Einführung
Die Hornhaut ist eine komplexe Struktur, die für den größten Teil der Lichtbrechung des Auges verantwortlich ist und aufgrund ihrer exponierten Lage eine schützende Rolle spielt, indem sie als physische Barriere gegen Traumata und Infektionen wirkt. Eine der wichtigsten Eigenschaften der Hornhaut ist ihre Transparenz, die das Ergebnis einer Reihe von Faktoren ist: das Fehlen von Blutgefäßen, die Regelmäßigkeit und Glätte des abdeckenden Epithels, die regelmäßige Anordnung der extrazellulären und zellulären Komponenten im Stroma, die vom Zustand der Hydratation und des Stoffwechsels der Stromaelemente abhängig ist .
Die Hornhaut weist eine der höchsten Dichten an Nervenenden im Körper auf, mit einem subepithelialen und einem tieferen stromalen Plexus, die beide von der 1. Dies ist der Grund, warum Krankheitsprozesse wie die bullöse Keratopathie mit Schmerzen, Photophobie und Tränenreflex verbunden sind.
Pathophysiologie der Hornhaut
Die durchschnittliche zentrale Dicke der normalen menschlichen Hornhaut beträgt bei Kaukasiern etwa 550 µm und bleibt zwischen dem zweiten und sechsten Lebensjahrzehnt konstant, variiert jedoch je nach Tageszeit und Rasse.
Die Hornhaut besteht aus fünf Schichten von vorne nach hinten: Epithel, Bowman-Schicht, Stroma, Descemet-Membran und Endothel. Die Zusammensetzung des Stromas ist nicht einheitlich; das anteriore Stroma enthält ein höheres Verhältnis von Dermatansulfat zu Keratansulfat, so dass das posteriore Stroma bei einer endothelialen Dysfunktion eher mit überschüssigem Wasser anschwillt.
Immunhistochemische Untersuchungen zeigten Ablagerungen einer spezifischen extrazellulären Matrixkomponente, wie Fibrilin-1, das zur Familie der extrazellulären Matrixproteine gehört, die mit elastischen Mikrofibrillen assoziiert sind, und Tenascin-C, ein Glykoprotein, das bei der Heilung große Bedeutung hat und in der hinteren Kollagenschicht oder in den subepithelialen fibrotischen Bereichen von Hornhäuten mit bullöser Keratopathie gefunden wird .
Wachstumsfaktoren und Zytokine beeinflussen die Zellproliferation, Entzündung, Narbenbildung und Fibrose. In Hornhäuten mit bullöser Keratopathie wurden erhöhte Werte von Interleukin-2 (IL-2), Interleukin-8 (IL-8), Wachstumsfaktor Insulin (IGF-1), transformierendem Wachstumsfaktor (TGF- β) und Knochenmarkfaktor – 4 (BMP-4) festgestellt. Die Wechselwirkungen zwischen Wachstumsfaktoren und die extrazelluläre Matrix abbauenden Metalloproteinen sind wichtig und können ein Mechanismus für den Verlust der Hornhauttransparenz sein.
Die Hornhauttrübung wird durch die Natrium/Kalium-aktivierte Adenosintriphosphatase der Endothelzellen und durch enge Verbindungen zwischen den Endothelzellen aufrechterhalten, die das Eindringen von Flüssigkeit begrenzen. Durch die Entfernung von Flüssigkeit aus dem Stroma und die Begrenzung des Flüssigkeitseintritts halten die Endothelzellen die geordnete Anordnung des Kollagens aufrecht und bewahren die Transparenz der Hornhaut. Bei einer unzureichenden Endothelzelldichte ermöglicht das Fehlen enger Verbindungen zwischen den Endothelzellen ein vermehrtes Eindringen von Flüssigkeit in das Stroma. Die verbleibenden Endothelzellen können als Ausgleichsmechanismus eine höhere Konzentration an Na+, K+-ATPase aufweisen, um den Flüssigkeitsabtransport zu erhöhen.
