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Anatomie und Physiologie des vorderen Augenabschnittes

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Präsentation zum Thema: "Anatomie und Physiologie des vorderen Augenabschnittes"—  Präsentation transkript:

1 Anatomie und Physiologie des vorderen Augenabschnittes
12 12

2 Anatomie 12 12

3 Hornhaut 12 12

4 (nach Hogan et al., 1971) 10.6 mm 11.7 mm 11.5 mm 12 12

5 Die cornea (Hornhaut HH) ist nicht symmetrisch und
die Krümmung der Hornhaut flacht nach außen ab. 12 12

6 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 12 12

7 HH 78% Wasser 15% Kollagen 5% andere Bestandteile
1% GAG (Grundmaterial – Glycosaminglykane) Epithel » 10% des Gewichtes 12 12

8 EPITHEL Regelmäßig und glatt Substrat des Tränenfilms TF 12 12

9 EPITHEL 50 μm dick 5-schichtige Struktur Schuppenzellen (Oberfläche)
Flügelzellen säulenartige Basalzellen Zellerneuerung (von Grundschicht zur Oberfläche) »7 Tage 12 12

10 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 12 12

11 Weitere Zellen Melanozyten (peripheres Epithel) Makrophagen
Basalmembran Melanozyten (peripheres Epithel) Makrophagen Lymphozyten 12 12

12 Mikroplicae und Mikrovilli
Befinden sich auf der Vorderfläche der Epithelzellen Verantwortlich für die Haftung des Tränenfilms TF? 12 12

13 Basalmembran Schicht zwischen dem Epithel und der Bowman´schen Membran
Dicke nm 12 12

14 Bowman´sche Membran Ohne Zellen Differenziertes vorderes Stroma
Hauptsächlich Kollagen, etwas Grundsubstanz Kollagenfasern zufällig verteilt 12 12

15 STROMA 0,50 mm dick (90% der HH-Dicke, vorwiegend Kollagenlamellen)
Enthält 2-3% Keratozyten (Fibroblasten) und ungefähr 1% Grundsubstanz 12 12

16 Grundsubstanz (GAG) Sehr hydrophil Verantwortlich für:
exakten Abstand der Fibrillen H2O Aufnahme und Bindung (weil hydrophil) 12 12

17 Keratozyten Befinden sich zwischen Kollagenlamellen
Dünne, flache Zellen mit 10 µm im Durchmesser 5-50 µm interzellularer Abstand Interzellulär durch Hemidesmosomen verbunden 12 12

18 Stromale Lamellen Bindegewebsfasern in dichtem, regelmäßigen Abstand
Stabile Kollagenfibrillen Regelmäßige Anordnung ist wichtig für die Transparenz 12 12

19 Stromale Lamellen 200 - 250 Lamellen mit einander verbunden
Dicke: µm Breite: µm Länge: ,7 mm 12 12

20 Anordnung der Lamellen
Parallel zu(r): HH-Oberfläche zueinander 12 12

21 Descemet´sche Membran
Strukturlos Geringfügig elastisch Geschützt durch das Endothel Sehr regelmäßig angeordnete Schicht Grundschicht des Endothels 12 12

22 “HASSALL-HENLE WARTS”
Periodisch auftretende Verdickungen der Descemet’schen Membran Kann in die vordere Augenkammer hineinragen 12 12

23 Posteriore periphere HH
Einfallendes Licht geht der Beobachtung verloren (erscheint schwarz) Stroma Descemet'sche Membran Endothel H-H H-H H-H Endothelzelle Kammer- wasser Verdünntes und verändertes Zellkerne Endothel über den H-H H-H = Hassall-Henle Verdickungen (Bläschen) 12 12

24 ENDOTHEL Nur eine Zellschicht 500.000 meist hexagonale Zellen
18-20 µm Durchmesser 5 µm dick Nicht regenerationsfähig 12 12

