Introductie
Het hoornvlies is een complexe structuur die verantwoordelijk is voor het grootste deel van de breking van het oog en, vanwege zijn zeer blootgestelde positie, een beschermende rol heeft, die fungeert als een fysieke barrière voor trauma en infectie . Een van de belangrijkste eigenschappen van het hoornvlies is zijn transparantie, die het resultaat is van een aantal factoren: de afwezigheid van bloedvaten, de regelmatigheid en gladheid van het bedekkende epitheel, de regelmatige rangschikking van de extracellulaire en cellulaire componenten in de stroma, die afhankelijk is van de staat van hydratatie en metabolisme van de stromale elementen .
De cornea heeft een van de hoogste dichtheid van zenuwuiteinden van het lichaam, met een subepitheliale en een diepere stromale plexus, beide gevoed door de 1e divisie van de nervus trigeminus. Dit is de reden waarom ziekteprocessen zoals bulleuze keratopathie geassocieerd worden met pijn, fotofobie en reflexmatige traanvorming.
Corneale pathofysiologie
De gemiddelde centrale dikte van het normale volwassen menselijke hoornvlies is ongeveer 550µm voor Kaukasiërs en blijft constant tussen het tweede en zesde decennium, maar varieert met het tijdstip van de dag en ras.
De cornea bestaat uit vijf lagen van anterior naar posterior: epitheel, Bowman’s laag, stroma, Descemet’s membraan, en endotheel. De samenstelling van het stroma is niet uniform; het voorste stroma bevat een hogere verhouding van dermatan sulfaat tot keratan sulfaat, waardoor het achterste stroma meer kans heeft om op te zwellen met overtollig water in staten van endotheeldisfunctie .
Immunohistochemische studies toonden afzettingen aan van een specifieke extracellulaire matrix component, zoals fibriline-1 dat behoort tot de familie van extracellulaire matrix eiwitten geassocieerd met elastische microfibrillen en tenascine-C, dat een glycoproteïne is dat van groot belang is bij genezing en wordt aangetroffen in de posterieure collageenlaag of in de subepitheliale fibrotische gebieden van cornea’s met bullous keratopathie .
Groeifactoren en cytokines beïnvloeden celproliferatie, ontsteking, littekenvorming, en fibrose. Verhoogde niveaus van interleukine-2 (IL-2), interleukine-8 (IL-8), groeifactor insuline (IGF-1), transformerende groeifactor (TGF- β) en beenmergfactor – 4 (BMP-4) werden gevonden in cornea’s met bulleuze keratopathie. De interacties tussen groeifactoren en extracellulaire matrix afbrekende metalloproteïnen zijn belangrijk en kunnen een mechanisme zijn voor het verlies van corneale transparantie .
Corneale deturgescentie wordt in stand gehouden door endotheliale cel natrium/kalium-geactiveerde adenosine trifosfatase) en door tight junctions tussen de endotheliale cellen die het binnendringen van vocht beperken. Door vocht uit het stroma te verwijderen en het binnendringen ervan te beperken, handhaven de endotheelcellen de geordende rangschikking van collageen en behouden zij de transparantie van het hoornvlies. Bij een tekort aan endotheelcellen kan door een gebrek aan tight junctions tussen de endotheelcellen meer vocht in het stroma binnendringen. De endotheelcellen die overblijven kunnen een hogere concentratie Na+, K+-ATPase hebben als compensatiemechanisme om de vochtafvoer te verhogen.
De normale endotheelceldichtheid is groter dan 3500 cellen/ mm^2 bij kinderen en neemt geleidelijk af met de leeftijd tot ongeveer 2000 cellen/ mm^2 bij oudere mensen, met een gemiddelde van 2400 cellen/ mm^2 bij volwassenen. Hierna is het gemiddelde celverlies ongeveer 0,6 procent per jaar met de ontwikkeling van oedeem wanneer de celdichtheid daalt onder 700 cellen/mm^2.
Etiopathogenese
De belangrijkste oorzaak van bulleuze keratopathie is het verlies van endotheelcellen als gevolg van chirurgisch trauma, vooral bij cataractchirurgie bij patiënten in het zesde decennium, met of zonder lensimplantatie .
De plaatselijke temperatuurverhoging die gepaard gaat met de phacoemulsificatiesonde kan leiden tot thermische schade aan het aangrenzende hoornvliesweefsel. Schade aan het endotheel kan worden veroorzaakt door hoge irrigatie- of aspiratiesnelheden die kunnen resulteren in turbulente stroming met lensdeeltjes die ermee verbonden zijn .
Ook de duur van de phacoemulsificatie die tijdens de operatie wordt gebruikt, is zeer belangrijk omdat de ultrageluidsenergie gepaard gaat met de productie van vrije radicalen, dat zijn reactieve soorten met een of meer ongepaarde elektronen in hun buitenste banen en die het corneale endotheel kunnen beschadigen door oxidatieve stress .
