Hornhaut

Funktion

Eine klare und regelrecht benetzte Hornhaut ist eine notwendige Voraussetzung für scharfes Sehen, da sie als „Fenster“ des Augapfels mit einer Brechraft in Luft von 43 Dioptrien (dptr.) einen wesentlichen Anteil der Lichtbrechung zur Bildfokussierung übernimmt. (Das gesamte Auge hat eine Brechkraft von etwa 60 dptr.).

Anatomie

Form

Die Hornhaut ist ein klares Scheibchen, zirkulär durch den Limbus von der Augenwand abgegrenzt. Die normale menschliche Hornhaut ist meist horizontal elliptisch (Durchmesser 11,7mm x 10,6mm) und ist spärisch gewölbt. Der Radius dieser Wölbung beträgt etwa 7,7mm. Im Zentrum ist die Hornhaut dünner (0,52mm) als am Rand (0,67mm). Unterscheidet sich der horizontale von dem vertikalen Durchmesser, spricht man von einer Hornhautverkrümmung (Astigmatismus). Die Hornhaut kann durch von außen ausgeübten Druck, beispielsweise von formstabilen Kontaktlinsen verformt werden und braucht danach Minuten bis Tage, um die Ausgansform wieder einzunehmen. Dieser Effekt wird in der Orthokeratologie sogar therapeutisch ausgenutzt.

Mikroskopischer Schichtenaufbau

Die menschliche Hornhaut besteht aus 5 Schichten:

Die äußerste Schicht, ein mehrschichtiges, nicht verhornendes Plattenepithel aus 5 bis 6 Zelllagen, das lipophil und etwa 50 µm dick ist. Deren äußerste Zellschicht besitzt Mikrovilli - dünnste, unverzweigte Ausstülpungen, die in engem Kontakt zur inneren Schleimschicht des Tränenfilmes stehen.
Die Bowmansche Membran (-Schicht) oder Lamina limitans anterior, ist eine wenige Mikrometer dicke, zellfreie Schicht, aus ungeortneten Kollagenfibrillen.
Das hydrophile Stroma (die Substantia propria) der Hornhaut, die ca. 90% der gesamten Hornhautdicke ausmacht. Ihre Kollagenfibrillen und die zwischen ihnen liegende Grundsubstanz sind lamellenartig parallel zur Oberfläche geschichtet. Es finden sich auch vereinzelt Fibroblasten.
Die Descementsche-Membran - auch als Descement-, Demours-Membran oder Lamina limitans posterior bezeichnet - stellt die rückseitige Basalmembran dar und ist mechanisch extrem belastbar.
Die Endothelzellschicht. Die Endothelzellen sind flach, überwiegend sechseckig und kleiden die Hornhautrückfläche einschichtig aus. Sie dürfen nicht mit den Endothelzellen der Blutgefäße verwechselt werden.

Embryologie

Nur das Epithel entstammt dem embryonalen Ektoderm, die übrigen Hornhautschichten entwickeln sich aus dem Mesoderm. Der Hornhautdurchmesser eines Neugeborenen beträgt im Mittel 9,5 mm. Das Hornhautwachstum ist Ende des zweiten Lebensjahres beendet.

Physiologie

Transparenz

Die Transparenz der Hornhaut ist durch eine regelmäßige ultrastrukturelle Anordnung ihrer Eiweissbestandteile und einem streng definierten Wassergehalt des Stromas bedingt.

Bei Störungen des Wassergehaltes des Hornhautstromas, beispielsweise durch Quellung, geht die regelmäßige Anordnung verloren, und die Lichstreuung nimmt zu. Im extremen Fall bedingt die Lichtstreuung eine komplette Weißfärbung der Hornhaut. Der Wassergehalt wird von der Endothelzellschicht aktiv unter Sauerstoffverbrauch reguliert.

