DIE AUGENOBERFLÄCHE
=> ÜBERBLICK - für die klinische Basis
=> TIEFERER EINBLICK - für den wissenschaftlichen Hintergrund
... hier SHORTCUTS für Spezialisten:
Kurzer BLICK auf ... DIE AUGENOBERFLÄCHE
- Interessantes ... allgemeinverständlich für den ersten Eindruck
Die Augenoberfläche besteht aus den feuchten Schleimhaut-Organen im vorderen Teil des Augapfels. Die feuchte Augenoberfläche umfasst nicht nur das, was frei sichtbar ist, sondern auch unter der Haut verborgene Organe. Letztlich ist die Augenoberfläche eine Schleimhaut mit anhängenden Drüsen. Diese Organe hängen anatomisch zusammen und sie bilden eine funktionelle Einheit, die erst einmal der Produktion und Erhaltung der unentbehrlichen Feuchtigkeit dient.
Der sichtbare Anteil der Augenoberfläche besteht aus der klaren Hornhaut/ Kornea und der Bindehaut/ Konjunktiva, die sie umgibt. Die Hornhaut ist der vordere Anteil der festen Wand des Auges und bildet das ´klare Fenster´ des Auges. Ihr Aufbau ist optimiert auf die Transparenz für das Licht. Sie wirkt wie ein Uhrglas, das in den Augapfel eingesetzt ist ... aber sie ist nicht zu verwechseln mit einem ´Plastikscheibchen´, denn sie besteht natürlich aus lebendem Gewebe mit verschiedenen Anteilen, die ihre Stabilität und Funktion sicher stellen und Reparaturvorgänge durchführen können.
Da die Hornhaut auf Transparenz optimiert ist, braucht sie zu ihrer Unterstützung die Augen-Bindehaut. Sie liegt, um die klare Hornhaut herum, auf dem `Weissen im Auge" und bedeckt auch die Augenlider von hinten. Da sie dünn und mehr oder weniger durchsichtig ist, wird sie am besten erkennbar durch ihre Gefässe. Die Bindehaut besitzt alle nützlichen Fähigkeiten zur Ernährung, Befeuchtung und Verteidigung, die der Hornhaut fehlen. Die Bindehaut ist sozusagen das ´Hausmeisterliche Universalgenie´ der Augenoberfläche.
Die Schleimhautorgane, die der sichtbaren Augenoberfläche anhängen, beschäftigen sich mit dem ´Management´ der Tränen. Die oberhalb in der Augenhöhle liegende Tränendrüse produziert neue Tränenflüssigkeit und leitet sie auf die Hornhaut und Bindehaut. Die unterhalb liegenden Ableitenden Tränenwege entsorgen die ´gebrauchten´ Tränen von dort in die Nase. Neben der Produktion von Tränen durch die Drüsen, ist vor allem die Bildung eines Tränenfilm durch den geregelten Lidschlag unentbehrlich für die Gesundheit der Augenoberfläche. Damit alle Organe sinnvoll zusammenarbeiten können, werden sie durch verschiedene Regulationssysteme des Körpers gesteuert.
Die grundlegende Funktion der Augenoberfläche und die Grundlage ihrer Gesundheit ist die Erhaltung von Feuchtigkeit- immer und überall. Daher ist es naheliegend, dass der Verlust von Feuchtigkeit als Trockenes Auge die häufigste Erkrankung darstellt.
ÜBERBLICK über... Die AUGENOBERFLÄCHE
- für ein Verständnis der klinischen Basis
[ Jeder SATZ hier ist verLINKt zu einem ausführlicheren KAPITEL im nachfolgenden Tieferen EINBLICK in das Thema -Bei Bedarf können hier weitere Informationen gefunden werden]
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Die Augenoberfläche besteht aus den feuchten Schleimhautorganen im vorderen Teil des Augapfels
Die AUGENOBERFLÄCHE in der Übersicht wird verständlich durch ihre Gliederung in
die eigentliche Augenoberfläche - sie ist sichtbar und besteht aus der Schleimhaut von Hornhaut und der Bindehaut - und in
die unter der Haut verborgen liegenden Anhangsorgane der Schleimhaut - sie bestehen aus der Tränendrüse und den Ableitenden Tränenwegen.
Regulatorische Systeme verwandeln die Organe der Anatomischen Augenoberfläche in eine Funktionelle Einheit.
Die feste Augenwand besteht aus Sklera und Hornhaut
Die feste Wand des Auges besteht im Wesentlichen aus der derben, weissen Sklera - dieses lateinische Wort bedeutet “die Harte” - und der Hornhaut. Die Hornhaut ist der vordere klare Teil der Augenwand - sie wirkt wie ein Fenster in die Sklera eingesetzt.
Die Bindehaut ist ein dünnes Schleimhaut-Häutchen. Sie liegt, im vorderen sichtbaren Bereich, aussen auf der Sklera und um die Hornhaut herum. Die weisse Sklera scheint durch das dünne Häutchen hindurch.
Die Schleimhaut Organe der Augenoberfläche haben einen typischen Aufbau: Es gibt gewisse Unterschiede zwischen Bindehaut und Hornhaut, da beide auf eine unterschiedliche Funktion ausgerichtet sind.
Der sichtbare Anteil der Augenoberfläche besteht aus der klaren Hornhaut und der umgebenden Bindehaut
Die Bindehaut / Konjunktiva ist eine typische Schleimhaut. Sie besitzt nach aussen eine abdichtende Zellschicht (Epithel), die auf einer lockeren verschieblichen Bindegewebe -Schicht mit Gefässen und Nerven liegt.
Die Bindehaut bedeckt den Augapfel von vorne/aussen und die Augenlider von hinten/innen und bildet dadurch einen Bindehaut-Sack, der nur vorne in der Lidspalte geöffnet ist zum Eintritt für das Licht.
Wenn Fremdkörper in das Auge wehen können sie irgendwo im Bindehautsack liegen bleiben. Meist werden sie dann durch mehrfache Lidschläge und den Tränenfluss in Richtung Nase abtransportiert.
Die Konjunktiva ist ein wichtiges Dienstleistungs -"Organ" für die Hornhaut mit universellen Fähigkeiten.
Sie enthält, im Gegensatz zur klaren Hornhaut, Gefässe und viele Zellen und kann viele nützliche Wirkstoffe bilden. Durch die Produktion zahlreicher Wirkstoffe, inklusive von Immunglobulin A (IgA) und zahlreichen anti-mikrobiellen Peptiden, trägt die Bindehaut auch aktiv zur Immunabwehr gegen Infektionen bei und bildet Proteine die die Reibung zwischen Augapfel und Lid reduzieren.
Die Hornhaut/ Kornea ist das klare Fenster des Auges - Ihr Aufbau ist optimiert auf die Transparenz für das Licht
Der Aufbau der HORNHAUT ist optimiert auf TRANSPARENZ - daher hat sie keine Gefässe und enthält wenig Zellen und Wasser.
Die verschiedenen Schichten der Hornhaut ergeben sich daraus, dass sie auf beiden Seiten bedeckt ist von einer abdichtenden Zellschicht.
Das innen liegende Endothel enthält zusätzlich molekulare Wasserpumpen, die die Hornhaut in einem ständigen Zustand der Entwässerung/ ´Entquellung´ halten, damit sie durchsichtig bleibt.
Die Hornhaut/Kornea besitzt zahlreiche feine Nervenfasern und damit eine hohe Empfindlichkeit gegen äussere Reize. Dies ist zum Schutz und zur Regulation der Tränenproduktion und des Lidschlages notwendig.
Der Hornhaut-Rand (Limbus) bildet eine wichtige Zone zur Unterstützung der Hornhaut Funktion.
Die empfindliche Oberflächen-Struktur der Augenoberfläche ist wichtig für die Anhaftung des Tränenfilm
Die Zell-Oberfläche von Hornhaut und Bindehaut hat eine funktionell wichtige aber empfindliche Oberflächenstruktur aus zahlreichen kleinen fingerartigen Zellfortsätzen. Darauf wiederum befinden sich Schleimstoffe, die für die Anhaftung des Tränenfilms sorgen.
Bei Erkrankungen, wie dem Trockenen Auge, oder bei Schädigung durch erhöhte Reibung, wie beim Kontaktlinsen Tragen, können diese empfindlichen Strukturen leicht beschädigt werden. Umgekehrt begünstigen Schädigungen der Oberfläche auch Störungen der Befeuchtung, zum Beispiel bei der Erkrankung des Trockenen Auges.
Ein BLICK IN DEN TRÄNENFILM. Der mittlere Hauptteil des Tränenfilms vor der transparenten Hornhaut/ Kornea besteht aus wässriger Flüssigkeit. Unten sind die zahlreichen fingerartigen Fortsätze der oberflächlichen Epithelzellen sichtbar. Sie binden mit ihrer Beschichtung aus wasser-bindenden Zuckermolekülen (Glykokalyx) das Wasser an die Zell-Oberläche des Auges und ermöglichen so die Benetzung. Im Tränenfilm wird das Wasser durch die langen Zuckerketten (hier rötlich) löslicher Schleimstoffe (Muzine) gebunden, die im Tränenfilm treiben und das Wasser in ein dünnflüssiges Wasser-Muzin-Gel verwandeln. Oben wird der Tränenfilm von der sehr dünnen Öl-Schicht aus den Fetten der Meibomdrüsen abgedeckt, die eine zu schnelle Verdunstung des Tränenwassers verhindert.
