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Wundheilung der Kornea – Pathophysiologie und Grundlagen

Corneal wound healing—Pathophysiology and principles

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Zusammenfassung

Die Hornhaut bildet die vordere Begrenzung des Auges und trägt durch ihre Transparenz, Avaskularität und spezifische Krümmung wesentlich zur scharfen optischen Abbildung auf der Netzhaut bei. Hierbei ist die Hornhaut aufgrund ihrer anatomischen Einordnung und als Barriere zur Umwelt besonders exponiert gegenüber verschiedenen äußeren Einflüssen, wie sie bei Verletzungen oder durch Pathogene entstehen können. Eine regelrechte Wundheilung, insbesondere ohne die Ausbildung von lichtstreuenden Narben, ist essenziell, um die Integrität und Funktion der Hornhaut zu bewahren. Die fehlgeleitete Wundheilung ist von großer klinischer Relevanz, da sie durch Hornhautfibrosierung zum Entstehen einer Narbe mit dem Verlust der optischen Transparenz mit nachfolgender Visusreduktion bis zur Erblindung führen kann. Das Verständnis der pathophysiologischen Mechanismen der Wundheilung und Fibrogenese ist von großer Bedeutung für die Diagnostik, Therapie und Einordnung des Heilungsverlaufs kornealer Wunden, um einer dauerhaften Schädigung der Hornhaut in Zukunft frühzeitig entgegenwirken zu können.

Abstract

The cornea forms the anterior border of the eye and significantly contributes to a sharp optical image quality on the retina through its transparency, avascular nature and curvature. Because of its anatomical structure and as a barrier to the environment, the cornea is particularly exposed to various external factors, such as injuries and pathogens. A correct wound healing without the formation of light diverging scarring is therefore essential to preserve the integrity and function of the cornea. Misguided wound healing is of outstanding clinical relevance and can lead to corneal fibrogenesis. Corneal fibrosis results in scarring with a loss of optical transparency, which significantly reduces eyesight and can lead to blindness. Understanding the pathophysiological mechanisms of wound healing and fibrogenesis is of great importance for the diagnostics, treatment and evaluation of the subsequent healing process in order to prevent permanent damage as far as possible.

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Authors and Affiliations

  1. Klinik und Poliklinik für Augenheilkunde, Universitätsmedizin Rostock, Doberaner Straße 140, 18057, Rostock, Deutschland

    Tobias Brockmann FEBO, Marcus Walckling, Claudia Brockmann & Thomas A. Fuchsluger

  2. Klinik und Poliklinik für Augenheilkunde, Charité – Universitätsmedizin Berlin, Berlin Institute of Health, Freie Universität Berlin, Humboldt-Universität zu Berlin, Augustenburger Platz 1, Berlin, 13353, Deutschland

    Uwe Pleyer

Authors
  1. Tobias Brockmann FEBO
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  2. Marcus Walckling
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  3. Claudia Brockmann
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  4. Thomas A. Fuchsluger
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  5. Uwe Pleyer
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Corresponding author

Correspondence to Tobias Brockmann FEBO.

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Interessenkonflikt

Gemäß den Richtlinien des Springer Medizin Verlags werden Autoren und Wissenschaftliche Leitung im Rahmen der Manuskripterstellung und Manuskriptfreigabe aufgefordert, eine vollständige Erklärung zu ihren finanziellen und nichtfinanziellen Interessen abzugeben.

Autoren

T. Brockmann: A. Finanzielle Interessen: Forschungsförderung: Charité Clinician Scientist Stipendium, Berlin Institute of Health (BIH), Zeitraum: 2016–2019 | Deutsche Ophthalmologische Gesellschaft, DFG-Anschubfinanzierung durch die DOG, 2019. – B. Nichtfinanzielle Interessen: Angestellter Augenarzt, Klinik und Poliklinik für Augenheilkunde, Universitätsmedizin Rostock seit 2020 | Angestellter Augenarzt, Klinik und Poliklinik für Augenheilkunde, Charité – Universitätsmedizin Berlin, 2012–2020. M. Walckling: A. Finanzielle Interessen: kein finanzieller Interessenkonflikt. – B. Nichtfinanzielle Interessen: Oberarzt, Klinik und Poliklinik für Augenheilkunde der Universitätsmedizin Rostock. C. Brockmann: A. Finanzielle Interessen: kein finanzieller Interessenkonflikt. – B. Nichtfinanzielle Interessen: Funktionsoberärztin, Klinik und Poliklinik für Augenheilkunde, Universitätsmedizin Rostock. T.A. Fuchsluger: A. Finanzielle Interessen: Referentenhonorar oder Kostenerstattung als passiver Teilnehmer: Alcon, VISUfarma, Santen, Shire, Bausch & Lomb. – B. Nichtfinanzielle Interessen: Direktor der Klinik und Poliklinik für Augenheilkunde, Universitätsmedizin Rostock | Mitgliedschaften: Deutsche Ophthalmologische Gesellschaft (DOG), Bundesverband der Augenärzte Deutschlands (BVA), Vereinigung norddeutscher Augenärzte (VNDA), European Society of Biomaterials, European Society for Gene & Cell Therapy (ESGCT), European Society of Cornea & Ocular Surface Disease Specialists (EuCornea), Tear Film & Ocular Surface Society (TFOS), International Ocular Surface Society (IOSS), European Association for Vision and Eye Research (EVER), Deutsche Gesellschaft für Gen- und Zelltherapie (DG-GT), Association for Research in Vision and Ophthalmology (ARVO), European Eye Bank Association (EEBA). U. Pleyer: A. Finanzielle Interessen: Forschungsförderung zur persönlichen Verfügung: Deutsche Forschungsgemeinschaft, BMBF, European Union. – Referentenhonorar oder Kostenerstattung als passiver Teilnehmer: AbbVie, Alcon, Allergan, Alimera, Bausch und Lomb, Bayer, Novartis, Santen, Thea. – Aktien: Bayer, Biontech. – B. Nichtfinanzielle Interessen: Oberarzt, Klinik für Augenheilkunde, Charité – Universitätsmedizin Berlin | Mitgliedschaften: Sprecher der Sektion Uveitis/DOG (seit 2014), Leiter der Sprechstunde „Tertiärzentrum für entzündliche Augenerkrankungen“ (seit 1994), Berlin-Brandenburgische Augenärzte (Sekretär), Deutsche UVEITIS Arbeitsgemeinschaft DUAG (Vorstand).