Andere etiologieën zijn endotheliale dystrofieën zoals Fuchs dystrofie, tumoren van de voorste oogkamer zoals myxoma, congenitale afwijkingen zoals microcornea, acuut en neovasculair glaucoom, herpetische endotheliitis of operaties die tot verlies van endotheelcellen kunnen leiden, zoals trabeculectomie, sclerale fixatie van de intraoculaire lens, voorste kamer lensimplantaten voor afakiecorrectie en hoge ametropie, na argonlaser, radiale keratotomie .
Bulleuze keratopathie kan voorkomen bij ongeveer 1 tot 2% van de patiënten die een cataractoperatie ondergaan, wat wereldwijd neerkomt op ongeveer twee tot vier miljoen patiënten .
Behandelingsmogelijkheden
De klinische behandeling van hoornvliesoedeem moet gebaseerd zijn op topische hypertonische middelen zoals natriumchloride (5%), ontstekingsremmers, topische en/of systemische antiglaucoommedicatie, omdat een verhoogde IOP de endotheelcelfunctie in gevaar kan brengen, corticosteroïden, glijmiddelen en soms, vanwege de pijn die de patiënten ervaren, therapeutische contactlenzen om de symptomen te verbeteren.
Volgens een studie uit 2015 vergemakkelijkte systemische L-cysteïne de remissie van hoornvliesoedeem wanneer het werd toegediend in de postoperatieve periode bij patiënten na cataractchirurgie, waardoor het gelijktijdig gebruik ervan wordt bepleit bij patiënten die bullous keratopathy ontwikkelen.
Een verhoogde expressie van verschillende pro-inflammatoire mediatoren op eiwitniveau in het hoornvliesepitheel werd aangetoond bij patiënten met pseudofakisch hoornvliesoedeem. Deze cytokines en MMP, die een familie van extracellulaire proteïnasen zijn die de extracellulaire matrix proteïnen afbreken, nemen deel aan de pathologische processen in het pseudofakische corneale oedeem en dragen specifiek bij tot de voortdurende afbraak van de laag van Bowman en de terugkerende erosies van het corneale epitheel.
De MMP’s hebben een centrale rol in een aantal pathologische processen, met inbegrip van angiogenese en wondgenezing, waar matrix afbraak plaats vindt. MMP worden geactiveerd door de “cysteïne-schakelaar”. Alle wijzen van activering leiden tot een dissociatie van Cys73 van het zinkatoom met gelijktijdige blootstelling van de actieve site.
Gebaseerd op de veronderstelling dat hoge L-cysteïne niveaus kunnen fungeren als regulerend substraat voor MMPs, zouden meer studies moeten worden uitgevoerd om de adjuvante rol van systemische L-cysteïne bij pseudofakische bulleuze keratopathieën vast te stellen.
Het gebruik van conjunctivale flappen is effectief, maar is beperkt door het onaanvaardbare cosmetische resultaat.
Corneatransplantatie is nog steeds de gouden-standaard behandeling voor bulleuze keratopathie patiënten, omdat het symptomatische verlichting en visuele rehabilitatie biedt. Sommige beperkingen zoals herstel van gezichtsscherpte treden op vanwege het hoge astigmatisme en, hoewel het hoornvlies het meest getransplanteerde weefsel in het lichaam is en hoornvliestransplantaties een hoog succespercentage hebben, bestaat er ook een risico op afstoting.
Penetrerende keratoplastie verwijst naar een hoornvliestransplantatie van volledige dikte. Bij conventionele posterieure lamellaire keratoplastie (LK) en de nieuwere endotheliale keratoplastie (EK) procedures, worden alleen de binnenste lagen van het hoornvlies getransplanteerd en er zijn meerdere varianten van deze procedures die diepe lamellaire EK, Descemet’s stripping (geautomatiseerde) EK (DSEK of DSAEK), Descemet’s membraan EK, en Descemet’s membraan geautomatiseerde EK omvatten.
De techniek van de posterieure lamellaire keratoplastie vereist chirurgische vaardigheid en belemmert de noodzakelijke ingreep in de voorste kamer, maar heeft het voordeel van een lager risico op afstoting en behoud van het receptoroppervlak. Het is een veelbelovende techniek, maar het verlies aan endotheelcellen is groter dan bij penetrerende keratoplastie.
In ontwikkelingslanden met een tekort aan donorhoornvliezen en lange wachtlijsten van patiënten die op een hoornvliestransplantatie wachten, moeten de patiënten verlichting van de symptomen en, zo mogelijk, tijdelijke verbetering van het gezichtsvermogen worden geboden.
Corneale collageen cross linking (CXL) met Riboflavine en ultraviolet A (UVA) straling is een fotochemisch proces dat werd geïntroduceerd door Seiler en Spoerl aan de Universiteit van Dresden voor de behandeling van corneale ectatische aandoeningen, zoals keratoconus en post LASIK ectasieën .
Corneale CXL wordt beschouwd als een nieuw hulpmiddel in de strijd voor de tijdelijke vermindering van hoornvliesoedeem bij patiënten met bullous keratopathie. Gebleken is dat het de doorzichtigheid van het hoornvlies, de dikte van het hoornvlies en de oculaire pijn na de operatie verbetert.