Die normale Endothelzelldichte liegt bei Kindern bei über 3500 Zellen/mm^2 und nimmt mit zunehmendem Alter allmählich ab, bis sie bei älteren Menschen bei etwa 2000 Zellen/mm^2 und bei Erwachsenen bei durchschnittlich 2400 Zellen/mm^2 liegt. Danach beträgt der durchschnittliche Zellverlust etwa 0,6 Prozent pro Jahr, wobei sich ein Ödem entwickelt, wenn die Zelldichte unter 700 Zellen/mm^2 sinkt.
Etiopathogenese
Die Hauptursache der bullösen Keratopathie ist der Verlust von Endothelzellen durch ein chirurgisches Trauma, insbesondere bei Kataraktoperationen bei Patienten der sechsten Dekade, mit oder ohne Linsenimplantation.
Die mit der Phakoemulsifikationssonde verbundene lokale Temperaturerhöhung kann zu thermischen Schäden am angrenzenden Hornhautgewebe führen. Schäden am Endothel können durch hohe Spül- oder Aspirationsraten verursacht werden, die zu einer turbulenten Strömung mit damit verbundenen Linsenpartikeln führen können.
Auch die Dauer der Phakoemulsifikation, die während des Eingriffs verwendet wird, ist sehr wichtig, da die Ultraschallenergie mit der Produktion von freien Radikalen verbunden ist, bei denen es sich um reaktive Spezies mit einem oder mehreren ungepaarten Elektronen in ihren äußeren Bahnen handelt, die das Hornhautendothel durch oxidativen Stress schädigen können.
Andere Ursachen sind Endotheldystrophien wie die Fuchs-Dystrophie, Tumore der Vorderkammer wie das Myxom, angeborene Anomalien wie die Mikrokornea, akutes und neovaskuläres Glaukom, herpetische Endotheliitis oder Operationen, die zum Verlust von Endothelzellen führen können, wie Trabekulektomie, sklerale Fixierung der Intraokularlinse, Vorderkammerlinsenimplantate zur Korrektur von Aphakie und hoher Fehlsichtigkeit, nach Argonlaser, radiale Keratotomie .
Bulöse Keratopathie kann bei etwa 1 bis 2 % der Patienten auftreten, die sich einer Kataraktoperation unterziehen, das sind weltweit etwa zwei bis vier Millionen Patienten .
Behandlungsmöglichkeiten
Die klinische Behandlung des Hornhautödems sollte auf topischen hypertonischen Mitteln wie Natriumchlorid (5%), entzündungshemmenden Medikamenten, topischen und/oder systemischen Antiglaukom-Medikamenten, da ein erhöhter Augeninnendruck die Funktion der Endothelzellen beeinträchtigen kann, Kortikosteroiden, Gleitmitteln und manchmal, aufgrund der von den Patienten empfundenen Schmerzen, therapeutischen Kontaktlinsen zur Verbesserung der Symptome basieren.
Eine Studie aus dem Jahr 2015 zeigte, dass systemisches L-Cystein die Remission des Hornhautödems begünstigt, wenn es in der postoperativen Phase bei Patienten nach einer Kataraktoperation verabreicht wird, und befürwortet daher seine gleichzeitige Anwendung bei Patienten mit bullöser Keratopathie.
Eine erhöhte Expression mehrerer proinflammatorischer Mediatoren auf Proteinebene im Hornhautepithel wurde bei Patienten mit pseudophakem Hornhautödem nachgewiesen. Diese Zytokine und MMP, eine Familie extrazellulärer Proteinasen, die extrazelluläre Matrixproteine abbauen, sind an den pathologischen Prozessen beim pseudophaken Hornhautödem beteiligt und tragen insbesondere zum kontinuierlichen Abbau der Bowman-Schicht und zu wiederkehrenden Erosionen des Hornhautepithels bei.
Die MMP spielen eine zentrale Rolle bei einer Reihe von pathologischen Prozessen, einschließlich der Angiogenese und Wundheilung, bei denen ein Matrixabbau stattfindet. MMP werden durch den „Cystein-Schalter“ aktiviert. Alle Aktivierungsarten führen zu einer Dissoziation von Cys73 vom Zinkatom mit gleichzeitiger Freilegung des aktiven Zentrums.
