkammer
94071-128S.PPT
CO2 Permeabilität
Hydrogelkontaktlinsen
• 21x höher als für O2
Formstabile KL
• 7x höher als für O2
HH
• 7x höher als für O2
94071-129S.PPT
pH-Wert
• pH-Wert der Tränenflüssigkeit bei
geöffnetem Auge: 7,34 – 7,43
• pH-Wert Toleranz des Endothels: 6,8 – 8,2
• Augentropfen außerhalb der pH-Wertspanne
6,6 – 7,8 verursachen stechen
94071-130S.PPT
TEMPERATUREN
HH
• göffnetes Auge
- 34,2 (0,4)oC
- 34,3 (0,7)oC
- 34,5 (1,0)oC
(Fujishima et al., 1996)
(Efron et al., 1989)
(Martin & Fatt, 1986)
• geschlossenes Auge
• andere
-
(Martin & Fatt, 1986)
36,2 (0,1) oC
(Fujishima et al., 1996)
Trockenes Auge 34,0 (0,5) oC
unter 0,07 mm weichen KL 34,6oC (Martin & Fatt, 1986)
unter 0,30 mm weichen KL 34,9oC (Martin & Fatt, 1986)
• BH
- 34,9 (0,6) oC
- 35,4oC bei 20 - 30 jährigen
- 34,2oC >Jahre
94071-131S.PPT
(Isenberg & Green, 1985)
Altersbedingte anatomische
HH-Änderungen
• Arcus senilis
• Weißer Vogt-Limbusgürtel
• Reduzierte Nervenversorgung der HH, BH
• Dystrophien/ Degenerationen
• Pinguecula und Pterygium
• Astigmatismus inversus
• Reduzierte Transparenz
• Periphere Ausdünnung
• Zellverlust des Endothels
• Polymegathismus
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Altersbedingte funktionelle
HH-Änderungen
• Stärkere limbale Gefäßstruktur
• Reduzierung Leistungsfähigkeit der
Endothelpumpe
• Reduzierter Stoffwechsel
• Erhöhung des Brechungsindex
• Nervenfasern stärker sichtbar
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Tränenflüssigkeit
94071-134S.PPT
Funktionen der Tränenflüssigkeit
• Optisch
• Physiologisch
• Bakteriostatisch
• Metabolisch
• Schutz
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Tränenzusammensetzung
• 3-schichtige Struktur
• Muzinschicht (membranständiges
Muzin?)
• Wässrige Schicht
• Lipidschicht
• Einige Meinungen – TF nur
2-schichtig
94071-136S.PPT
Querschnitt durch TF
Verdunstung
stabiler TF
Lipidschicht an der
Oberfläche
wässriges Fluid
Membranständiges Mucin
Epithel
94071-137S.PPT
TF: Muzinschicht
• 0,02 – 0,05 µm dick
• Extrem hydrophil
• Enorme Steigerung der Epithelbenetzung
• Mikrovilli und Mikroplicae
• Erhält Stabilität des TF
• Sekretion durch Becherzellen der BH
• Teil (gering) von der Tränendrüse
94071-138S.PPT
TF: Wässrige Schicht
• Bulk (Hauptteil) des TF ist 7µm dick
(Spanne 6-9µm)
• Einzige Schicht die wirklich fließt
• Transporter für TF-Bestandteile
• Transporter für O2 und CO2
• Ursprung: Tränendrüse und
akzessorische Tränendrüsen nach
Wolfring und Krause
94071-139S.PPT
TF: Lipidschicht
• Dünnfilm von 0,1 µm Dicke
• Hauptfunttion ist Verdunstungsschutz
• Verhindert Tränenfluss über die Lidkante
• Verbindung zur Öffnung der Meibom´schen Drüse
• Dickenänderung während des Lidschlags
• Sekretion nahezu vollständig durch Meibom´sche Drüse
• Sekretion auch durch Zeis´sche Drüse
• Enthält ungesättigte Lipide und Muzin
94071-140S.PPT
Eigenschaften der Tränenflüssigkeit
• 98,2% Wasser
• Normale Spanne der Osmolalität 294-334
mOsm/litre (0,91-1,04%)
- Osmolalität ist abhängig von der Sekretionsrate
- reduzierte Osmolalität folgt dem Lidschluss
(reduzierte Verdunstung)
• n=1,336
• Etwas Glukose (hauptsächlich aus dem
Kammerwasser)
• pO2 = 155 mm Hg (offenes Auge), 55 mm Hg
(geschlossenes Auge)
94071-141S.PPT
Eigenschaften der Tränenflüssigkeit
• Bakteriozide/ bakteriostatische Komponenten:
- Lysozyme
- Laktoferrin
- beta-lysin (b-lysin)
• Zusätzlich zu Na+ und Cl- Ionen:
- K+, HCO-3, Ca+, Mg+, Zn+,
• Aminosäuren
• Harnstoff
• Laktat und Pyruvat
94071-142S.PPT
Tränenflüssigkeit
Volumen
6,5-8 µL
Sekretionsrate
0,6 µL/min
Austauschrate
16%/min
Tägliche Sekretion
unterschiedlich
Spanne 1-15 g
94071-143S.PPT
Sekretionsrate
• Stimuli
- psychogen
- sensorisch
• Allgemein
- Grundsekretion (kontinuierlich,
<0,3 ml/min)
- Reizsekretion
94071-144S.PPT
TF-Stabilität
Zeitmessung bis zum Aufreißen des
TF nach einem Lidschlag
94071-145S.PPT
BUT (Break-Up Time)
oder TBUT (Tear BUT)
• Na Fluorescein wird auf das Auge gegeben
• Beobachtung des TF mit Gelbfilter + blauem Licht
• Zeit nach dem 1. ‘dry spot’ aufzeichnen
• Messung wiederholen:
- oberflächenaktive Stoffe im Fluostreifen
- Anomalien
• <10s ist abnormal
• 15 – 45s wird als normal betrachtet
94071-146S.PPT
Verdunstung
Lipidschicht
stabiler TF
wässrige Schicht
membranständiges Muzin
HH-Epithel
Diffusion
Fluß
Fluß
lokale
Verdünnung
Aufriss
(nach Smolin & Thoft, 1987)
DRY SPOT aufgrund
zurückbildenden TF
94071-147S.PPT
NIBUT (non-invasive BUT)
• BUT Test ohne Anfärbung
• Konsistenter und
zuverlässiger
94071-148S.PPT
Benetzung der HH
• Glycocalyx-Matrix bindet Muzinschicht
- Glycocalyx: ein ‘Füllstoff für Irregularitäten’
• Oberfläche wird gut benetzen falls:
- Oberflächenspannung Epithel/ TF < blankem
Epithel
- Oberflächenspannung der Verbindung
Epithel/TF wird durch Muzin niedrig gehalten
- Oberflächenspannung des TF ist abhängig
von der Lipidschicht + Lidspaltweite
94071-149S.PPT
Tests
• BUT (TBUT)
• NIBUT
• Schirmer Test
• Fluorophotometrie
• Phenol-red thread test (Fadentest)
• Anfärbung mit bengalrosa
• Test der TF-Osmolalität
94071-150S.PPT
SCHIRMER TEST
• Dünner Streifen Filterpapier wird zu einem
L gebogen und in die untere Fornix
eingesetzt
• Benetzungslänge nach bestimmter Zeit
messen (5 Minuten)
• Kürzere Benetzungslängen deuten auf
Trockenes Auge hin
• Günstig und leicht erhältlich
94071-151S.PPT
FLUOROPHOTOMETRIE
Messung des Flussgeschwindigkeit
94071-152S.PPT
PHENOL-RED THREAD TEST
(Hamano et al., 1983)
• Bewertung des TF-Volumens
• Angenehmer als der Schirmer Test
94071-153S.PPT
Anfärbung mit Bengalrosa
Reduzierter Tränenfluss begünstigt
Degeneration der Zellen.
Bengalrosa färbt nekrotische Zellen an.
94071-154S.PPT
TF-Proteine
Geringe Konzentrationen
• Albumin*
• Prealbumin*
• Lysozym*
• Laktoferrin* (25% des TF-Proteingewichts)
• Transferrin (geringe Konzentration)
*wichtigste Proteine
94071-155S.PPT
TF-Proteine
weitere ….
IMMUNGLOBULINE
• Hauptsächlich lgA*
(2 x lgA – sekretorischer Bestandteil)
• lgA
• lgG geringere Konzentration als lgA
• lgM, lgD und lgG
(geringere Konzentration als lgA)
94071-156S.PPT
Lidschluss
• Kontraktion des musculus orbicularis oculi
• Keine antagonistische Innervation
zwischen dem musculus orbicularis oculi
und dem superioren musculus levator
palpebrae
• Innervation durch den Gesichtsnerv
• ‘Reißverschlussartig’ von temporal nach
nasal
94071-157S.PPT
Lidschluss
weiter….
• Frequenz: 15 mal/min
• Dauer: 0,3-0,4 s
• Augapfel bewegt sich nach nasal oben und
rückwärts
• Bewusster Lidschlag mit musculus orbicularis
oculi und Müller’schen Muskel
• Schlaf: tonische Stimulation des musculus
orbicularis oculi und Hemmung des superioren
musculus levator palpebrae
94071-158S.PPT
Lidöffnung
• Kontraktionen des musculus levator
palpebrae superioris
• Unterstützung durch Müller’schen
Muskel (sympathisch)
• Hauptinnervation durch nervus
oculomotorius
94071-159S.PPT
Lidschlag
• Unterlid bewegt sich kaum beim normalen
Lidschlag
• Spontaner Lidschlag ist meist eine Antwort auf:
- Trockenheit und Irritationen der HH
- Angst
- Geräusch?
- Luftverschmutzung
• Relative Luftfeuchtigkeit ist kein Stimulus zum
Lidschlag
94071-160S.PPT
Blinzelreflex
• Kern des Gesichtsnervs verbunden mit:
- obere colliculus – Neuronenschicht im Hirnstamm
(optische Impulse)
- Kern des trigeminus (sensorische Impulse)
- untere Olive im Hirnstamm (akustische Impulse)
• Optischer Reflex
• Sensorischer Reflex
• Auro-palpebrale und cochleo-palpebrale Reflexe
• Zug- oder Schlagreflex
• Psychogene Reaktion (kein Reflex)
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Augenlider und TF
• Lider verteilen Tränenflüssigkeit
• Muzin wichtig für TF-Stabilität
• Lidschlag pumpt Tränenflüssigkeit zu den nasalen
Tränenpünktchen
• Lidschluss komprimiert Lipidschicht
• Oberlid zieht bei Lidöffnung die wässrige Phase
nach, TF wird dicker
• Lider beeinflussen die Tränendrüse
• Gravitation zieht Tränenflüssigkeit nach unten
• Bewegung des Lidmuskels spielt eine Rolle bei
der Sekretion der akzessorischen Tränendrüsen
94071-162S.PPT
Funktionen der Lider
Schutz vor:
• hellem Licht
• Wind
• Fremdkörper
• Austrocknung (Lidschluss)
• visuelle Stimulation während des Schlafs
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