Die intakte Augenoberfläche ist eine Vorbedingung für das Sehen. Dabei ist Feuchtigkeit durch die Tränen der Schlüssel für die Gesundheit der Augenoberfläche. Die notwendige Feuchtigkeit muss produziert werden durch die Drüsen und diese Feuchtigkeit muss dann durch den Lidschlag ausgebreitet werden zu einem dünnen Tränenfilm in der Lidspalte. Die beiden grundlegenden Funktionen für die Gesundheit der Augenoberfläche und das Sehen sind daher die Produktion von Tränen und ihre Ausbreitung zum Tränenfilm.
Störungen der grundlegenden ständigen Feuchthaltung und der Stabilität des Tränenfilms führen zu Erkrankungen der Augenoberfläche - typischerweise zum Trockenen Auge.
Tieferer EINBLICK über ...
Die AUGENOBERFLÄCHE
In einer ANIMATION ... ein Mini-Film ... wird hier eine (sehr) schnelle Übersicht über die wichtigsten Komponenten der Augenoberfläche gezeigt, die zusammen ein komplexes Netzwerk bilden um so die Gesunderhaltung des Gewebes und die ersten Schritte des SEHENS sicher zu stellen. - Wiederholtes Anschauen der Animation hilft beim Verständnis ... und in langsameren Versionen könnte es langweilig werden ;-).
Die AUGENOBERFLÄCHE ist ein komplexes und empfindliches System verschiedener Organe an der Vorderseite des Augapfels, das ein feuchtes Milieu herstellt für die ersten Schritte des SEHENS
Beitrag des ´Ocular Surface Center Berlin´ (OSCB) - des ´Berliner Forschungszentrum für die Augenoberfläche´ - zur Erforschung der Augenoberfläche
Mitglieder des Ocular Surface Center Berlin (OSCB) haben ihre wissenschaftliche Energie bereits seit Jahrzehnten dem Konzept einer Funktionseinheit der Augenoberfläche gewidmet. Inzwischen ist dies ein Grundpfeiler für das konzeptionelle Verständnis der normalen gesunden Funktion sowie auch der Erkrankungen der Augenoberfläche.
Die Augenoberfläche
Frühes Konzept über die FUNKTIONELLE EINHEIT der Augenoberfläche
Die Augenoberfläche besteht aus den feuchten Schleimhautorganen an der Vorderseite des Auges. Diese Organe bilden eine kontinuierliche ANATOMISCHE EINHEIT, die von der Tränendrüse über die Augenbindehaut (Konjunktiva) bis in die Ableitenden Tränenwege zur Nase reicht.
Die Organe der Augenoberfläche sind durch verschiedene Systeme verbunden, wie z.B. den Fluss der Tränen in der beschriebenen Richtung entlang der Schleimhautoberfläche und sie werden auch durch dieselben Systeme reguliert, wie z.B. Nerven, Hormone und das Immunsystem - daher bilden sie auch eine FUNKTIONELLE EINHEIT.
Die Hauptfunktion der Augenoberfläche ist es, die notwendigen strukturellen und funktionellen Voraussetzungen für das SEHEN zu schaffen ... in Form eines Eintritts von Licht in das Auge und für seine Brechung (Refraktion) - als Voraussetzung für perfekte Sehschärfe.
Alle Störungen in dieser Funktionseinheit, entweder durch die unterliegenden Regulatorischen Systeme im Körper, durch den Einfluss von Umweltfaktoren oder durch andere Ursachen (z.B. chronische Erkrankungen, Medikamenteneinnahme, ungenügende Ernährung), kann potentiell zu Erkrankungen der Augenoberfläche, vor allem dem Trockene Auge, führen.
Die Gliederung der Augenoberfläche besteht aus den feuchten Schleimhaut-Organen an der Vorderseite des Augapfels, die eine FUNKTIONELLE EINHEIT bilden
Die Augenoberfläche besteht aus zwei Anteilen, die anatomisch zusammenhängen (ANATOMISCHE EINHEIT) und nur gemeinsam funktionieren können (Funktionelle Einheit):
(1) DIe ´EIGENTLICHE´ Sichtbare Augenoberfläche
Die FUNKTIONSEINHEIT der Augenoberfläche ist hier schematisch gezeigt in der Aufsicht (Foto) . Sie besteht aus der `EIGENTLICHEN´ sichtbaren Augenoberfläche von Hornhaut/ Kornea und Bindehaut/ Konjunktiva sowie aus den unter der Haut liegenden Schleimhaut-´ANHANGSORGANEN´ (Mukosale ´ADNEXE´). Zusammen bilden sie die Gesamte Augenoberfläche.
... besteht aus den sichtbaren Organen, die in den Tränen ´baden´. Sie haben eine grössere freie Oberfläche, die frei sichtbar ist und der klinischen Untersuchung oder der Selbstbeobachtung im Spiegel relativ einfach zugänglich ist. Dies sind:
HORNHAUT/ KORNEA
als ´transparentes Fenster des Gehirns´ zur Aussenwelt
BINDEHAUT/ KONJUNKTIVA
Haupt Versorgungsorgan für die Hornhaut
hat eine wesentlich größere Fläche -sie bedeckt den Augapfel von vorne und die Lider von hinten und bildet dadurch praktisch einen ´Sack´ - den Konjunktivalsack
enthält alle Bauelemente, die in der Kornea im Interesse ihrer Transparenz nicht vorkommen dürfen (vor allem Blut- und Lymph-Gefässe)
... besteht aus den unsichtbaren Anhangs-Organen, die unter der Haut liegen und die Tränen ´MANAGEN´ - also, aus
den DRÜSEN, die neue Tränen bilden, und
aus den ABLEITENDEN TRÄNENWEGEN, die ´gebrauchte´ Tränen ableiten in die Nase - siehe nebenstehende Abbildung dazu.
Die Anhangs- Organe haben keine frei zugängliche Oberfläche, sondern sie bestehen entweder ganz aus einem Kanalsystem (Ableitende Tränenwege), das aus der sichtbaren Augenoberfläche hervorgeht, oder sie sind ein solides Organ (Tränendrüse), das über ein Kanalsystem mit der sichtbaren Augenoberfläche verbunden ist.
Die ORGANE DER AUGENOBERFLÄCHE sind anatomisch KONTINUIERLICH und wirken zusammen: Die ´unsichtbaren´ Schleimhaut-Anhangsorgane liegen unter der Haut versteckt. Sie bilden mit der TRÄNENDRÜSE den Hauptteil der (wässrigen) Tränenflüssigkeit - während die Ableitenden Tränenwege die Tränen nach dem Baden der ´eigentlichen´ sichtbaren Augenoberfläche wieder von der Vorderfläche des Auges entfernen und in Nase ableiten. Die Abbildung links zeigt einen der Ausführungsgänge der seitlich/ temporal oberhalb des Augapfels liegenden Tränendrüse im lichtmikroskopischen Bild - gezeigt ist die Region, wo der Ausführungsgang in den Bindehautsack einmündet. Die Abbildungen rechts zeigen einen von je zwei Tränenpünktchen pro Auge, die nasal/ innen auf dem unteren und oberen Lidrand liegen, etwa dort wo die Wimpernreihe endete. Die Tränenpünktchen bilden den Beginn der Ableitenden Tränenwege - gezeigt ist ein Tränenpünktchen im rasterelektronenmikroskopischen Bild und das anschliessende Tränenkanälchen im lichtmikroskopischen Bild.
Die TRÄNENDRÜSE
´Heimat der wässrigen Tränen´ - sie produziert die Hauptmenge des wässrigen Tränenflusses, der die ´tiefer gelegene´ Konjunktiva und Kornea über zahlreiche Tränendrüsen-Ausführungsgänge erreicht
... dies ist natürlich eine gezielte didaktische Vereinfachung, da die Tränendrüse noch zahlreiche weitere Inhaltsstoffe als nur Wasser produziert ... aber für die gegenwärtige Betrachtung mag es hinreichen.
Die weiteren DRÜSEN der Augenoberfläche sind kleiner, leisten aber auch jeweils sehr wichtige Beiträge zum Tränenfilm - daher werden sie dort besprochen
ABLEITENDE TRÄNENWEGE
´Das Abflußrohr der wässrigen Tränen´ - es drainiert die Tränenflüssigkeit, nach dem Baden der ´eigentlichen Augenoberfläche´, in die Nase
... was natürlich wieder eine Vereinfachung ist, da auch die Ableitenden Tränenwege noch verschiedene weitere Funktionen haben, die wir hier aber erst einmal aussparen können.
Die intakte Augenoberfläche ist eine VORBEDINGUNG für das SEHEN
Die Augenoberfläche ist, wenn man dem Licht folgt, der erste Teil des Sehorgans und daher von größter Bedeutung für alles was danach und weiter ´hinten´ mit dem Licht, mit den entsprechenden Nervensignalen und dem Seheindruck passiert.
