Hornhautbank: Funktion und Struktur


Die Struktur der Hornhaut

Anders als die meisten Gewebe des Körpers enthält die Hornhaut keine Blutgefäße, die sie ernährt oder gegen Infektionen schützt. Vielmehr bezieht die Hornhaut ihre Nährstoffe aus der Tränenflüssigkeit und aus dem Kammerwasser direkt hinter der Hornhaut. Die Hornhaut muss transparent bleiben, um Licht richtig brechen zu können und um so ein gutes Sehvermögen zu ermöglichen.

Abb.: Klare Hornhaut mit glatter Oberfläche

Eine Hornhaut besteht aus fünf Schichten, die jede für sich eine wichtige Funktion haben. Diese fünf Schichten sind:

Abb.: Aufbau einer Hornhaut: (a) Epithel, (b) Stroma, (c) Endothel,
(d) Bowman Membran, (e) Deszemet Memban

1. Das Epithel

Das Epithel ist die äußerste Schicht der Hornhaut, die zu circa 10% zur Gesamtdicke der Hornhaut beiträgt. Die Funktionen des Epithels sind im wesentlichen: (1) Schutz vor Fremdkörpern wie Staub, Wasser und Entzündungserregern; und (2) Aufrechterhalten einer glatten Oberfläche, welche Sauerstoff absorbiert, Nährstoffe aus der Tränenflüssigkeit aufnimmt und diese in tieferen Hornhautschichten weiterleitet. Im Epithel enden Tausende kleiner Nervenendigungen, die die Hornhaut zu dem am dichtesten sensibel innervierten Gewebe des menschlichen Körpers machen. Der Anteil des Epithels, der als Fundament zur Verankerung der Epithelzellen dient, wird als Basalmembran bezeichnet.



2. Bowman Membran

Direkt unter der Basalmembran des Epithels befindet sich eine transparente Gewebeschicht, die als Bowman Membran bezeichnet wird. Sie besteht aus einer stabilen Proteinschicht (= Kollagen). Einmal verletzt kann die Bowman Membran vernarben und so stabil verheilen. Narben ausreichender Grösse haben bei zentraler Lokalisation eine Beeinträchtigung der Sehkraft zur Folge.



3. Stroma

Unterhalb der Bowman Membran befindet sich das Stroma, welches zu 90% zur Gesamtdicke der Hornhaut beiträgt. Es besteht im wesentlichen aus Wasser (78%) und Kollagen (16%) und enthält keine Blutgefäße. Das Kollagen verleiht der Hornhaut ihre Härte, Elastizität und Form. Die einmalige Beschaffenheit des Kollagens und die Anordnung der Fasern sind entscheidend, um die Lichtdurchlässigkeit und Transparenz der Hornhaut zu gewährleisten.



4. Deszemet Membran

Unterhalb des Stromas liegt die Deszemet Membran, eine dünnes, aber sehr widerstandsfähiges Gewebe, welches das Auge im Sinne einer Barriere vor Infektionen und Verletzungen schützt. Sie besteht aus Kollagenfasern (die sich von jenen des Stroma unterscheiden), und ist die Basalmembran der Endothelzellen, die unter ihr liegen.



5. Endothel

Das Endothel bildet die sehr dünne, am weitesten innen gelegene Schicht der Hornhaut. Die Endothelzellen sind wichtig, um die Transparenz der Hornhaut aufrechtzuerhalten. Normalerweise diffundiert Kammerwasser (die Flüssigkeit im Augeninneren) langsam vom Augeninneren in die mittlere Hornhautschicht (das Stroma). Dem Endothel kommt die Aufgabe zu, diese Flüssigkeit wieder aus dem Stroma herauszupumpen. Ohne diese Pumpfunktion würde die Stromaschicht anschwellen und schließlich eintrüben. Im gesunden Auge besteht ein Gleichgewicht zwischen dem in das Stroma einströmende und durch das Endothel wieder herausgepumpte Kammerwasser. Durch Krankheit oder Verletzung zerstörte Endothelzellen können sich nicht regenerieren. Ist die Anzahl der zerstörten Endothelzellen zu groß, entwickelt sich ein Hornhautödem und schließlich eine Erblindung - dann stellt eine Hornhautübertragung die derzeit einzige Therapiemöglichkeit dar.