25 Zellkerne im Endothel Zentral angeordnet
In jungen Jahren gleichförmig und gleichmäßig verteilt 12 12

26 Altersbedingte Zellveränderungen
Degeneration und fehlende Regeneration Gleichförmigkeit geht verloren reduzierte Dicke Polymegathismus 12 12

27 Endothelzellen Reich an Organellen - aktive Transporter (aktive Pumpen) Proteinsynthese für sekretorische Zwecke Große Anzahl an Mitochondrien Mitochondrien noch zahlreicher um Zellkerne 12 12

28 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 12 12

29 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 12 12

30 Physiologische Aspekte der HH-Nerven
Sensorisch Parasympathisch Sympathische Innervation? 12 12

31 Bindehaut - Konjunktiva
12 12

32 Bindehaut BH Muköse Membran Transparent 12 12

33 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 12 12

34 (nach Whitnall & Ehlers, 1965)
Dimensionen der BH (nach Whitnall & Ehlers, 1965) mm 5 mm 12 12

35 Bindehaut Lose frei beweglich/ verschiebbar
Am dünnsten über der Tenon’schen Kapsel 12 12

36 Einteilung der BH Palpebral Fornix Bulbär Plica Karunkel 12 12

37 BH setzt sich aus zwei Schichten zusammen:
Epithel Stroma 12 12

38 Epithel der BH 5-schichtige HH-Epithel geht am Limbus in ein schichtiges BH-Epithel über Anzahl der Flügelzellen erhöht Oberfläche nicht so glatt wie die der HH Basalmembran vorhanden Oberflächliche Zellen mit Microplica und Mikrovilli 12 12

39 Stroma der BH Unregelmäßige Ansammlungen von Kollagenbündeln
Bündel sind nahezu parallel zur Oberfläche Zahlreiche Fibroblasten Einige immunologische Zellen vorhanden 12 12

40 Drüsen der BH Becherzellen Wolfring´sche Drüsen Krause´sche Drüsen
Henlesche Krypten (Tarsus) 12 12

41 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 12 12

42 LIMBUS Übergangszone zwischen HH und BH/ Sklera
Anatomischer Bezugspunkt 12 12

43 Limbus 5-schichtiges Epithel Bowman’sche Membran Stroma
HH BH 5-schichtiges Epithel Bowman’sche Membran Stroma 10-15-schichtiges Epithel Stroma und Tenon’sche Kapsel Sklera 12 12

44 Epithel am Limbus Becherzellen Melanozyten Blutgefäße HH Limbus BH 12

45 Dimensionen des Limbus
Tiefe: Breite: 1,0 mm 1,5 mm (horizontal) 2,0 mm (vertikal) 12 12

46 Funktion des Limbus Versorgungsaufgabe Abfluss des Kammerwassers 12 12

47 Limbale Blutgefäße Gefäßtypen
Terminale Arterien “Recurrent” Arterien 12 12

48 SKLERA 12 12

49 SKLERA Annähernd kugelförmig Kollagenhaltig Relativ gefäßfrei
Relativ inaktiver Metabolismus Fest und widerstandsfähig 12 12

50 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 12 12

51 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 12 12

52 (nach Duke-Elder, 1961) 0,5 0,6 0,3 1,0 10,6 1,5 2,0 bis 3,0 bis 11,6
3,5 0,8 12 12

53 Tränendrüse 12 12

54 Tränendrüse Befindet sich unter superior-temporalen Orbitaknochen
In der fossa (Grube) lacrimalis Durch den oberen Lidheber geteilt in: Orbitalen Teil (größer, höher) Palpebralen Teil (kleiner, tiefer) 12 12

55 Tränendrüse Superiorer Rand der Orbita Orbitaler Teil der Tränendrüse
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 12 12

56 Tränendrüse 12 Tränengänge 2-5 aus dem oberen orbitalen Teil
6-8 aus dem unteren palpebralen Teil Münden in die superiore palpebrale BH 12 12

57 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) 12 12

58 Akzessorische Tränendrüsen Wolfring´sche Drüsen
Vergleichbare Struktur wie Tränendrüse Nahe der oberen Grenze des Tarsus Unterstützen die wässrige Phase des TF (Grundsekretion) 12 12