Die Augenoberfläche bietet die klaren optischen Medien für den Eintritt von Licht in das Auge und für seine Brechung (Refraktion) um ein klares Bild von der Aussenwelt zu gewinnen.
Alle späteren Ereignisse, im Auge und danach, für
die weitere Lichtleitung und Refraktion/ Akkomodation des Lichtes , oder
die Aufnahme des Lichts durch die Photorezeptoren der Netzhaut, oder
die neurale Transduktion der Sinneszellen-Signale in den Nervenfasern zum Sehzentrum des Gehirns.
können stark eingeschränkt oder sogar bedeutungslos werden, WENN die Augenoberfläche nicht intakt ist.
Die Augenoberfläche ist daher von größter Bedeutung für das intakte SEHEN und jegliche Dysfunktion oder Erkrankung der Augenoberfläche bedroht sofort auch die Sehschärfe.
REGULATORISCHE SYSTEME stellen die gemeinsame intakte Funktion der Organe sicher und verwandeln so die Anatomische Augenoberfläche in eine FUNKTIONELLE EINHEIT.
Die intakte Funktion der Augenoberfläche beruht auf der Steuerung durch REGULATORISCHE SYSTEME, vor allem das Nervensystem, das endokrine Hormonsystem und das Immunsystem. Sie steuern Wachstum und Reifung der Organe, wie auch ihre konkrete funktionelle Regulation in Abhängigkeit von inneren und äusseren Reizen. Dies betrifft z.B. das Sekretionsvolumen, oder die Frequenz und Vollständigkeit des Lidschlages und viele andere Funktionen, die dafür sorgen, dass sich sowohl die Augenoberfläche wohl fühlt ... wie auch ihr ´Besitzer´.
Die gesunde Funktion der Organe der Augenoberfläche wird hergestellt und aufrecht erhalten durch ein komplexes Netzwerk regulatorischer Systeme. Dazu gehören unter anderem:
Nervensystem
Endokrines Hormon-System übt eine mehr trophische Funktion aus
Immunsystem für die Abwehr
weiterhin gibt es eine Vielzahl von löslichen Regulationsfaktoren, die über das Blut ankommen oder lokal durch Zellen produziert werden, und Wachstum, Reifung, Regeneration und auch ´besondere Aufgaben´ steuern, wie Abwehrfunktionen z.B. durch die Auslösung einer Entzündung der Gewebe und Organe.
Die Regulatorischen Systeme transformieren die anatomisch kontinuierlichen Organe der anatomischen Einheit in die funktionelle Einheit der Augenoberfläche. Weitere Details hierzu finden Sie z.B. in Kapitel ´Regulatory Systems´.
Der AUGAPFEL - BULBUS
Die feste Augenwand besteht aus Hornhaut und Sklera – die Schleimhaut der Augenoberfläche liegt aussen darauf
Die feste Wand des Auges, die seine Stabilität ausmacht und das Innere schützt besteht aus straffem, zähen Bindegewebe. Dies sind die relativ kleine klare HORNHAUT (das ´Fenster des Auges´) während der überwiegende Rest der Wand undurchsichtig ist und aufgrund seiner Festigkeit ´die HARTE´ (griechisch: ´SKLERA´) genannt wird.
Die Augen-OBER-Fläche verdankt ihre Bezeichnung vor allem erstmal ihrer Lage, die nämlich oberflächlich, aussen auf dem Augapfel ist. Die Tatsache, dass es sich dabei um Schleimhautgewebe handelt, ist nicht in den Namen eingegangen.
Es handelt sich bei der Augenoberfläche vor allem um das dünne Häutchen der Augenbindehaut (Konjunktiva). Sie liegt im vorderen Teil des Augapfels, den wir z.B. im Spiegel sehen können, auf der Sklera und ist lose mit ihr verbunden.
Bei der Hornhaut ergibt sich ein kleines Definitionsproblem, da der überwiegende Teil der Hornhaut, nämlich das feste Bindegewebe (Stroma) der vordere, durchsichtige Teil der Augenwand ist. Die äussere dünne Zell-Schicht der Hornhaut, das Epithel (Häutchen), ist dagegen schon ein Teil der Augenoberfläche und ist daher auch eine Schleimhaut.
Der normale ´AUGEN-INNEN-DRUCK´ hält die KUGEL-Form des Auges aufrecht
Der normale ´AUGEN-INNEN-DRUCK´ (typischerweise etwa 15mmHg) trägt dazu bei, die Form des Augapfels stabil zu halten und ihn ´aufzublasen´ vergleichbar mit einem Luftballon. Die äussere Augenhaut der Sklera ist nämlich zwar fest und dadurch haltbar - aber sie ist doch an vielen Stellen recht dünn. Ohne seinen normalen Augeninnendruck verliert der Augapfel seine normale rundliche Form und neigt dazu in sich zusammen zu fallen. (Der normale Augeninnendruck ist nicht zu verwechseln mit dem erhöhten Augendruck beim Glaukom/ Grüner Star).
Der normale ´AUGEN-INNEN-DRUCK´ (typischerweise etwa 15mmHg) trägt dazu bei, die Form des Augapfels stabil zu halten und ihn ´aufzublasen´ vergleichbar mit einem Luftballon. Die äussere Augenhaut der Sklera ist nämlich zwar fest und dadurch haltbar - aber sie ist doch an vielen Stellen recht dünn. Ohne seinen normalen Augeninnendruck verliert der Augapfel seine normale rundliche Form und neigt dazu in sich zusammen zu fallen. (Der normale Augeninnendruck ist nicht zu verwechseln mit dem erhöhten Augendruck beim Glaukom/ Grüner Star).
Ein ERHÖHTER Augeninnendruck ist eine typische Ursache für das GLAUKOM
Wenn der Augeninnen-Druck über das normale Mass ansteigt und damit einen erhöhten Augendruck darstellt, kann es leicht zu Schäden im Organ kommen, die man als ´Grüner Star´/ GLAUKOM führt. Unter erhöhtem Druck leiden vor allem die Nervenfasern, die die
Sinnesreize der Netzhaut von Auge zum Gehirn transportieren. Sie verlaufen durch den Sehnervenkopf/ Papille, der Durchlässe für die Nervenfasern enthält ... ähnlich wie ´wie Löcher in einem Gullideckel´. Bei erhöhtem Druck werden dann die Nervenfasern über den harten Rand des Bindegewebes im Sehnervenkopf abgedrückt (roter Pfeil in der Abbildung) und geschädigt - was zu einem Verlust von Sehen führt in den Gesichtsfeld-Bereichen aus denen die Nervenfasern den Sinnesreiz transportieren.
Ausserdem stört ein erhöhter Augeninnendruck, wenn er über dem Druck in den kleinen Gefässen (Kapillaren) liegt, den wichtigen Austausch von Nährstoffen und Sauerstoff, der dort stattfindet. Dies kann dann die Versorgung des Gewebes stören und damit schädigen. Der Druck in den Kapillaren liegt mit etwa 25mmHg nur wenig über dem normalen Innendruck im Auge.
Die Schleimhautorgane der Augenoberfläche haben einen typischen Aufbau
Die Organe der "eigentlichen" sichtbaren Augenoberfläche (Bindehaut/ Konjunktiva und Hornhaut/ Kornea) sind flächenhaft ausgebreitet.
Obwohl sie gut sichtbar sind, ist der erste Eindruck bei beiden Organen möglicherweise irreführend.
BINDEHAUT/KONJUNKTIVA
Die Bindehaut/ Konjunktiva auf dem Augapfel ist nicht das "Weisse im Auge", wie man denken könnte. Die Bindehaut ist nämlich ein dünnes, verschiebliches und mehr oder weniger durchsichtiges Häutchen mit durchscheinenden rötlichen Gefässen. Wenn man die Bindehaut verschiebt bewegen sich ihre Gefässe mit. Was darunter weiss durchscheint, ist bereits die feste Augenhaut, die den Augapfel bildet und stabil hält. Da diese darunter liegende Schicht nicht nur weiss sondern auch hart ist, heisst sie die ´Harte´ - ´Sklera´.
HORNHAUT/ KORNEA
Hornhaut/ Kornea
Hornhaut/ Kornea und Bindehaut/ Konjunktiva von der Seite betrachtet. Zentral auf der Hornhaut sitzt eine kleine formstabile/ harte Kontaktlinse.
Die Hornhaut/ KORNEA ist eine rundliche Scheibe und liegt, von vorne betrachtet, in der Mitte des Augapfels. Hierbei ist vermutlich besser bekannt, dass sie nicht dem farbigen Gewebe entspricht, das sie in der Aufsicht abdeckt und das tatsächlich die Regenbogenhaut/ Iris ist. Die IRIS ist letztlich ein ringförmiger Muskel und bildet eine zentrale Lichtung, die Pupille. Die PUPILLE dient dem Eintritt des Lichtes in das Auge und regelt durch ihre Weite die Menge des eintretenden Lichtes.