Aufgrund der Annahme, dass hohe L-Cysteinspiegel als regulatorisches Substrat für MMPs wirken können, sollten weitere Studien durchgeführt werden, um die unterstützende Rolle von systemischem L-Cystein bei pseudophaken bullösen Keratopathien zu ermitteln.
Die Verwendung von Bindehautlappen ist wirksam, wurde jedoch durch das inakzeptable kosmetische Ergebnis eingeschränkt.
Die Hornhauttransplantation ist nach wie vor die Standardbehandlung für Patienten mit bullöser Keratopathie, da sie eine Linderung der Symptome und eine visuelle Rehabilitation ermöglicht. Obwohl die Hornhaut das am häufigsten transplantierte Gewebe im Körper ist und die Erfolgsquote bei Hornhauttransplantaten hoch ist, besteht auch das Risiko einer Abstoßung.
Die penetrierende Keratoplastik bezieht sich auf eine Hornhauttransplantation in voller Dicke. Bei der konventionellen hinteren lamellären Keratoplastik (LK) und den neueren Verfahren der endothelialen Keratoplastik (EK) werden nur die inneren Schichten der Hornhaut transplantiert, und es gibt mehrere Varianten dieser Verfahren, zu denen die tiefe lamelläre EK, die Descemet-Stripping-EK (automatisierte) EK (DSEK oder DSAEK), die Descemet-Membran-EK und die automatisierte Descemet-Membran-EK gehören.
Die Technik der hinteren lamellären Keratoplastik erfordert chirurgisches Geschick und behindert alle notwendigen Maßnahmen in der Vorderkammer, hat aber den Vorteil eines geringeren Abstoßungsrisikos und der Erhaltung der Rezeptoroberfläche. Es ist eine vielversprechende Technik, aber der Verlust an Endothelzellen ist größer als bei der perforierenden Keratoplastik.
In Entwicklungsländern mit einem Mangel an Spenderhornhäuten und langen Wartelisten von Patienten, die auf eine Hornhauttransplantation warten, muss den Patienten eine Linderung der Symptome und, wenn möglich, eine vorübergehende Verbesserung des Sehvermögens ermöglicht werden.
Hornhautkollagenvernetzung (CXL) mit Riboflavin und ultravioletter A (UVA)-Bestrahlung ist ein photochemisches Verfahren, das von Seiler und Spoerl an der Universität Dresden zur Behandlung von ektatischen Hornhauterkrankungen wie Keratokonus und Post-LASIK-Ektasien eingeführt wurde.
Corneal CXL gilt als neues Mittel im Kampf um die vorübergehende Reduzierung des Hornhautödems bei Patienten mit bullöser Keratopathie. Es hat sich gezeigt, dass es die Hornhauttransparenz, die Hornhautdicke und die Augenschmerzen nach der Operation verbessert.
Der vorgeschlagene Wirkmechanismus besteht darin, dass Riboflavin UVA-Licht absorbiert, was zur Bildung freier Sauerstoffradikale führt. Diese hochreaktiven Sauerstoffradikale induzieren dann die Vernetzung des stromalen Hornhautkollagens und stärken die Hornhaut.
Verschiedene Studien haben gezeigt, dass CXL die Hornhauttransparenz, die Hornhautdicke und den Augenschmerz einen Monat postoperativ signifikant verbessert. Diese symptomatische Linderung resultiert wahrscheinlich aus der CXL-induzierten stromalen Verdichtung und der reduzierten Bullaebildung. Es schien jedoch keine dauerhafte Wirkung auf die Schmerzlinderung und die Aufrechterhaltung der Hornhauttransparenz zu haben.
1999 setzten Pires et al. erfolgreich Amnionmembran (AM) zur Schmerzkontrolle bei BK-Patienten ein. Sie führten ihre Ergebnisse auf verschiedene Proteaseinhibitoren in der Stromamatrix der AM zurück, die für die Förderung der Epithelheilung und die Verringerung der Stromaulzeration und -entzündung wichtig sind.