59 Akzessorische Tränendrüsen Zeis´sche Drüsen
Talgdrüsen Verbunden mit Geißeln (Follikel) Unterstützt zum Teil die Lipidschicht 12 12

60 Akzessorische Tränendrüsen Meibomsche Drüsen
Talgdrüsen Hauptversorgung der Lipidschicht 25 im Oberlid, 20 im Unterlid (kürzer) Verhindern den Überlauf von Tränenflüssigkeit 12 12

61 Akzessorische Tränendrüsen Henlesche Krypten (Tarsus)
Sekretion in die superiore periphere palpebrale BH Muköse Krypten 12 12

62 Akzessorische Tränendrüsen Becherzellen
Unizellulare sero-muköse Drüsen Im Epithel der BH Ermöglichen die Muzinschicht Zellerneuerung nach einmaliger Entladung 12 12

63 Tränenfilm 12 12

64 Verteilung der Tränenflüssigkeit
Durch Lidbewegung Durch Bewegung des Augapfels Formung des Tränensees Jeder Lidschlag erneuert den TF 12 12

65 Tränenfluss Tränenfluss unterstützt durch: Gefäßkontraktion
Gravitation Lidschlag 12 12

66 (nach Mahmood et al., 1984) 1 µL Tränenvolumen 3 µL 4 µL 12 12

67 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 12 12

68 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 12 12

69 Tränenfluss: Lidschluss Bewegung zum Medialen Augenwinkel
Scherenartiger Lidschluss Richtung Nase Tränenflüssigkeit bewegt sich zum medialen Augenwinkel (canthus) 12 12

70 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 12 12

71 Richtung des Tränenflusses
(nach Haberich, 1968) 12 12

72 Abfluss des TF Tränenflüssigkeit obere und untere Tränenpünktchen
Tränenröhrchen Tränensack Tränennasengang Nase (Hasner´sches Ventil) Abfluss des TF 12 12

73 Augenlider 12 12

74 Augenlider 4-schichtige Struktur
Hautschicht Muskelschicht (musculus orbicularis oculi) Faseriges Gewebe (Tarsus) Schleimhaut (palpebrale BH) 12 12

75 Augenlider Modifizierte Hautfalte
Schützt Augen vor Fremdkörpern und plötzlicher Blendung Verteilt Tränenflüssigkeit Lidkanten sind 2mm breit 12 12

76 Augenlider: Drüsen Zeis´sche Drüsen Moll’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 12 12

77 Augenlider: Blutgefäße
Unterstützen die Sauerstoffversorgung der HH durch palpebrale BH-Gefäße 12 12

78 Physiologie 12 12

79 Physiologie der HH Energiequellen Transparenz 12 12

80 Permeabilität der HH Wasser Sauerstoff Kohlenstoffdioxid
Permeabilität des Endothels ist größer als die des Epithels Sauerstoff aus der Atmosphäre Kohlenstoffdioxid 7mal permeabler als für Sauerstoff 12 12

81 Permeabilität der HH für weitere Substanzen
Natrium: Endothel 100fach permeabler als Epithel Glukose und Aminosäuren: stoffwechselaktiv Verbundene Moleküle Fluorescein 12 12

82 Permeabilität des Epithels
Geringe Natriumpermeabilität Nahezu nicht permeabel bei Wasser, Milchsäure, Aminosäuren, Glukose und große Moleküle Relativ permeabel für verbundene und fettlösliche Stoffe 12 12

83 Einfluss der Zellverbindungen
Kommunikation Elektrische Kopplung Barriere für: Elektrolyte Flüssigkeiten Makromoleküle 12 12

84 Allgemeine Einteilung der Verbindungen
Geschlossen oder Fest Anhaftend Weiter unterteilt in Form und Größe des Zellkontakts Zonula occludens Zonula adherens Desmosomen (macula adhaerens) 12 12

