Hornhautrand

Der Limbus corneae ( lateinisch : Hornhautrand) ist eine stark durchblutete und pigmentierte Zone zwischen Hornhaut , Bindehaut und Sklera (dem Weißen des Auges ), die die Hornhaut schützt und deren Heilung unterstützt. ^{[ 1 ]} Die Hornhaut besteht aus drei primären Zelltypen: Epithelzellen, Hornhautfibroblasten und Endothelzellen. ^{[ 2 ]} Die Hornhautoberfläche ist eine der spezialisiertesten Strukturen des Körpers und unterliegt einer kontinuierlichen Zellerneuerung und -regeneration. Sie enthält limbale Epithelstammzellen (LESCs) in den Vogtschen Palisaden. ^{[ 3 ]} Ein Mangel an limbalen Stammzellen (LSCD) kann zu Erkrankungen führen, bei denen limbale Stammzellen geschädigt sind oder fehlen. ^{[ 3 ]} Weitere Erkrankungen, die den Limbus corneae betreffen, werden durch Störungen der Wechselwirkungen zwischen den Augenstrukturen, Entwicklungsanomalien und Krebs verursacht.

Dieser Artikel untersucht die Struktur, die Funktionen, die Erkrankungen und die klinische Bedeutung des Hornhautlimbus.

Das Wort „Limbus“ stammt aus dem Lateinischen und bedeutet „Grenze“. ^{[ 4 ]}

Der Limbus corneae bildet die Grenze zwischen Hornhaut und Lederhaut . ^{[ 5 ]} Er ist stark vaskularisiert. ^{[ 5 ]} Der Limbus corneae trägt zum Schutz, zur Heilung und zur Regulierung des Augeninnendrucks bei. Er enthält Hornhautstammzellen , die eine Schlüsselrolle bei der Hornhautheilung (Erneuerung des Hornhautepithels) spielen. ^{[ 1 ]} Sein mehrschichtiges Plattenepithel geht in das die Hornhaut bedeckende Epithel über. ^{[ 6 ]}

Die Hornhaut ist transparent und elliptisch-oval geformt. Ihre Dicke variiert je nach Lage, wobei sie in den peripheren Bereichen dicker ist als im Zentrum. Der Hornhautrand enthält Gefäße , die den Transport von Nährstoffen und Zytokinen unterstützen. Dadurch ist die periphere Hornhaut anfälliger für immunvermittelte Entzündungen als das Zentrum. ^{[ 7 ]} Die Hornhaut bricht das einfallende Licht, um die Fokussierung auf die Netzhaut zu gewährleisten. Sie ist von einem Tränenfilm bedeckt (anterior) und grenzt an die Kammer des Auges (posterior). ^{[ 2 ]}

Der Limbus corneae enthält radial verlaufende fibrovaskuläre Leisten, die als Vogtsche Palisaden bekannt sind und limbale Stammzellen enthalten . ^{[ 5 ]} Die Vogtschen Palisaden kommen häufiger in den oberen und unteren Quadranten des Auges vor. ^{[ 8 ]} Sie wurden erstmals 1914 von einem Kliniker beschrieben, jedoch erst 1921 von Alfred Vogt als „Palisaden“ bezeichnet. ^{[ 9 ]}

Dieser Bereich des Limbus corneae ist individuell einzigartig und erstreckt sich über zehn bis fünfzehn Zellen des Interpalisadenepithels bei einer Dicke von etwa zwei bis drei Zellen. ^{[ 10 ]} Die Sichtbarkeit der Vogtschen Palisaden hängt von der Pigmentierung und dem Alter ab; bei Menschen mit höherem Melaningehalt sind die Vogtschen Palisaden stärker pigmentiert. ^{[ 11 ]} Sie enthalten zahlreiche Haarnadelgefäße. ^{[ 8 ]} Die Basalzellen der Vogtschen Palisaden sind fest mit der Basalmembran verbunden und stark vaskularisiert. ^{[ 11 ]}

Epitheliale Stammzellen auf der Augenoberfläche sind für die Aufrechterhaltung der Hornhauttransparenz unerlässlich, die für klares Sehen notwendig ist, da sie den Lichtdurchtritt zur Netzhaut ermöglicht . Beim Menschen fungiert eine Untergruppe der Basalzellen als limbale epitheliale Stammzellen (LESCs), die für die kontinuierliche Regeneration des zentralen Hornhautepithels verantwortlich sind. ^{[ 12 ]} Selbsterneuerndes Gewebe ist auf Populationen von Stammzellen und Vorläuferzellen angewiesen, um sich lebenslang kontinuierlich zu regenerieren und zu erhalten, wobei es lediglich dem routinemäßigen Zellumsatz und Schäden durch Verletzungen unterliegt. ^{[ 13 ]} Es ist bekannt, dass der Limbus eine Population unipotenter LESCs enthält. Diese Zellen sind vermutlich essenziell für den Erhalt des Hornhautepithels unter normalen homöostatischen Bedingungen und während der Gewebereparatur nach Verletzungen. ^{[ 14 ]} Im homöostatischen Zustand teilen sich LESCs langsam und behalten DNA-Markierungen über längere Zeiträume. Als Reaktion auf Verletzungen können sie jedoch in einen stark proliferativen Zustand übergehen. Um den Stammzellpool wiederherzustellen, besitzen diese Zellen die Fähigkeit zur asymmetrischen Teilung.