Von der Seite betrachtet lässt sich die Hornhaut eindeutiger als gebogene, klare Scheibe erkennen, die eine Kuppel vor der Iris bildet. Der Durchmesser der Kornea beträgt etwa 10 Millimeter beim Erwachsenen. Die Kornea hat eine etwas stärkere Wölbung, meist beschrieben als Radius, als die Sklera des Augapfels insgesamt. Daher erinnert die Plazierung der klaren Hornhaut in der undurchsichtigen weissen Sklera, an ein ´Uhrglas´ in einer Uhr.
Zwei wichtige Gewebe der Augenoberfläche sind EPITHEL und BINDEGEWEBE
Ganz KURZER BLICK auf den AUFBAU des KÖRPERS:
In der Lehre vom Aufbau des Körpers (Anatomie) ist:
Ein GEWEBE ein Verband von gleichartigen ZELLEN - also mit ähnlicher Struktur und Funktion.
Es gibt im Körper eine übersichtliche Menge von Geweben: Epithel-Gewebe (zu dem auch Drüsen und Sinneszellen gehören), Bindegewebe (einschliesslich Knoprpel. Knochen und Fettgewebe), Muskelgewebe und Nervengewebe.
Aus diesen wenigen GEWEBEN wird dann, durch unterschiedliche Spezialisierung und Kombination, die Vielzahl unserer ORGANE zusammen gesetzt - ähnlich wie aus wenigen Buchstaben eine unerschöpfliche Zahl von Wörtern zusammen gesetzt werden kann.
Ein ORGAN dagegen, ist ein grösseres funktionelles Gebilde, das aus mehreren verschiedenen Geweben, meist allen Geweben, besteht. Beispiele sind das ´Organ´ eines Skelettt-Muskels (siehe Abbildung) in dem ausser Muskelgewebe auch Nervengewebe, Bindegewebe, Epithelgewebe enthält. Das Organ der Schleimhaut enthält ausser einer Epithelschicht auch eine Bindegewebsschicht mit Nervengewebe, Epithelgewebe (in Gefässen), Muskelgewebe (in der Gefässwand).
=> Eine SCHLEIMHAUT, wie die Augenbindehaut/ Konjunktiva, ist also ein ORGAN, das selbst aus verschiedenen GEWEBEN besteht.
Beide Organe (Bindehaut und Hornhaut) bestehen aus einer bindegewebigen Grundlage, auf der zur Oberfläche des Konjunktivalsackes eine abdichtende Epithelschicht liegt.
EPITHEL-Gewebe
Ein EPITHEL-Gewebe wird im Deutschen auch teils als ´Häutchen´ übersetzt - es ist eine Schicht aus dicht gepackten Zellen, die deshalb im Mikroskopischen Präparat auch meist stärker angefärbt sind (siehe Abbildung). Das Epithel kann, aufgrund seiner dicht gepackten Zellen, die darüber hinaus noch durch spezielle Zellverbindungen verstärkt sind, das passive Eindringen von Fremdstoffen, einschliesslich von Wasser, in den Körper blockieren. Epithelien haben daher typischerweise die Funktion den Körper nach aussen (und innen) abzudichten.
EPITHEL bildet, ausser der flächigen Bedeckung der Augenoberfläche, auch noch das Gewebe der anhängenden DRÜSEN für die Produktion der Tränen. Epithel ist also ein äusserst wichtiges Gewebe für die Augenoberfläche.
BINDE-Gewebe
Ein BINDEGEWEBE enthält, im Gegensatz zu den dicht gepackten Zellen in Epithelien, meist nur wenige Zellen und es besteht überwiegend aus einem Maschenwerk von Fasern. Je nach Art des Bindegewebes sind die Fasern locker gepackt (wie in der Lamina propria der Bindehaut) oder dicht gepackt (wie im Stroma der Hornhaut). In dem Faserwerk halten sich Zellen auf, die die Fasern und anderen Substanzen des Bindegewebes bilden (Faserzellen/ "Fibrozyten") und ausserdem verschiedene Hilfszellen, die meist der Verteidigung des Gewebes dienen (Abwehrzellen). Weiterhin kommen Gefässe und Nervenfasern vor. Funktionell VER-binden Bindegewebe typischerweise andere GEWEBE zu ORGANEN.
Bindehaut und Hornhaut haben einen unterschiedlichen Aufbau
Blick in den KONJUNKTIVAL-SACK: Die Augenoberfläche besteht aus der klaren Hornhaut in der Mitte und der darum herum liegenden Bindehaut. Die Abbildung zeigt einen licht-mikroskopischen Gewebeschnitt von einer Region, wie sie in der Schema-Zeichnung links mit einem Rechteck markiert ist.
Die Bindehaut/ KONJUNKTIVA des Lides (links) und die Hornhaut/ KORNEA des Augapfels (rechts) liegen sich im Konjunktival-Sack direkt gegenüber. Beide haben an der Oberfläche eine dichte Zellschicht (Epithel), auf der der Tränenfilm liegt (fehlt in diesem mikroskopischen Präparat). Wenn die Lider geöffnet sind, dann ist die Epithel-Zellschicht der Hornhaut von Austrocknung bedroht und die Zellen sind das erste Gewebe der Augenoberfläche, das Schaden nimmt bei einem Trockenen Auge.
Die sehr unterschiedliche Struktur von Bindehaut und Hornhaut ist leicht erkennbar. Die Konjunktiva ist locker und unregelmässig aufgebaut. Die Kornea, die für Durchlässigkeit des Lichtes optimiert ist, hat einen sehr regelmässigen und straffen Aufbau mit dichtem Epithel und dicht gepackten Bindegewebsfasern in der Schicht darunter (Stroma). Die verbleibenden winzigen Unregelmässigkeiten an der Oberfläche der Kornea werden vom Tränenfilm aufgefüllt, so dass die Oberfläche dann perfekt glatt ist für eine perfekte Lichtbrechung und eine perfekte Sehschärfe.
Entsprechend ihrer unterschiedlichen Funktion ist der Aufbau von Bindehaut/ Konjunktiva und Hornhaut/ Kornea unterschiedlich obwohl beides Schleimhäute sind - also dauerhaft feuchte Oberflächen mit einem Gehalt an Schleimstoffen (Muzine).
Bei leicht geschlossenem Augenlid liegen sich Konjunktiva und Kornea im Konjunktivalsack gegenüber - dann ist ihr unterschiedlicher Aufbau gut erkennbar (siehe Abbildung).
Bitte wählen Sie das Organ Ihres Interesses !
Die Bindehaut / KONJUNKTIVA
Die Konjunktiva ist eine typische Schleimhaut ... mit universellen Fähigkeiten
Die KONJUNKTIVA ist ein wichtiges Dienstleistungsorgan für die Augenoberfläche, das praktisch alle Baumerkmale enthält, die ihr vielseitige Fähigkeiten verleihen, um verschiedenste Aufgaben auszuführen, die von Befeuchtung, Wassertransport und Schleimproduktion über Blut- und Nährstoffversorgung sowie Immunabwehr bis zur Reibungsverminderung reichen. - Die Konjunktiva ist sozusagen das hausmeisterliche Universalgenie der Augenoberfläche !
Die Bindehaut/ Konjunktiva hat den typischen Aufbau einer Schleimhaut. Dies ist schematisch gezeigt (Bild rechts) und in einer mikroskopischen Abbildung (links). Auf einer Unterlage aus lockerem Bindegewebe mit Kollagenfaserbündeln liegt eine ebenfalls relativ lockere aber doch abdichtende Epithelschicht. Im Epithel befinden sich neben den üblichen Zellen auch Schleimzellen (Becherzellen, die Schleimstoffe sind hier rot angefärbt, Abb. links oben).
Die KONJUNKTIVA ist ein wichtiges Dienstleistungsorgan für die Augenoberfläche, das praktisch Baumerkmale enthält, die ihr vielseitige Fahigkeiten verleihen, um verschiedenste Aufgaben auszuführen, die von Befeuchtung, Blut- und Nährstoffversorgung sowie Immunabwehr bis zur Reibungsverminderung reichen. - Die Konjunktiva ist sozusagen das ´hausmeisterliche Universalgenie´* der Augenoberfläche !
* Wenn man bedenkt, dass die Vorfahrens Karls des Grossen ihre Karriere als ´Hausmeier´ beziehungsweise ´Major domus´ (Hausherren) begannen ... sieht man, wie wichtig diese Aufgabe ist ... !
Die KONJUNKTIVA ist locker und unregelmässig aufgebaut und besteht aus einem zwei-mehrschichtigen, meist kubischen Epithel auf einer Schicht aus lockerem Bindegewebe (Lamina propria) mit Gefässen, Nervenfasern und vielen Abwehrzellen (letztlich weisse Blutkörperchen).
Die eingestreuten Abwehr-Zellen bilden den konjunktivalen Anteil des Augen-Assoziierten Lymphatischen Gewebes (engl.: Eye-Associated-Lymphoid Tissue - EALT) - das mukosale Immunsystem der Augenoberfläche => Weiteres dazu bei "EALT"). Daher kann die Bindehaut/ Konjunktiva wichtige Abwehraufgaben der Immunabwehr als Dienstleitung für die Kornea mit wahrnehmen, die selbst keine oder nur wenige Immunzellen hat.