85 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 12 12

86 Der wichtigste Stoff für den Stoffwechsel.
Sauerstoff Der wichtigste Stoff für den Stoffwechsel. 12 12

87 Sauerstoffversorgung der HH
TF Endothel Descemet’sche Membran Epithel A T M O S P H Ä R E K A M M E R W A S S E R O2 Stroma O2 Zuführende Gefäße Abführende Gefäße 12 12

88 Sauerstoffquellen am Epithel am Endothel Atmosphäre (20,9%)
Kammerwasser (7,4%) 12 12

89 Abtransport von CO2 Offenes Auge Geschlossenes Auge
vom Kammerwasser und der HH in den TF Geschlossenes Auge ins Kammerwasser 12 12

90 O2 Offenes Auge O2 CO2 O O 155 mm Hg 55 mm Hg 5µL O /cm cornea/h
21 µL CO2 /cm cornea/h 2 12 12

91 Geschlossenes Auge O2 CO2 12 12

92 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 12 12

93 Glukosequellen für das HH-Epithel
Kammerwasser (90%) Limbale Blutgefäße und TF (<10%) 12 12

94 Glukoseverbrauch 38-90 µg pro Stunde
40-66% des Gesamtverbrauchs durch das Epithel 12 12

95 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 12 12

96 Glykosestoffwechsel der HH
Glycogen (Speicher) Glucose -6- Phosphat Embden- Meyerhof Weg Zitronensäurezyklus in Mitochondrien 36ATP 1ATP CO 2 H O HO NADPH NADP + LDH O (aerob) Milchsäure Brenztrauben- säure 2ATP (anaerob) Ribose-5-phosphat Hexose-Monophosphat (Pentosephosphatweg) Glukose anaerob 8ATP 12 12

97 Möglichkeit des Glykoseabbaus
Der Zitronensäurezyklus ist ein wichtiger Weg der Energiegewinnung. 12 12

98 Aerobe Glykolyse: Zitronensäurezyklus
Effizient 15% des Glukoseabbaus Energieausbeute: 3x mehr als bei der anaeroben Glykolyse 12 12

99 Aerobe Glykolyse: Zitronensäurezyklus
Brenztraubensäure aus Embden-Meyerhof Weg Vollständige Oxidation 36 Mol ATP aus 1 Mol Glukose 12 12

100 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 12 12

101 Anaerobe Glykolyse: Embden-Meyerhof Weg
Abbau von 35% der Glukose G-6-P (durch Phosphorylierung) Brenztraubensäure Milchsäure & ATP 2 Mol ATP: 1 Mol Glukose 12 12

102 HEXOSE MONOPHOSPHATE WEG (Pentosephosphatweg)
H-M Weg liefert nicht ergiebig Energie 60-70% Glukoseverbrauch Eingeschränkte Weiterverwertung der Glukose: 85% Laktat (katabolisiert) 12 12

103 HEXOSEMONOPHOSPHATWEG (Pentosephosphatweg)
Ribose-5-Phosphat & NADP (Nicotinamidadenindinukleotidphosphat) NADPH NADP Substrat für RNA & DNA Ribose Phosphat Glykolyse 12 12

104 Glykosestoffwechsel der HH
Glycogen (Speicher) Glucose -6- Phosphat Embden- Meyerhof Weg Zitronensäurezyklus in Mitochondrien 36ATP 1ATP CO 2 H O HO NADPH NADP + LDH O (aerob) Milchsäure Brenztrauben- säure 2ATP (anaerob) Ribose-5-phosphat Hexose-Monophosphat (Pentosephosphatweg) Glukose anaerob 8ATP 12 12

105 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 12 12

106 Effekte von Hypoxie (O2-Mangel) und Anoxie (Abwesenheit von O2)
ATP Produktion Laktatproduktion Gespeichertes Glykogen E-M Weg Laktatdehydrogenase Glukosespiegel ATP Produktion Laktatproduktion Glykogenspiegel Abbruch Zitronensäurezyklus Laktatdehydrogenase (LDH) adäquater Glukosefluss und Ausnutzung 12 12