Eine spezialisierte anatomische Mikroumgebung, die sogenannte Nische , steuert die Proliferationsfähigkeit und das Differenzierungspotenzial von limbären Stammzellen (LESCs) und ihren Nachkommen. ^{[ 12 ]} Man geht davon aus, dass sich die LESC-Nische in den Vogtschen Palisaden (PV) befindet. Die limbäre Nische zeichnet sich durch eine hohe Vaskularisierung und Innervation aus und liefert Nährstoffe und Wachstumsfaktoren, die die Funktion und den Erhalt der LESCs unterstützen. ^{[ 13 ]}

Ein teilweiser oder vollständiger Mangel an limbären Stammzellen (LESC) beeinträchtigt die Heilung von Hornhautwunden. Dieser Mangel kann durch Verletzungen wie chemische oder thermische Verbrennungen sowie durch Erkrankungen wie Aniridie verursacht werden . LESC-Mangel kann zu Bindehautentzündung, chronischer Entzündung, rezidivierenden Erosionen, Ulzerationen und Stromanarben führen und schmerzhaften Sehverlust zur Folge haben. Die langfristige Wiederherstellung der Sehfunktion hängt von der Regeneration des Hornhautepithels ab, die durch die Transplantation von limbären Autografts oder Allografts zum Ersatz der Stammzellpopulation erfolgt. Diese Eingriffe bergen das Risiko einer Schädigung des gesunden Spenderauges. Alternativ wurde die Therapie mit kultivierten LESC entwickelt, bei der LESC in vitro vermehrt und mithilfe verschiedener Protokolle unter Verwendung von Amnionmembranen therapeutisch angewendet werden . Neuere Forschungsergebnisse zeigen, dass alternative Stammzellquellen, darunter humane embryonale Stammzellen und Haarfollikel-Stammzellen, zur Differenzierung in hornhautepithelähnliche Zellen angeregt werden können und somit ein potenzielles Therapieverfahren darstellen. ^{[ 13 ]}

Der Limbus wird häufig als Nische für limbale Epithelstammzellen (LESCs) bezeichnet. Die Blutgefäße der Vogtschen Palisaden können limbale Zellen mit Zytokinen und Nährstoffen versorgen. ^{[ 3 ]} Im Vergleich zur Basalmembran der Hornhaut weist die limbale Basalmembran erhöhte Konzentrationen an Laminin und verschiedenen Kollagentypen auf . ^{[ 3 ] [ 14 ]} Dies könnte zu ihrer Rolle bei der Differenzierung und Bildung der limbalen Nische beitragen sowie die Schädigung von Stammzellen durch Bewegung oder Verletzung mittels Adhäsion verringern. ^{[ 3 ]}

LESCs teilen sich asymmetrisch und bilden so Hornhautepithel- Vorläuferzellen oder transiente Amplifikationszellen (TACs). Dieser Prozess ist an der Aufrechterhaltung des Hornhautepithels beteiligt. Darüber hinaus zeigt der Limbus nach einer Hornhautverletzung eine erhöhte LESC-Teilungs- und Umsatzrate. ^{[ 14 ]}

Die Hornhaut, eine transparente Struktur, die die vordere Augenkammer auskleidet, spielt eine Rolle bei der Übertragung und Fokussierung des Lichts auf die Netzhaut und schützt gleichzeitig die inneren Bestandteile des Auges. Die Aufrechterhaltung ihrer Funktion hängt vom ordnungsgemäßen Funktionieren ihrer drei Zellschichten ab: Epithel, Stroma und Endothel. Jede dieser Schichten trägt zu ihrer Gesamtintegrität und optischen Leistungsfähigkeit bei. ^{[ 14 ]}

Einige Erkrankungen des Limbus corneae entstehen durch einen Mangel an limbären Stammzellen (LSCD). Weitere Erkrankungen des Limbus corneae werden durch Störungen der Wechselwirkungen zwischen den Augenstrukturen, Entwicklungsanomalien und Krebs verursacht.