AM erleichtert die Reepithelisierung, indem sie ein geeignetes Substrat und eine normale Basalmembran bereitstellt und die Migration und Adhäsion von Epithelzellen fördert. Es wird auch angenommen, dass AM mehrere Wachstumsfaktoren produziert, die Epithelzellen unterstützen. Wenn die Amnionmembran auf die Hornhaut aufgebracht wird, wandern Fibroblasten und Myofibroblasten, die von Keratozyten stammen, aus dem Hornhautstroma in das amniotische Stroma ein. Dies trägt zur subepithelialen Fibrose bei und verankert auch das Amnionepithel an der Hornhautoberfläche.
Die Amnionmembrantransplantation ist wirksam bei der Schmerzbekämpfung bei Patienten mit pseudophaker bullöser Keratopathie und induziert keine Neovaskularisierung, ist aber wegen der Kosten und des Zeitaufwands nicht die erste Behandlungsoption.
Die anteriore Stromapunktion (ASP) ist eine einfache und beliebte interventionelle Option bei der Behandlung der pseudophaken bullösen Keratopathie mit geringen Kosten und seltenen Komplikationen.
Immunhistochemische Studien haben eine erhöhte Expression von extrazellulären Matrixproteinen gezeigt, die für die Adhäsion von Basalepithelzellen wichtig sind, wie Fibronektin, Laminin und Typ-IV-Kollagen an Stromapunkturstellen. Die Sekretion dieser Basalmembrankomponenten würde die epitheliale Adhäsion im darunter liegenden Stroma erhöhen, was mit einer subepithelialen Fibrose einhergeht, wodurch eine Barriere für das Eindringen von Flüssigkeit in den subepithelialen Raum geschaffen und die Bildung subepithelialer Blasen verringert wird.
Hsu et al. konnten eine Verbesserung der Schmerzsymptome mit unterschiedlichen Graden subepithelialer Fibrose und epithelialer Anhaftung klinisch korrelieren .
Die phototherapeutische Keratektomie (PTK) kann den Schmerz durch eine Verringerung der Hornhautdicke verbessern, was den verbleibenden Endothelzellen helfen würde, die Hornhauthydratation aufrechtzuerhalten .
In mehreren Studien wurde berichtet, dass die PTK bei der Behandlung von Patienten mit bullöser Keratopathie unterschiedlicher Ätiologie eine Option darstellt; sie berichteten, dass sich die Bullae auflösen und die Schmerzen bei einem großen Teil der Patienten, die mit einer oberflächlichen Ablation behandelt werden, verschwinden.
Der wichtigste sensorische Nervenplexus in der Hornhaut, der vom nasociliären Ast der ophthalmischen Abteilung des Nervus trigeminus abstammt, befindet sich im Stroma, in der unmittelbaren subepithelialen Region, mit einem Plexus geringerer Dichte tiefer im Stroma. Der Grundgedanke für diese Behandlung ist die Ablation dieser Nervengeflechte, wodurch die Hornhautempfindung reduziert wird, und darüber hinaus induziert die Hornhautvernarbung eine Zunahme von extrazellulären Proteinen wie Laminin, Fibronektin, Typ-IV-Kollagen und Hemidesmosomen, die eine stärkere Adhäsion zwischen dem Epithel und dem Stroma fördern .
Die tiefe PTK scheint im Vergleich zur oberflächlichen PTK erfolgreicher zu sein, da die damit verbundene stärkere Vernarbung auch zu einer erhöhten Stabilität des Epithels führen kann und eine tiefe Ablation durch die Ablation des Nervengeflechts in der Hornhaut eine überlegene Wirkung auf die Schmerzreduktion hat .
Die gleiche Argumentation wie bei der PTK wird auch bei der automatisierten lamellären Keratektomie angewandt, aber in diesem Fall wird ein herkömmliches Mikrokeratom für die Entfernung des Hornhautgewebes verwendet. Es handelt sich um ein schnelles Verfahren, was für einige ältere Patienten ein wichtiger Faktor sein kann, die Schwierigkeiten haben, längere Operationen in Rückenlage durchzuführen.