107 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 12 12

108 Transparenz der HH Stroma
90% des einfallendes Lichts transmittiert Potentiell nicht transparent Fibrillen: n=1,47 Grundsubstanz: n=1,354 Regelmäßiger Fibrillenabstand 60nm 12 12

109 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 12 12

110 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 12 12

111 Schwellung der HH: Effekte
Änderung des Brechungsindex der Intra- and Extrazellularräume Sattler’s veil (Schleier) Halos 12 12

112 Endothelpumpe Jede Zelle pumpt sein eigenes Volumen alle 5 Minuten
Aktiver Transportmechanismus Na+ + K+ + ATPase-abhängige Pumpe Abbau von Glukose liefert Energie 12 12

113 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 12 12

114 { Endothelpumpe » Stroma DM Endo H O (Leck) Na
Glucose 2 H O (Leck) 2 Na + (geringe Na+ Permeabilität des Endothels) (Na ± induzierter Potentialunterschied) ATP + - H O 2 H O 2 (Na, K & ATPase-abhängig) ++ H + { HCO- 3 Na + H O (Leck) 2 ATP -ase K + 12 12

115 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 12 12

116 Epithelpumpe BASAL CELLS Tränenfilm Epithel Stroma Cl Na Cl
Na + Cl Verdunstung (modulator = Basalzellen zyklisches AMP) H + BASAL CELLS H O Glukose 2 (aus Kammer- (Leck) wasser) Glukose (wenig) Milchsäure CO 2 7µm 50µm 12 12

117 Pumpe des Stromas Relativ inaktiv mit Ausnahme des Stoffwechsels der Keratozyten Laktat per se hat kein Effekt auf die HH-Funktion 12 12

118 Faktoren welche die HH-Dicke beeinflussen
Individuelle Variationen Tränenverdunstung und osmotische Reaktion (Hypertonus) - Ausdünnung Reizsekretion beim KL-Tragen (Hypotonus) - Verdickung KL-bedingte Hypoxie - Verdickung 12 12

119 TF-OSMOLALITÄT Normale Osmolalität mOsm/L (0,91-1,04%) 12 12

120 TF-OSMOLALITÄT : KL-bedingte Effekte
Beginn mit formstabilen KL: reduzierte TF-Osmolalität 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 12 12

121 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 12 12

122 Regeneration des Epithels
Epithelläsion mit intakter Basalmembran 1 Stunde Regeneration des Epithels Verschiebung aufeinander zu naheliegender Epithelzellen 15 Stunden Formation von Pseudopodien (Scheinfüschen) 24-48 Stunden Zellen nehmen kubische Form an (DNA Synthese und Desmosomen-Verbindung) 12 12

123 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 12 12

124 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 12 12

125 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 12 12

126 Auswirkung der Entfernung von HH-Schichten
STROMA Transplantation einer nicht permeablen Membran Epithelödem ENDOTHEL Rapide Schwellung/ Dickenzunahme 12 12

127 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 12 12

128 HH-Intigrität erfordert: CO2 Abtransport Essential um pH-Wert und Stoffwechseländerungen zu vermeiden GLUKOSE Hauptquelle: Vorderkammer 12 12

129 CO2 Permeabilität 21x höher als für O2 7x höher als für O2
Hydrogelkontaktlinsen 21x höher als für O2 Formstabile KL 7x höher als für O2 HH 7x höher als für O2 12 12

130 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 12 12

131 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 36,2 (0,1) oC (Martin & Fatt, 1986) andere Trockenes Auge 34,0 (0,5) oC unter 0,07 mm weichen KL 34,6oC unter 0,30 mm weichen KL 34,9oC (Fujishima et al., 1996) (Martin & Fatt, 1986) BH 34,9 (0,6) oC 35,4oC bei jährigen 34,2oC >Jahre (Isenberg & Green, 1985) 12 12