Im Epithel befinden sich, neben den üblichen Zellen, auch Schleimzellen (Becherzellen). Diese schütten Schleimstoffe (Muzine) an die Oberfläche in die Tränenflüssigkeit im Konjunktivalsack aus, die dazu dienen das Wasser der Tränen an die Augenoberfläche zu binden. Muzine und die Wasserbildung werden ausführlicher beim Thema "Tränen und Tränenfilm" besprochen.
Produktionsleistung der Konjunktiva
Die Bindehaut/ Konjunktiva trägt durch die Bildung von Abwehrstoffen, vor allem Immunglobulin A (IgA) zu ihrer eigenen Immunabwehr bei. Die Schemazeichung in der Mitte zeigt, dass IgA von Plasmazellen (P) im Bindegewebe der Lamina propria gebildet wird und dann mit Hilfe eines Transportermoleküls (´Sekretorische Componente´ SC, hier rot) im Epithel an die Oberfläche transportiert wird. Im Bild rechts wird dies mit entsprechenden immunhistochemischen Färbungsmethoden an der Konjunktiva nachgewiesen - hier sind die sind IgA und die Plasmazellen grün markiert.
Ein wichtiger Schutz der Augenoberfläche vor den Eindringen fremder Substanzen und auch der Infektion durch Mikroben (Bakterien und Viren) besteht in dem Maschenwerk der wasserbindenden Scheimstoffe (Muzine). In dieser Barriere befinden sich auch spezielle Abwehrstoffe, die in der Konjunktiva produziert werden und die als Anti-mikrobielle Peptide und Proteine bezeichnet werden. Hierzu zählt auch Immunglobulin A.
Neben der abdichtenden Funktion und der Produktion von Schleimstoffen (Muzine) die das Tränenwasser an die Augenoberfläche binden, produziert die Konjunktiva noch zahlreiche andere Wirkstoffe für verschiedene Zwecke.
Eine besonders wichtige Funktion ist dabei die ABWEHR gegen Infektionen, Dazu gehört z.B. das Schleimhaut-Immunglobulin A (IgA), das eines der häufigsten Proteine im Tränenfilm ist und eine wichtige Rolle bei der Immunabwehr hat. IgA wird von speziellen Abwehrzellen (Plasmazellen) im Bindegewebe der Konjunktiva gebildet und durch das Epithel an die Oberfläche transportiert, wo es einen Beschichtung des Epithels (Immunologischer Schutzanstrich) bildet und auch im Netzwerk der Muzine gebunden wird um dies für Bakterien undurchdringlicher zu machen. Die Konjunktiva bildet noch zahlreiche weitere lösliche Schutzfaktoren, die wegen ihrer Wirkung als Anti-Mikrobielle Peptide bezeichnet werden und ebenfalls an die Muzinbarriere binden.
Neben dem Schutz vor Infektionen ist die Reduzierung von Reibung bei allen Augenbewegungen und beim Lidschlag eine sehr wichtige Funktion für die Augenoberfläche.
Eine weitere wichtige Funktion ist die Verbesserung der GLEITFÄHIGKEIT zwischen dem Augapfel und den Augenlidern. Dies dient zur Reduzierung der Reibung, die bei allen Bewegungen des Auges, besonders beim Lidschlag, der immerhin etwa 5-15 mal pro Min.auftritt, also etwa knapp 10´000 pro Tag. Hierzu bildet das Epithel der Konjunktiva und Kornea z.B. das Protein Lubricin, das auf der Oberfläche liegt und in die Tränenflüssigkeit übergeht, und die Reibung sehr effektiv reduziert.
Die Hornhaut / KORNEA
Die Hornhaut - das klare Fenster des Auges
Der Aufbau der Hornhaut/ Kornea in verschiedenen Schichten wird in mikroskopischen Schnittbildern mit zunehmender Vergrösserung erkennbar. Die zentrale Dicke der Kornea beträgt 0,5 Millimeter. Die Kornea ist ein gebogenes, klares Scheibchen von Bindegewebe (Stroma), das auf beiden Seiten von einem Epithel bedeckt ist. Nach aussen zum Tränenfilm liegt das dickere Epithel (mehrschichtiges Plattenepithel) und nach innen zum Kammerwasser der vorderen Augenkammer liegt das einschichtige flach-kubische Endothel.
Im Gegensatz zum ´Hilfsorgan´ der Konjunktiva ist die Hornhaut/ KORNEA streng optimiert auf ihre Transparenz und Lichtdurchlässigkeit - dies kommt in ihrem Aufbau zum Ausdruck.
Es fehlen alle Bau-Elemente, die das in das Auge eintretende Licht in unerwünschter Weise brechen und streuen könnten und dadurch die Helligkeit und die Sehschärfe reduzieren könnten. Daher fehlen Blut- und Lymphgefässe und die meisten Abwehrzellen.
Weiterhin ist die Struktur der Hornhaut für Wasserarmut optimiert (was meist als Entquellung bezeichnet wird) für die Transparenz. Entsprechend ist ein häufiger Effekt von Verletzungen der Kornea der Wassereintritt mit Quellung des Gewebes und dem Auftreten von Ödemen, die die Sicht, je nach ihrer Lage, stark beeinträchtigen können.
Daher hat die Hornhaut eine wasserarme Unterlage, die hier Stroma genannt wird und auf zwei Seiten von Epithelien abgedichtet ist - nach aussen zum Tränenfilm und nach innen zur vorderen Augenkammer..
Die Hornhaut/ Kornea enthält zahlreiche feine Nervenfasern und hat eine sehr hohe Sensibilität
Obwohl die Kornea keine Gefässe enthält, um die Transparenz zu verbessern, gibt es doch eine grosse Zahl feiner Nervenfasern, da die Kornea eine hohe Empfindlichkeit für Sinnesreize braucht. Dies ist notwendig für den Selbstschutz der Kornea vor Verletzungen, z.B. durch Fremdkörper oder Austrocknung. Ein wichtiger Schutzreflex der Kornea ist der Lidschlussreflex, der durch zarteste Berührung mit einem ausgezogenen Faden ausgelöst werden kann. Der Lidschlussreflex ist gleichzeitig ein wichtiger Test für die Funktion des fünften Hirnnerven (Trigeminus).
Signale von der Kornea regeln auch die Sekretions-Menge der Tränendrüsen und lösen einen Lidschlag aus. Ein Lidschlag wird ausgelöst zur Ausbreitung eines jeweils neuen Tränenfilms wenn der ´alte´ aufgebrochen ist und die Nervenfasern dadurch gereizt werden.
Die grösseren Nervenfasern verlaufen im vorderen Stroma dicht unter dem Epithel, während die feineren Verzweigungen im Epithel selbst liegen und dort einen sub-basalen Plexus bilden. Von diesem gehen die Endverzweigungen aus die Richtung Oberfläche verlaufen und verschiedene Rezeptoren für Temperatur und chemische Reize enthalten.
Schichten der Hornhaut
Der Aufbau der Hornhaut hat für ihre Transparenz ein sehr dicht gepacktes, wasserarmes, zentrales Bindegewebe (Stroma), das auf beiden Seiten von einem Epithel gegen Wassereintritt ´abgedichtet´ wird. Das äussere, oben liegende Epithel liegt zum Tränenfilm, das innere Epithel (Endothel) zum Kammerwasser der vorderen Augenkammer. Das Endothel enthält ausserdem noch Wasserpumpen, die das Stroma ständig aktiv entquellen. (Die hier im mikroskopischen Bild sichtbaren Lücken des Stroma sind künstlich entstanden bei der Präparation und somit nicht ´echt´)
Hornhaut-EPITHEL - Ein wichtiger Schutz vor Infektionen
Das EPITHEL ist nach aussen zum Tränenfilm gelegen und besteht aus sehr dicht gepackten Epithelzellen, die ein mehr-schichtiges Plattenepithel bilden, das zwar nicht verhornt, wie man bei der Bezeichnung ´Hornhaut´ vielleicht vermuten könnte, aber dennoch recht widerstandsfähig ist und vor allem sehr dicht ist. Dadurch blockiert es den Eintritt aller Fremdstoffe aus der Umwelt, einschliesslich von Wasser.
Das intakte Hornhautepithel verhindert auch den Eintritt der meisten Bakterien und anderen Mikroorganismen, so dass es typischerweise nur zu Infektionen kommt wenn Verletzungen des Epithels vorliegen. Nur wenige Keime wie Diphtheriebakterien und Gonokokken können intaktes Hornhautepithel durchbrechen und ohne Verletzung zur Infektion führen. Dies erklärt zum Beispiel das mögliche Auftreten einer Neugeborenen-Gonoblenorrhoe Infektion bei einer Infektion der Mutter. Ebenso erklärt dies, warum bei Kontaktlinsenträgern vermehrt Infektionen vorkommen, da hier auch durch einen gut angepassten ´Fremdkörper´ Kontaktlinse leichter oberflächliche Verletzungen des Hornhautepithels vorkommen.