Het voorgestelde werkingsmechanisme is dat riboflavine UVA-licht absorbeert, wat resulteert in de productie van vrije zuurstofradicalen. Deze zeer reactieve zuurstofradicalen induceren vervolgens de cross-linking van corneaal stromaal collageen en versterken het hoornvlies.
Verschillende studies toonden aan dat corneale CXL de transparantie van het hoornvlies, de dikte van het hoornvlies en oculaire pijn één maand postoperatief aanzienlijk verbetert. Deze verlichting van de symptomen was waarschijnlijk het gevolg van door CXL geïnduceerde stromale verdichting en verminderde bullae vorming. Het leek echter geen langdurig effect te hebben in het verminderen van pijn en het behouden van corneatransparantie.
In 1999 gebruikten Pires et al. met succes amnionmembraan (AM) om pijn bij patiënten met BK te bestrijden. Zij schreven hun resultaten toe aan verschillende proteaseremmers die zich in de stromale matrix van het AM bevinden en die belangrijk zijn voor het bevorderen van epitheliale genezing en het verminderen van stromale ulceratie en ontsteking.
AM vergemakkelijkt re-epithelialisatie door een geschikt substraat en een normaal basaal membraan te bieden, door epitheliale celmigratie en adhesie te bevorderen. Van AM wordt ook aangenomen dat het verschillende groeifactoren produceert die de epitheelcellen ondersteunen. Wanneer het amnionmembraan op de cornea wordt aangebracht, is bekend dat van keratocyten afgeleide fibroblasten en myofibroblasten vanuit het hoornvliesstroma naar het amnionstroma migreren. Dit draagt bij tot de subepitheliale fibrose en verankert ook het amnion epitheliale vel aan het hoornvlies oppervlak.
Amnion membraan transplantatie is effectief in het controleren van pijn bij patiënten met pseudophakic bullous keratopathy en induceert geen neovascularisatie, maar is niet de eerste behandelingsoptie vanwege de kosten en de benodigde tijd.
Anterieure stromale punctie (ASP) is een eenvoudige en populaire interventionele optie in de behandeling van pseudofakische bulleuze keratopathie met lage kosten en zeldzame complicaties.
Immunohistochemische studies hebben een verhoogde expressie aangetoond van extracellulaire matrix eiwitten die belangrijk zijn voor de adhesie van basale epitheelcellen zoals fibronectine, laminine, en type IV collageen op stromale punctieplaatsen. De secretie van deze keldermembraancomponenten zou de epitheliale adhesie in de onderliggende stroma verhogen, wat geassocieerd wordt met subepitheliale fibrose, waardoor een barrière ontstaat voor vloeistofpenetratie in de subepitheliale ruimte en de vorming van subepitheliale luchtbellen wordt verminderd.
Hsu et al. waren in staat om klinisch een verbetering van pijnsymptomen te correleren met verschillende graden van subepitheliale fibrose en epitheliale aanhechting .
Phototherapeutische keratectomie (PTK) kan de pijn verbeteren door de dikte van het hoornvlies te verminderen en dit zou de resterende endotheelcellen helpen om de hydratatie van het hoornvlies in stand te houden .
Verschillende studies rapporteerden dat PTK electief is in de behandeling van patiënten met bullous keratopathie van verschillende etiologie; zij rapporteerden dat de bullae oplossen en de pijn verdwijnt bij een groot deel van de patiënten die behandeld worden met een oppervlakkige ablatie .
De belangrijkste sensorische zenuw plexus in de cornea, die afkomstig is van de nasociliary tak van de oogheelkundige divisie van de nervus trigeminus, is gelegen in het stroma, in de onmiddellijke subepitheliale regio, met een lagere dichtheid plexus dieper in het stroma . De reden voor deze behandeling is de ablatie van deze zenuwplexussen waardoor het gevoel van het hoornvlies vermindert en bovendien veroorzaakt de littekenvorming van het hoornvlies een toename van extracellulaire eiwitten zoals laminine, fibronectine, type IV collageen en hemidesmosomen die een grotere adhesie tussen het epitheel en het stroma bevorderen .
Diepe PTK lijkt succesvoller te zijn in vergelijking met oppervlakkige PTK vanwege de toegenomen littekenvorming die ook kan resulteren in een verhoogde stabiliteit van het epitheel en een diepe ablatie heeft een superieur effect op het verminderen van pijn door de ablatie van de neurale plexus in de cornea .
Dezelfde redenering als bij PTK wordt ook gebruikt voor geautomatiseerde lamellaire keratectomie, maar in dit geval wordt een traditioneel microkeratoom gebruikt voor de verwijdering van het hoornvliesweefsel. Het is een snelle procedure, die een belangrijke factor kan zijn voor sommige oudere patiënten die moeilijkheden hebben om langere operaties te ondergaan terwijl zij in dorsale decubitus blijven .