Tränenfilm

Eine regelmäßige und gleichförmige Benetzung durch einen intakten dreischichtigen Tränenfilm (zur Epithelschicht hin schleimhaltig, in der mitte wässrig und nach außen bedeckt von einer Lipidschicht) ist für eine intakte Epithelregeneration sowie für eine reguläre Lichtbrechung erforderlich. An vorübergehend nicht von Tränenflüssigkeit bedeckten Stellen der Hornhaut können sich innerhalb kürzester Zeit durch Entquellung Dellen ausbilden, die aber in der Regel vollständig rückbildungsfähig sind. Der Tränenfilm besitzt ferner bakterizide Eigenschaften.

Stoffwechsel

Die äußeren Schichten der Hornhaut werden durch due Tränenflüssigkeit, die inneren durch das Kammerwasser mit Nährstoffen und Sauerstoff versorgt. Die Epithelzellschicht wird vom Limbus kontinuierlich erneuert, sodass Epithelverletzungen innerhalb von Stunden verheilen können. Das Stroma kann sich durch Zellteilung der Fibroblasten innerhalb von Monaten erneuern. Die Endothelzellschicht kann sich nicht erneuern, sodass Erkrankungen dieser empfindlichen Schicht zur Hornhauteintrübung führen können. In der Nacht wird weniger Tränenflüssigkeit gebildet und durch die geschlossenen Augenlieder kann weniger Sauerstoff von der Hornhaut aufgenommen werden. Dieser Umstand erklärt, dass die Symptomie vieler Hornhauterkrankungen morgens stärker als abends ausgeprägt sind. Auch gilt die Trübung durch Honhautquellung als ein „unsicheres Todeszeichen“, das etwa 24 Stunden nach Verlust der Endothelzellfunktion beobachtet wird.

Innervation

Die Hornhaut ist von sensiblen Nervenästen des Nervus ophthalmicus innerviert. Die entsprechenden Nervenfasern verlaufen im vorderen Hornhautstroma. Die Innervation ist Voraussetzung für den Kornealreflex, den unwillkürlichen Lidschluss mit vermehrter Produktion von Tränenflüssigkeit, nach mechanischer Hornhautirritation. Ferner werden von den Hornhautnerven Wachstumsfaktoren wie Substance-P oder Neuropeptid-Y abgegeben, die für eine reguläre Epithelisierung der Hornhaut unabdingbar sind.

Untersuchungsmethoden

Die Untersuchung durch den Augenarzt erfolgt mit einem Spaltlampenmikroskop, im allgemeinen auch Spaltlampe genannt. Der auf die Hornhaut projizierte Lichtspalt legt einen optischen Schnitt durch die Hornhaut, welcher mit verschiedenen Vergrößerungsstufen (meist 16x) betrachtet wird.
Die Endothelzellschicht kann isoliert mit einem Spiegelmikroskop dargestellt werden.
Mit einem Keratographen kann die Hornhauttopographie visualisiert werden
Ein Keratometer misst die Hornhautradien.
Ein Ästhesiometer misst die Hornhautsensibität.
Ein Pachymeter misst die Hornhautdicke.
Die Tränenproduktion kann mittels Schirmer-Test gemessen werden.
Die Tränenaufrisszeit (Break-Up-Time) misst die Güte des Tränenfilmes und wird an der Spaltlampe gemessen.

Erkrankungen und Behandlungsmöglichkeiten

Fehlsichtigkeiten können in gewissen Grenzen durch Veränderung der Hornhautbrechkraft korrigiert werden, beispielsweise durch LASIK

Krankheiten lassen sich unterteilen in Degenerationen, Dystrophien und Entzünungen. Eine ausschließlich durch Hornhauterkrankungen bedingte Erblindung ist chirurgisch mit einer Keratoplastik heilbar.

Weblinks

http://www.medizinfo.de/augenheilkunde/hornhaut/anatomie.htm - Bau und Funktion der Hornhaut
http://www.aerzteblatt.de/v4/news/news.asp?id=17605 Patienten mit Hornhauttrübung zu einer transparenten Cornea verholfen 17. September 2004