BOWMAN Schicht
Die Bowman Schicht wurde früher irrtümlich als Bowman-´Membran´ bezeichnet und galt als Basal-membran des darüber liegenden Hornhaut-Epithels. Tatsächlich aber besteht sie nicht aus Basalmembran-Molekülen, sondern aus dünnen Kollagenfibrillen, die unregelmässig verlaufen und dicht verwoben sind. Damit bilden sie eine feste Schicht in der Dicke von etwa 10 Mikrometer. Die BOWMAN Membran besteht nur aus Kollagen und ist frei von Zellen.
Hornhaut-STROMA
Das STROMA ist der Haupt-bestandteil der Kornea und typischerweise in der Mitte 500 Mikrometer (0,5mm) dick - am Rand im Übergang zur Sklera etwa 800 Mikrometer.
Im Stroma verlaufenn die Kollagenfibrillen nicht verwoben, sondern hoch geordnet und hier gibt es auch Zellen.
Es besteht aus sehr dicht gepackten Kollagen-Bindegewebs-Fibrillen, also den kleinsten Einzelfasern von Kollagen. Diese sind zu Lamellen gepackt. Innerhalb der Lamellen verlaufen die Fibrillen streng parallel. Die Kollagen-Lamellen sind über die gesamte Dicke der Stromas übereinander gestapelt.
In benachbarten, aufeinander liegenden, Lamellen jedoch liegen die Kollagenfibrillen nicht parallel sondern schräg versetzt oder sogar gekreuzt. Typischerweise zwischen den Lamellen liegen die Zelle, die diese Fasern und die dazwischen liegenden Moleküle der Bindegewebsmatrix bilden. Diese Zellen heissen ´KERATOZYTEN´ (´Hornzellen´, womit aber ´Hornhautzellen´ gemeint ist), obwohl es sich dabei im Prinzip und normale fixe Bindegewebszellen (Fibrozyten - Faserbildende Zellen) handelt. Obwohl die Hornhaut ´verhornt´ aussieht, besteht sie doch nicht aus ´Horn´, wie z.B. die Fingernägel und Haare, sondern aus Kollagen.
DESCEMET Membran
Die Descemet Membran ist die Basalmembran des Hornhaut-Endothels. Sie ist, wie alle Epithelialen Basalmembranen, die meist dünne Schicht auf der das Epithel ruht. Basalmembranen werden von Epithelzellen und dem darunter liegenden Bindegewebe gemeinsam aufgebaut und sie dienen der Verankerung und Funktionsregulierung der Epithelzellen.
Die Descemet Membran ist, im Unterschied zu vielen anderen Basalmembranen, mit 10-20 Mikrometer recht dick (siehe Abb. oben) - hier dicker als das einschichtige Epithel selbst - und sie ist ausserordentlich fest und solide. Die Dicke der Descemet Membran nimmt im Laufe des Lebens an Dicke zu, was an einer zunehmenden Bildung und Ablagerung von Molekülen der ´Extrazellulären Matrix´ liegt.
Der normale Augeninnendruck von etwa 15 mmHg (Millimeter Quecksilbersäule) ist notwendig um die normale runde Form des Auges aufrecht zu erhalten.
Wenn durch krankhafte Veränderungen wie ein Hornhautulkus/ Geschwür, die vorderen/ äusseren Schichten lokal aufgelöst sind, dann bleibt oft die Descemetmembran als letzte stabile Schicht der Hornhaut der Hornhaut stehen. Die Descemet Membran verhindert dadurch das Aufreissen / Ruptur der Hornhaut und damit die akute Gefahr das Auge zu verlieren oder eine Infektion des Augeninneren/ Endophthalmitis zu bekommen. An der Stelle wo nur noch die Descemet Membran ´steht´ bildet sie oft eine kleine Vorstülpung, die als DESCEMETOZELE bezeichnete wird. Diese kleine Vorwölbung ist dadurch bedingt, dass der Druck im Augeninneren etwas höher ist als aussen.
Hornhaut-ENDOTHEL
Das Hornhaut ENDOTHEL liegt nach innen zum Kammerwasser der vorderen Augenkammer. Es ist nur einschichtig mit flach-kubischen Zellen, hat aber neben einer abdichtenden Funktion weiterhin eine aktive Pumpfunktion, die das Stroma durch molekulare Wasserpumpen in einem Zustand ständiger Entquellung hält.
Wenn dieses Epithel seine Funktion verliert, entweder durch Verletzungen, Erkrankungen, das langjährige Tragen ungeeigneter Kontaktlinsen, oder durch Alterungsvorgänge, dann wird sich das Hornhautstroma durch Wassereinlagerung trüben und die Sehschärfe nimmt ab.
Der Hornhaut-Rand (LIMBUS corneae)
Der Hornhaut-Rand (LIMBUS corneae) bildet eine wichtige Zone zur Unterstützung der Hornhaut-Funktion
Der Hornhautrand (Limbus) gehört noch zur Hornhaut - bildet aber den Übergang zur Bindehaut
Der Hornhaut-Rand bildet eine eigene wichtige Zone, die die Funktion der Hornhaut in mehrfacher Weise unterstützt. Wenn der Limbus deutlich gestört oder weitgehend zerstört ist, dann wird die Hornhaut undurchsichtig und die Sehkraft kann stark reduziert werden.
Im Limbus Bereich geht das mehrschichtig platte Epithel der Hornhaut in das deutlich andere Epithel der Bindehaut über, das nur zweischichtig ist und rundliche/ kubische Zellen an der Oberfläche hat.
Der Aufbau des Limbus-Epithels (mehrschichtig, mit platten Zellen an der Oberfläche) ähnelt mehr dem der Kornea als der Konjunktiva. Auch der volle wissenschaftliche Name "LIMBUS CORNEAE", also der Rand der Kornea zeigt an, dass diese Zone noch zur Kornea gehört.
Die Gefäss-Versorgung bildet ein Randschlingen-Netz
Der Limbus ist der Teil der Kornea, bei dem der Fokus auf die Transparenz des Gewebes zunehmend aufgegeben wird und statt dessen von der Peripherie her Gefässe einsprossen. Sie biegen hier typischerweise um - bilden also eine ´Schlinge´ - und laufen wieder in die Peripherie zurück. Daher werden diese Gefässe auch als Randschlingen-Netz bezeichnet.
Von diesen letzten Ausläufern der Konjunktiva-Gefässe im Randschlingen-Netz geht die Versorgung der Hornhaut mit Blutgasen und Nährstoffen aus - abgesehen von dem Versorgungsanteil, der per Diffusion über den Tränenfilm und das Kammerwasser der Vorderen Augenkammer erfolgt.
Wenn die Versorgungssituation der Hornhaut schlechter wird, weil z.B. durch das ´Diffusionshindernis´ einer Kontaktlinse die Versorgung der Hornhaut über den Tränenfilm schlechter wird, dann sendet sie unter anderem Wachstumssignale aus. Diese lösen ein Vor-Wachsen der Gefässe im Randschlingen-Netz in Richtung Mitte der Kornea aus. Ein ´vorgewachsenes Randschlingensnetz´ im Millimeterbereich auf die sonst klare Hornhaut ist daher ein typischer und häufiger Befund bei Kontaktlinsenträgern. Solange das Wachstum des Randschlingen-Netzes nicht weiter in Richtung Mitte der Hornhaut fortschreitet ist dies ein harmloser Befund.
Im Hornhaut-Rand/ LIMBUS liegen die Stammzellen für die ständige Erneuerung des Hornhaut-Epithels
Der Hornhaut-Rand/ Limbus enthält auch die Stammzellen für das Epithel der Hornhaut. Stammzellen sind immens wichtig für die ständige Erneuerung/ Regeneration dieser oberen abdichtenden Schicht der Kornea und damit für ihre Transparenz und für die Sehkraft. Wie alle Epithelschichten des Körpers, muss auch das Epithel der Hornhaut ständig erneuert werden, da die Zellen des Epithels einen kontinuierlichen Entwicklungszyklus durchmachen.
EPITHELZELLEN sind hochaktive Zellen, die an äusseren und inneren Oberflächen des Körpers liegen und das Körpergewebe gegen die Umgebung abdichten. Bei dieser Tätigkeit ´verschleissen´ die Epithelzellen relativ schnell und darum müssen sie ständig neu gebildet werden aus einem `Entwicklungsvorrat´, den man als Stammzellen bezeichnet. Stammzellen haben die segensreiche Eigenschaft, dass sie sich nahezu unbegrenzt teilen können und so einen ständigen Nachschub neuer Epithelzellen bilden können. Diese neuen Epithelzellen reifen dann aus bei ihrer Wanderung, die typischerweise von unten (innen) nach oben (aussen) im Epithel verläuft. Wenn sie als ausgereifte, voll funktionstüchtige Zellen an der Oberfläche angekommen sind, verschleissen sie sich allerdings recht schnell bei ihrer im wahrsten Sinne des Wortes ´aufreibenden´ Berufstätigkeit und im Kontakt mit körperfremden Substanzen. Dann werden sie abgeschilfert, wie z.B. die Schuppen unserer Haut, und müssen durch neue Zellen ersetzt werden.