Bei Schädigung der limbären Stammzellen kommt es zu einer Transformation des Hornhautepithelgewebes . ^{[ 7 ]} Dabei wird die Hornhaut vom Bindehautepithel bedeckt. Das Vorhandensein von Becherzellen und die Neubildung von Blutgefäßen in der Hornhaut sind Anzeichen für diesen Prozess. ^{[ 7 ]} Dies kann zu chronischer Entzündung, Epitheldefekten und potenzieller Hornhauttrübung führen. ^{[ 7 ]} Symptome können Juckreiz, Brennen, Bindehautrötung und eine verminderte Sehschärfe sein. Die Behandlung umfasst die operative Tarsorrhaphie, den Tränenpünktchenverschluss, Feuchtigkeitsbehandlungen oder die Anwendung von Salben oder konservierungsmittelfreien künstlichen Tränen. ^{[ 15 ]}

SLK wird häufiger bei Frauen diagnostiziert und entsteht vermutlich durch eine gestörte Interaktion zwischen Oberlid und oberer Bindehaut. Auch ein Mangel an Tränenflüssigkeit kann SLK beeinflussen. Punktförmige Epithelerosionen an Hornhaut, Limbus und Bindehaut sind typische Anzeichen für SLK. ^{[ 7 ]} Zu den Symptomen zählen Brennen, Fremdkörpergefühl und Lichtscheu. Die Behandlung umfasst die Anwendung topischer Steroide, das Absetzen von Kontaktlinsen (bei kontaktlinsenbedingter SLK) und, falls die Therapie nicht anschlägt, die Entfernung der oberen Bindehaut oder eine Bindehautresektion. ^{[ 16 ]}

Aniridie ist eine genetische Erkrankung, die durch eine Mutation im PAX6-Gen verursacht wird und zum Fehlen der Iris bei der Geburt führt. ^{[ 17 ]} Sie stört die Mikroumgebung der limbären Stammzellen. ^{[ 3 ]} Aniridie beeinträchtigt das Sehvermögen beider Augen und ist somit eine beidseitige Erkrankung. ^{[ 17 ]} Die Pupillen von Betroffenen erscheinen groß und ungleichmäßig geformt. ^{[ 17 ]} Zu den Symptomen können Augenschmerzen, verschwommenes Sehen, Sehverlust oder Blindheit auf einem oder beiden Augen sowie Lichtempfindlichkeit gehören. ^{[ 17 ]} Die Behandlung umfasst Spezialbrillen, Kontaktlinsen, Medikamente und operative Eingriffe. ^{[ 17 ]}

Die Plattenepithel-Konjunktivalneoplasie (SCN), eine Krebsart, die typischerweise am Limbus und zwischen den Augenlidern auftritt, wird häufiger bei Männern diagnostiziert. ^{[ 18 ]} Das Durchschnittsalter der von SCN betroffenen Patienten beträgt 56 Jahre. Anzeichen für SCN sind ein undurchsichtiger, weißer oder gelber Tumor auf der Augenoberfläche. ^{[ 18 ]} Die Behandlung umfasst die Operation (wobei ein Rezidiv häufig vorkommt), die Kryotherapie (lokale Vereisung der Tumorsklera und der angrenzenden Konjunktiva) sowie die Strahlentherapie. ^{[ 18 ]}

Der Hornhautrand kann auch bei der Behandlung von Augenkrankheiten wie dem Glaukom eine wichtige Rolle spielen.

Der Limbus corneae kann eingeschnitten werden, um den Abfluss des Kammerwassers aus der vorderen Augenkammer in den subkonjunktivalen Raum zu ermöglichen. ^{[ 19 ]} Dies kann in der Glaukomtherapie eingesetzt werden . [ ^{19 ] Die} erzeugte Öffnung muss nur klein sein, sollte aber etwas größer als nötig sein, um eine allmähliche Heilung zu ermöglichen. ^{[ 19 ]} Dieser Eingriff ist mitunter nicht erfolgreich, insbesondere bei einer großen Öffnung. ^{[ 19 ]} Es kann zu Augenreizungen durch Kammerwasserbildung kommen . ^{[ 19 ]}

Die Trabekulektomie , ein chirurgischer Eingriff zur Behandlung des Glaukoms, wird am besten durch einen Schnitt im oberen Bereich des Limbus corneae durchgeführt. ^{[ 20 ]} Zum Verschließen dieses Schnitts kann eine Matratzennaht verwendet werden. ^{[ 20 ]}

• Atlasbild: eye_1 im Universitätsklinikum Michigan – „Sagittalschnitt durch den Augapfel“
• https://web.archive.org/web/20060510060508/http://www.vetmed.ucdavis.edu/courses/vet_eyes/images/s_4021_2.jpg