Abb.: Hornhautendothel eines 65jährigen Hornhautspenders
nach 17 Tage Kultivierung in der Hornhautbank

Welche Funktion hat die Hornhaut?

Da die Hornhaut glatt und klar ist wie Glas, gleichzeitig jedoch fest und widerstandsfähig, dient sie dem Auge in zweierlei Hinsicht:
Sie schützt den gesamten Augapfel vor Keimen, Staub und anderen schädlichen Einflüssen. Unterstützend wirken hier die Augenlider, die Tränenflüssigkeit sowie die Lederhaut (der weisse Anteil des Augapfels).
Die Hornhaut wirkt als äußere Linse des Auges. Sie funktioniert wie eine Lupe, die den Lichteinfall in das Auge kontrolliert und fokussiert, sie trägt mit 65-75% zur Gesamtbrechkraft des Auges bei.

Einfallendes Licht trifft auf die Hornhaut und wird das erste Mal gebrochen. Von der Hornhaut aus fällt das gebrochene Licht durch die Linse auf die Netzhaut, eine Schicht lichtempfindlicher Nervenzellen am Augenhintergrund, welche Licht in Sehkraft "übersetzt". Um ein klares Bild zu erzeugen, müssen die Lichtstrahlen durch Hornhaut und Linse präzise gebrochen werden, um gebündelt auf die Netzhaut zu treffen. Die Netzhaut konvertiert daraufhin Licht in Nervenimpulse, die durch den Sehnerven in die Sehrinde des Gehirn geleitet werden. Der brechende (= refraktive) Vorgang ist ähnlich dem eines Fotoapparates: Hornhaut und Linse sind der Kameralinse vergleichbar. Die Netzhaut stellt gewissermassen den Film dar. Wird ein Gegenstand nicht richtig scharf gesehen ('fokussiert'), erhält der Film (die Netzhaut) eine verschwommene Abbildung.

Weiterhin wirkt die Hornhaut wie ein Filter, der einige der gefährlichsten UV-Strahlen des Sonnenlichts abschirmt. Ohne diesen Schutz wären Linse und Netzhaut sehr viel anfälliger für eine Schädigung durch UV-Strahlung.


Wie reagiert die Hornhaut auf Verletzungen?

Die Hornhaut zeigt bei kleinen Verletzungen oder Verlusten der obersten Zellschicht eine ausgeprägte Heilungstendenz. Ist die hochempfindliche Hornhaut z.B. durch einen Kratzer verletzt, wachsen zügig gesunde Zellen zur Deckung über das defekte Areal bevor Infektionen auftreten und die Sehkraft beeinträchtigt wird. Dringt nun eine Verletzung tiefer in das Hornhautgewebe ein, benötigt der Heilungsprozess eine längere Zeit. Dies kann gelegentlich mit größerer Schmerzempfindlichkeit, Verschwommensehen, Tränenträufeln, Rötung oder/und ausgeprägter Lichtempfindlichkeit einhergehen. Diese Symptome sollten einen zum Augenarzt führen. Tiefere Wunden können überdies zu Hornhautnarben führen, die oft eine Trübung mit deutlicher Reduzierung der Sehkraft zur Folge haben. In solch einem Fall kann eine Hornhautübertragung angezeigt sein, wodurch die Sehkraft in den meisten Fällen verbessert werden kann.

Abb.: Zustand nach Verätzung der Hornhaut
mit zirkulärer Gefäßeinsprossung

Abb.: Zentrale Hornhautnarbe mit zirkulärer
Gefäßeinsprossung nach perforierender Verletzung

Hornhautbank: Sprechstunde >> Übersicht >> Funktion und Struktur >> Erkrankungen >> Transplantation / Hornhautbank