Die STAMMZELLEN für das EPITHEL der Hornhaut/ KORNEA liegen im Limbus
Die Stammzellen für das Epithel der Hornhaut liegen im Randbereich der Hornhaut - also im Limbus. Da Stammzellen sehr wertvolle und auch empfindliche Zellen sind befinden sie sich in tiefen Absenkungen des Hornhautepithels, die durch bindegewebige Zwischenwände, die Vogt´schen Palisaden, getrennt werde.
Diese Stammzellenzone zieht sich relativ gleichmässig rund um die Hornhaut herum, so dass ein relativ grosser Vorrat an Stammzellen besteht. Trotzdem aber können grössere Verletzungen, wie z.B. Verätzungen der Augenoberfläche oder chronische Erkrankungen, wie z.B. ein schweres Trockenes Auge, die Menge der Stammzellen kritisch reduzieren was dann zu Trübungen der Hornhaut führt.
Bei gestörter Stammzell-Funktion durch Beschädigung des Limbus wächst das Epithel der Bindehaut auf die Hornhaut - Konjunktivalisierung - mit starker Sehverschlechterung
Bei einem grösseren Defekt der Stammzellen für das Epithel der Hornhaut (hier grün) kann die Epithelschicht der Bindehaut (hier rosa) mit ihren eingelagerten Schleimzellen (Becherzellen, rote Punkte) die Hornhaut überwachsen. Dies wird als ´KONJUNKTIVALISIERUNG´ der Hornhaut bezeichnet und kann, je nach Lage der Überwachsung, zu einer starken Sehverschlechterung führen.
Die Stammzellen des Hornhaut-Epithels am Limbus bilden gleichzeitig eine Barriere gegen das Vorwachsen des völlig andersartigen Epithels der umliegenden Bindehaut.
Natürlich hat auch die Bindehaut eigene Stammzellen und das Wachstum des Bindehautepithels auf die Hornhaut wird vermutlich dadurch verhindert, dass das Epithel der Hornhaut sich schneller erneuert und dadurch praktisch eine ständige eigene Zell-Barriere gegen das Vorwachsen von Bindehautepithel bildet.
Bei Beschädigung der Hornhaut-Epithel-Stammzellen am Hornhautrand (Limbus) kann es zum Vorwachsen von Bindehautepithel auf die Hornhaut kommen - dies bezeichnet man als ´KONJUNKTIVALISIERUNG´. Da das Konjunktivaepithel anders aufgebaut ist und zusätzlich Schleim bildende Becherzellen enthält, schränkt dies die Transparenz der Hornhaut deutlich ein und führt zu starken Einschränkungen der Sehschärfe.
Konjunktivalisierung der Hornhaut ist ein typisches Zeichen für eine reduzierte Funktion der Hornhaut-Epithel Stammzellen am Limbus. Wenn einzelne Sektoren der Limbus-Stammzellen geschädigt sind, dann verläuft die Konjunktivalisierung von dort aus in Richtung Mitte der Hornhaut (siehe Abbildung). Je nach der Lage der Epithel Überwachsung ist dann das Sehen mehr oder weniger stark gestört.
FEINSTRUKTUR der Augenoberfläche
Die Zell-Oberfläche von Hornhaut und Bindehaut hat eine empfindliche Oberflächenstruktur - diese ist wichtig für die Anhaftung des Tränenfilms
Hornhaut und Bindehaut haben unterschiedlichen Aufbau
Die Hornhaut/ Kornea
hat ein sehr starkes Stroma aus straffem Bindegewebe ohne Gefässe
mit einem mehrschichtig unverhornten Plattenepithel
Die Bindehaut/ Konjunktiva
hat ein sehr zartes Stroma aus lockerem zellreichen und gefässreichen Bindegewebe
mit einem im Wesentlichen mehrschichtigen iso- hochprismatischen Epithel mit Becherzellen.
Der Aufbau von Bindhaut und Hornhaut ist unterschiedlich doch die Oberfläche besitzt Ähnlichkeiten
Obwohl das Epithel von Hornhaut und Bindehaut unterschiedlich ist (siehe Abbildung), hat ihre Oberfläche doch Ähnlichkeiten.
Sie besitzt zahlreiche Mikrofortsätze der Zellen. In den Zellmembranen ist weiterhin eine Glykokalyx aus Zuckermolekülen befestigt.
Auf der Augenoberfläche liegt der Tränenfilm
Auf der Augenoberfläche liegt der Tränenfilm mit seinen verschiedenen Schichten.
Die Mikrofortsätze der Zelloberfläche und die Glykokayx-Muzine fördern beide die Anlagerung des wässrigen Tränenfilms und damit die Benetzbarkeit der Zelloberfläche.
Sekretorische Muzine aus den Becherzellen der Bindehaut verstärken die Wasserbindung im Tränenfilm.
Die Lipidschicht oben auf dem Tränenfilm vermindert die Verdunstung des Wassers und erhöht die Stabilität des Tränenfilms.
Die Feinstruktur der Zelloberfläche fördert die Benetzbarkeit
Die Oberfläche einer Zelle der Augenbindehaut (Konjunktiva) an der Grenze zum Tränenfilm zeigt in sehr starker elektronenmikroskopischer Vergrösserung zarte Fingerartige Fortsätze (Mikrovilli, MV) und Falten (Mikroplicae, MP). Fest in der Zellmembran verankert ist ein dichter Saum vom relativ langen faserigen Molekülen, wie auch im Querschnitt durch Mikrovilli zu erkennen ist (oben rechts). Diese bestehen aus Zuckerartigen Substanzen und werden daher auch insgesamt als Glykokalyx (Zuckermantel) bezeichnet. Die Glykokalyxmoleküle haben eine starke Bindungsfähigkeit für Wasser und sind darum eine wichtige Voraussetzung dafür, dass die Augenoberfläche das Wasser der Tränenflüssigkeit binden kann und damit ´benetzbar´ ist.
Die Zell-Oberfläche von Hornhaut und Bindehaut hat eine feine und empfindliche Oberflächenstruktur, die wichtig ist für die Anhaftung des Tränenfilms.
Dies betrifft die Oberflächenstruktur der Epithel-Zellen selbst, die sehr kleine fingerartige (Mikrovilli, MV) oder faltenartige (Microplicae, MP) Zellfortsätze ausbildet. Diese Fortsätze bilden eine intensive ´Verzahnung´ mit dem darüber liegenden wässrigen Medium.
Fest in der Zellmembran verankert sind grosse zuckerartige Moleküle, die in ihrer Gesamtheit entsprechend mit einem Fachbegriff als Glykokalyx (griechisch: Zuckermantel/ hülle) bezeichnet werden (siehe Abbildung).
Bei Schädigung dieser Feinstruktur der Augenoberfläche kommt es zu Störungen der Benetzbarkeit und dadurch kann ein Trockenes Auge entstehen oder gefördert werden.
Wenn erst ein Trockenes Auge besteht kann die Zelloberfläche weiteren Schaden nehmen, denn Tränenfilmstörung und Gewebeschädigung verschlechtern sich gegenseitig.
Die Glykokalyx-Muzine machen die Zellobergläche benetzbar
Die schematische Zeichnung zeigt die Zelloberfläche und die untere Schicht des Tränenfilms mit Beschriftung. Wasserbindende Zuckerartige Moleküle, die auch als Schleimstoffe (Muzine) bezeichnet werden, befinden sich als Glykokalyx in der Zellmembran verankert und als lösliche Muzine (aus Becherzellen der Bindehaut - siehe nächste Abbildung) im Tränenfilm darüber. In mikroskopischen Präparaten kann man Muzine mit einer rosa-farbenen Farbreaktion (PAS) anfärben.
Die Glykokalyx-Muzine gehören zu den Schleimstoffen (Muzine) und haben eine hohe Bindungskraft für Wasser.
Die Glykokalyx Moleküle ragen, wie Antennen, weit auf die Oberfläche - also normalerweise in den Tränenfilm hinein.
BECHERZELLEN der Konjunktiva/ Bindehaut geben lösliche MUZINE zur Wasserbindung in den Tränenfilm ab
Weiterhin bilden spezielle Zellen (Becherzellen) der Bindehaut/ Konjunktiva Schleimstoffe (Muzine) die sie an die Oberfläche in den Tränenfilm abgeben. Diese freien, löslichen Muzine sind noch wesentlich größer als die Glykokalyxmoleküle und haben eine sehr hohe Wasserbindung, die es erlaubt das Tränenwasser aus den wässrigen Tränendrüsen an der Augenoberfläche zu halten.
Erst durch diese empfindlichen Oberflächenstrukturen kann die Augenoberfläche das Wasser der Tränen binden. Entsprechend kann bei Schädigung der Augenoberfläche, z.B. erhöhte Reibung durch Tränenfilm-Störungen beim Trockenen Auge, die Oberflächenstruktur leicht beschädigt werden und damit die Benetzbarkeit vermindert werden - was bei einem ohnehin gestörten Tränenfilm die Situation weiter verschlechtert. Hierdurch entsteht ein Selbstverstärkung-Mechanismus des Trockenen Auges (Näheres dazu beim Kapitel Trockenes Auge).