132 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 12 12

133 Altersbedingte funktionelle HH-Änderungen
Stärkere limbale Gefäßstruktur Reduzierung Leistungsfähigkeit der Endothelpumpe Reduzierter Stoffwechsel Erhöhung des Brechungsindex Nervenfasern stärker sichtbar 12 12

134 Tränenflüssigkeit 12 12

135 Funktionen der Tränenflüssigkeit
Optisch Physiologisch Bakteriostatisch Metabolisch Schutz 12 12

136 Tränenzusammensetzung
3-schichtige Struktur Muzinschicht (membranständiges Muzin?) Wässrige Schicht Lipidschicht Einige Meinungen – TF nur 2-schichtig 12 12

137 Querschnitt durch TF Verdunstung Lipidschicht an der Oberfläche
wässriges Fluid Membranständiges Mucin Epithel stabiler TF 12 12

138 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 12 12

139 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 12 12

140 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 12 12

141 Eigenschaften der Tränenflüssigkeit
98,2% Wasser Normale Spanne der Osmolalität 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) 12 12

142 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 12 12

143 Tränenflüssigkeit Volumen 6,5-8 µL Sekretionsrate 0,6 µL/min
Austauschrate 16%/min Tägliche Sekretion unterschiedlich Spanne 1-15 g 12 12

144 Sekretionsrate Stimuli psychogen sensorisch Allgemein
Grundsekretion (kontinuierlich, <0,3 ml/min) Reizsekretion 12 12

145 Zeitmessung bis zum Aufreißen des TF nach einem Lidschlag
TF-Stabilität Zeitmessung bis zum Aufreißen des TF nach einem Lidschlag 12 12

146 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 12 12

147 stabiler TF lokale Verdünnung DRY SPOT aufgrund zurückbildenden TF
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 12 12

148 NIBUT (non-invasive BUT)
BUT Test ohne Anfärbung Konsistenter und zuverlässiger 12 12

149 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 12 12

150 Tests BUT (TBUT) NIBUT Schirmer Test Fluorophotometrie
Phenol-red thread test (Fadentest) Anfärbung mit bengalrosa Test der TF-Osmolalität 12 12

151 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 12 12

152 FLUOROPHOTOMETRIE Messung des Flussgeschwindigkeit 12 12

153 PHENOL-RED THREAD TEST
(Hamano et al., 1983) Bewertung des TF-Volumens Angenehmer als der Schirmer Test 12 12

154 Anfärbung mit Bengalrosa
Reduzierter Tränenfluss begünstigt Degeneration der Zellen. Bengalrosa färbt nekrotische Zellen an. 12 12

155 Geringe Konzentrationen
TF-Proteine Geringe Konzentrationen Albumin* Prealbumin* Lysozym* Laktoferrin* (25% des TF-Proteingewichts) Transferrin (geringe Konzentration) *wichtigste Proteine 12 12

156 TF-Proteine Hauptsächlich lgA* (2 x lgA – sekretorischer Bestandteil)
IMMUNGLOBULINE weitere …. Hauptsächlich lgA* (2 x lgA – sekretorischer Bestandteil) lgA lgG geringere Konzentration als lgA lgM, lgD und lgG (geringere Konzentration als lgA) 12 12

157 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 12 12

158 Lidschluss Frequenz: 15 mal/min Dauer: 0,3-0,4 s
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 12 12

159 Lidöffnung Kontraktionen des musculus levator palpebrae superioris
Unterstützung durch Müller’schen Muskel (sympathisch) Hauptinnervation durch nervus oculomotorius 12 12

160 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 12 12

161 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) 12 12

162 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 12 12

163 Funktionen der Lider Schutz vor: hellem Licht Wind Fremdkörper
Austrocknung (Lidschluss) visuelle Stimulation während des Schlafs 12 12

164 1 2 3 4 12 12

165 JOIN IACLE We have all 10 modules of our Contact Lens Course consisting of core slides translated in German. This is freely available to our members for download. If you would like to gain access to this, all other resources and our services please contact us about becoming a member on:


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