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Der Verlag

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Für diesen Beitrag wurden von den Autoren keine Studien an Menschen oder Tieren durchgeführt. Für die aufgeführten Studien gelten die jeweils dort angegebenen ethischen Richtlinien. Für Bildmaterial oder anderweitige Angaben innerhalb des Manuskripts, über die Patienten zu identifizieren sind, liegt von ihnen und/oder ihren gesetzlichen Vertretern eine schriftliche Einwilligung vor.

Additional information

Wissenschaftliche Leitung

F. Grehn, Würzburg

Unter ständiger Mitarbeit von:

H. Helbig, Regensburg

W.A. Lagrèze, Freiburg

U. Pleyer, Berlin

B. Seitz, Homburg/Saar

CME-Fragebogen

CME-Fragebogen

Welche Situation liegt bei der Expositionskeratopathie der Patientin in Abb. 1 des Beitrags vor?

Sie erwarten eine erhöhte Hornhautsensibilität.

Es besteht ein hohes Risiko für eine Akanthamöbenkeratitis.

Eine längerfristige, antiinflammatorische Behandlung (z. B. Steroide) ist bei der Patientin indiziert.

Es wird eine systemische Antibiose präventiv angeraten.

Es liegt eine multifaktorielle Genese vor.

Wodurch entstehen die meisten fibrotischen Hornhauterkrankungen?

Genetische Dysregulation

Keratitis

Keratokonus

Fuchs-Endothel-Dystrophie

Trauma nach Sylvester-Feuerwerk

Wie hoch werden nach aktuellen Studien (USA) die Lebenszeitkosten im erwerbsfähigen Alter aufgrund hornhautbedingter Sehminderung geschätzt?

Zirka 10.000 €

Zirka 100.000 €

Zirka 250.000 €

Zirka 20.000 €

Zirka 50.000 €

Welche Voraussetzungen liegen bei regulärer Wundheilung vor?

Die Proteinablagerungen in der extrazellulären Matrix sind reversibel.

Es kommt zu subklinischen fibrotischen Umbauprozessen.

Myofibroblasten werden dauerhaft aktiviert.

Wachstumsfaktoren aus dem Irisstroma sind essenziell.

Es werden Myofibroblasten in Keratozyten transformiert.

Was benötigen Myofibroblasten für ihr Überleben?

Spezifische Wachstumsfaktoren (u. a. TGF[„transforming growth factor“]β)

Exogene Hyaluronsäure

Eine permeable Descemet-Membran

Endogene Steroide

Topische Antibiotika

Was sind die wichtigste(n) Quelle(n) von Wachstumsfaktoren?

Makrophagen und Fibroblasten

Langerhans-Zellen

Komponenten der Basalmembran (Kollagen IV)

Hyalozyten

Hornhautepithel, -endothel und Tränen

Welche Aussage(n) zu „Kristallinen“ treffen zu? Sie …

sind besonders in der Hornhaut und Linse vorhanden.

generieren reaktive Sauerstoffspezies.

weisen einen höheren Brechungsindex gegenüber extrazellulärer Matrix auf.

sind an der Spaltlampe in der Kornea erkennbar.

aktivieren Makrophagen und führen zur Trübung der Hornhaut.

Was sind Ursachen fehlgeleiteter Wundheilung der Hornhaut mit Narbenbildung?

Verstärkte Apoptose der Myofibroblasten

Verstärkte Bildung von Wachstumsfaktoren (TGF[„transforming growth factor“]β, FGF [„fibroblast growth factor“])

Erhöhte Kammerwassersekretion

Die dauerhafte Aktivierung von Myofibroblasten

Erhöhte Konzentration von Kristallinen

Mit welcher Technik gelingt eine semiquantitative Bestimmung der Hornhautsensibilität?

Mit dem Harry-Belafonte-Ästhesiometer

Mit dem Jaffe-Keratometer

Mittels optischer Kohärenztomographie der Kornea

Mit dem Cochet-Bonnet-Ästhesiometer (Luneau)

Applikation hypotoner Kochsalzlösung

Welcher Teil des Immunsystems spielt aufgrund des Immunprivilegs der Hornhaut bei der kornealen Wundheilung eine zentrale Rolle?

Antigenpräsentierende Zellen

Antikörper vom Typ Immunglobulin‑M (IgM)

Antikörper vom Typ Immunglobulin‑G (IgG)

Komplementsystem

T‑Zellen

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Brockmann, T., Walckling, M., Brockmann, C. et al. Wundheilung der Kornea – Pathophysiologie und Grundlagen. Ophthalmologe 118, 1167–1177 (2021). https://doi.org/10.1007/s00347-021-01423-3

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