Ein BLICK IN DEN TRÄNENFILM zeigt die besprochenen Strukturen im funktionellen Zusammenspiel. Der mittlere Hauptteil des Tränenfilms vor der transparenten Hornhaut/ Kornea besteht aus wässriger Flüssigkeit. Unten sind die zahlreichen fingerartigen Fortsätze der oberflächlichen Epithelzellen sichtbar. Sie binden mit den wasser-bindenden Zuckermolekülen der Glykokalyx das Wasser an die Zell-Oberfläche des Auges und ermöglichen so die Benetzung. Im Tränenfilm treiben die langen Zuckerketten (hier rötlich) der löslichen Muzine aus den Becherzellen, die das Wasser in ein dünnflüssiges Wasser-Muzin-Gel verwandeln. Oben wird der Tränenfilm von der sehr dünnen Öl-Schicht aus den Fetten der Meibomdrüsen abgedeckt, die eine zu schnelle Verdunstung des Tränenwassers verhindert.
FEUCHTIGKEIT - durch die Tränen - ist der Schlüssel für die Gesundheit der Augenoberfläche
1. FEUCHTIGKEIT muss produziert werden durch die Drüsen - Das ist SEKRETION
Die Organe der Schleimhaut-Anhangsorgane der Augenoberfläche, die nicht unmittelbar sichtbar sind in der Klinik, können als ´stromaufwärts´ und ´stromabwärts´ gelegen von der eigentlichen Augenoberfläche (Kornea und Konjunktiva) bezeichnet werden.
Dies weist bereits auf die eminente Bedeutung des Tränenflüssigkeit hin, die eben entlang dieses Weges fließt, um die Gesundheit und intakte Funktion sicher zu stellen.
"Feuchtigkeit ist der Schlüssel zur Augenoberfläche" denn
Feuchtigkeit hält das optische Medium der Kornea TRANSPARENT für den Eintritt von Licht - nur eine FEUCHTE Hornhaut ist KLAR und erlaubt damit eine perfekte Sehschärfe !
Der TRÄNENFLUSS erfolgt entlang der Organe, die die Funktionseinheit der Augenoberfläche bilden - von der äusserlich unsichtbaren Tränendrüse über ihre Ausführungsgänge auf die Kornea und Konjunktiva und dann durch die Ableitenden Tränenwege, die im Lidwinkel unter der Haut versteckt sind, in die Nase.
Für den TRÄNENFLUSS auf der Augenoberfläche spielt der Lidschlag der Augenlider über die Oberfläche des Augapfels eine wichtige Rolle, da er die neu produzierten Tränen zum dünnen TränenFILM verteilt. Ausserdem trägt er auch dazu bei, die ´gebrauchten´ Tränen über die Ableitenden Tränenwege in die Nase zu entsorgen
2. FEUCHTIGKEIT muss AUSGEBREITET werden durch den LIDSCHLAG zu einem dünnen Tränenfilm - Das isT Tränen-Film FORMATION
Durch den Lidschlag wird eine sehr dünne und gleichmäßige Schicht von Tränenflüssigkeit - TRÄNENFILM - erzeugt, der die Augenoberfläche auch in der geöffneten Lidspalte feucht erhält. Leider bleibt der Tränenfilm immer nur eine begrenzte Zeit stabil, danach bricht auf und verschwindet wie eine Seifenblase. Dies ist das Signal für einen neuen Lidschlag um einen neuen Tränenfilm auszubreiten.
Feuchtigkeit muss ausgebreitet werden zu einem sehr dünnen und gleichmäßigen FILM von Tränen vor der Kornea und Konjunktiva an der Vorderseite des Augapfels innerhalb der geöffneten Lidspalte.
Die FORMATION des prä-kornealen Tränen FILM wird erzielt durch die Lidschlag-Bewegung (Blinzeln) der Augenlider.
Die Bildung des prä-kornealen TRÄNEN-FILM hat aus mindestens zwei Gründen große Bedeutung:
(1) Für die GESUNDERHALTUNG der Mukosalen Organe (Schleimhautorgane) muss die essentielle FEUCHTIGKEIT immer & überall garantiert sein - Dies stellt für das Auge ein DILEMMA dar:
Einerseits sind die Kornea und die Konjunktiva auf dem Augapfel innerhalb der geöffneten Lidspalte typischerweise der Luftatmosphäre ausgesetzt - und damit von Austrocknung bedroht
Andererseits könnte aber bei dauerhaft geschlossenen Lidern kein Licht für den Sehakt eintreten
Dieses Dilemma wird an der Augenoberfläche elegant gelöst, indem die exponierten Teile der Mukosa in der geöffneten Lidspalte dauerhaft von einer dünnen Schicht von Flüssigkeit, dem Tränen-FILM, bedeckt sind. Dadurch kann Licht eintreten aber die Mukosa bleibt unter der Tränenfilmschicht dennoch feucht.
(2) Auch für die LICHTBRECHUNG und damit für die perfekte SEHSCHÄRFE ist der dünne und glatte Tränenfilm von grösster Bedeutung - hierdurch wird das Dilemma der ständigen Feuchtigkeit an der Augenoberfläche elegant gelöst:
Die sehr dünne und sehr gleichmäßige Flüssigkeitsschicht des Tränen-FILM erfüllt nämlich gleichzeitig noch eine zweite Aufgabe - Sie ist die wichtigste Oberfläche des Auges für Lichtbrechung, denn an der Grenzschicht von Tränenfilm und Luft erfolgt der grösste Teil der Lichtbrechung.
... diese Einsichten erlauben uns auch gleich einen Ausblick auf das Verständnis, warum bei der Erkrankung des Trockenen Auges, das typischerweise mit Störungen des Tränenfilms vor der Hornhaut einhergeht, die instabile Sehschärfe ein häufiges Symptom darstellt.
Die beiden entscheidenden, grundlegenden Funktionen für die Gesundheit der Augenoberfläche sind also:
SEKRETION/ Bildung von TRÄNEN-Bestandteilen
Eine stark vereinfachte Schemazeichnung stellt die beiden wesentlichen Funktionskomplexe dar: (1) die Tränen-PRODUKTION durch 3 verschiedene Drüsenarten, die Wasser, Lipid (Öl) und Schleim (Muzin) produzieren und (2) die FORMATION eines Tränen-FILMs durch den LIDSCHLAG
Durch eine ungestörte Produktion der verschiedenen Tränenbestandteile aus den verschiedenen Drüsen
Haupt- und Hilfstränendrüsen für den wässrigen Tränenanteil sowie
die Meibomdrüsen für den Öl-Anteil und
die in der Bindehaut verteilten Einzelzellen (Becherzellen), die Schleimstoffe beitragen
=> Näheres zu den DRÜSEN wird auf der Seite zum Tränenfilm besprochen)
UND
FORMATION/ Ausbreitung eines dünnen TRÄNENFILMS
durch den Lidschlag/ Blinzeln mit einigen Anforderungen
komplette Wischbewegung des Oberlides über die Hornhaut
normale Form und Stellung der Augenlider und speziell des Lidrandes
ausreichend häufig, damit der Tränenfilm erneuert werden kann bevor trockene Stellen entstehen
Dysfunktion/ Funktionsstörung der Funktionellen Einheit der Augenoberfläche führt zu Erkrankungen - eine prototypische Erkrankung ist das TROCKENE AUGE
Die Erkrankung des TROCKENEN Auges ist eine prototypische Erkrankung der Augenoberfläche, durch Funktionsstörungen, die letztlich die grundlegenden Funktionskomplexe zur Erhaltung von Feuchtigkeit beeinträchtigen.
Wenn Komponenten der Funktionellen Einheit der Augenoberfläche gestört sind und daher funktionsuntüchtig werden, über ein bestimmtes Mass hinaus, dann führt dies zum RISIKO von nachfolgenden pathologischen Konsequenzen im Sinne von Erkrankungen.
Insgesamt hält das komplexe Netzwerk von Struktur und Funktion an der Augenoberfläche eine empfindliche funktionelle Balance aufrecht, um die feuchte ´Ökologische Nische´ der Augenoberfläche innerhalb einer trockenen Umgebung zu schützen - Daher kann die Augenoberfläche bei Störungen auch leicht erkranken.
Im Hinblick auf die komplexe Aufgabe der Augenoberfläche muss man aber doch zugeben, dass sich dieses System insgesamt als erstaunlich robust erweist in unserem täglichen Leben.
Dennoch können viele Störungen der funktionellen Einheit der Augenoberfläche, vor allem wenn sie chronisch sind, zu Erkrankungen führen.
Solche Störungen erfassen natürlich letztlich auch die grundlegendsten Funktionskomplexe der Augenoberfläche - nämlich die Erhaltung der Feuchtigkeit !
Daher, ist die Erkrankung des Trockenen Auges eine prototypische Erkrankung der Augenoberfläche, die immer dann auftritt, wenn die beschriebenen basalen Funktionskomplexe gestört sind.