Hornhaut (Auge): Aufbau, Funktion, Augenlasern
Die durchsichtige Hornhaut (Cornea, von gri. Keras) ist die leicht nach vorn gewölbte Vorderseite des Augapfels. Sie ist nahezu rund und hat einen Durchmesser von ca 11 mm. Die Hornhaut ist für etwa 75 Prozent der Brechkraft des menschlichen Auges verantwortlich (Augenlinse ca. 25 Prozent). Ohne diese Lichtbrechung könnten wir nicht scharf sehen. Sie wird permanent mit Tränenflüssigkeit benetzt, die sie versorgt und einen reibungslosen Lidschlag ermöglicht.Die Dicke und Beschaffenheit der Hornhaut ist die wesentliche Grundlage für die Augenlaser-Korrektur mit Hilfe einer Laserbehandlung: hierbei wird bei einer Fehlsichtigkeit die Krümmung der Hornhaut so angepasst, dass man anschließend wieder ohne Sehhilfe scharf sehen kann.
Inhaltsübersicht
1. Aufbau der Hornhaut
Wenn man sich den Augapfel als einen Tischtennisball vorstellt, dann ist die Hornhaut eine rund, klar durchsichtige Öffnung, die leicht nach vorne (sphärisch) gewöllbte ist. Man konnte sie als "Fenster des Auges" bezeichnen.
Der Radius der Wölbung beträgt etwa 8 mm. Wenn die Hornhaut nicht gleichmäßig gewölbt ist, d.h. wenn sich der horizontale Radius und der vertikale Radius unterscheiden, spricht man von einer Hornhautverkrümmung. Diese ist die häufigste Ursache des Astigmatismus.
Die Hornhaut ist ein Teil der äußeren Augenhülle, die man auch Lederhaut bezeichnet. Den Übergang zwischen Lederhaut und Hornhaut nennt man Limbus.
Im Zentrum ist die Hornhaut etwas dünner als an den Außenseiten. Diese Dicke der Hornhaut spielt insbesondere bei der refraktiven Chirurgie (Augenlasern) eine wichtige Rolle (siehe unten). Die Hornhaut besteht aus sechs Schichten:
- Epithelschicht
- Bowman-Membran
- Stroma
- Dua-Schicht
- Descemet-Membran
- Endothelzellschicht
Die inneren Schichten (Stroma, Dua-Schicht) dienen dabei vorwiegend der Stabilität, die äußeren Schichten dem Schutz und der Versorgung über die angrenzenden Flüssigkeiten (Tränenflüssigkeit, Kammerwasser).
Epithelschicht
Die Epithelschicht ist die äußere Schicht des Auges. Sie besteht aus fünf bis sechs Schichten mehrschichtiger Epithelzellen. Das Epithel ist im Mittel 40-60 µm dick, wobei seine Dicke zum Limbus hin zunimmt.
Da die Hornhaut aufgrund ihrer Durchsichtigkeit keine Blutbahnen hat, wird sie von außen über die Tränenflüssigkeit mit Nährstoffen und Sauerstoff versorgt. Die Epithelschicht ist an diesen Prozessen wesentlich beteiligt.
Bowman-Membran
Die Bowman-Membran ist etwa 12 µm dick. Sie ist glatt und dient der Erhaltung der Epithelstruktur. Einmal verletzt, heilt sie nur unter Narbenbildung wieder aus, da sie keine Regenerationsfähigkeit besitzt.
Stroma
Das Stroma ist ein Bindegewebe und macht etwa 90 % der gesamten Hornhautdicke aus. Es ist die mittlere Schicht der Hornhaut und mit 400–500 µm die dickste aller Hornhautschichten.
Das Stroma besteht aus etwa 100–150 Lamellen (Kollagenfibrillen), die 5–6 µm dick sind. Die Lamellen kreuzen sich jeweils unter einem Winkel von 90°, verlaufen parallel zu den anderen Schichten und bilden auf diese Weise ein regelmäßiges Gitter von besonders hoher Stabilität. Diese Anordnung ist neben dem Quellungsgleichgewicht eine der Voraussetzungen für die Transparenz der Hornhaut. Im Limbusgebiet verflechten sich die Lamellen und gehen in die undurchsichtige, weiße Lederhaut (Sclera) über.
Dua-Schicht
Die Dua-Schicht ist eine feine, gleichwohl sehr belastbare, etwa 15 µm dicke Membran, die sich zwischen Stroma und Descemet-Membran befindet. Trotz ihrer geringen Dicke ist sie sehr reißfest und kann einer Druckbelastung von bis zu 2 bar standhalten. Sie wurde erst im Juni 2013 von dem englischen Ophthalmologen Harminder Dua entdeckt.
Descemet-Membran
Die Descemet-Membran ist die dickste Basalmembran im menschlichen Körper. Sie ist zur Zeit der Geburt etwa 3 µm und im Erwachsenenalter 8–10 µm dick. Die Descemet-Membran nimmt also im Laufe des Lebens an Dicke zu.
Die Descemet-Membran ist durchsichtig, homogen und besteht hauptsächlich aus Kollagenfasern, die ein regelmäßiges, zweidimensionales Sechseckraster ausbilden. Damit wird die Descemet-Membran zur widerstandsfähigsten, elastischen Membran der gesamten Hornhaut. Als Schutzschicht für das Endothel wirkt die Descemet-Membran wirkungsvoll Infektionen, mechanischen und chemischen Verletzungen sowie enzymatischer Zerstörung entgegen. Verletzungen heilen nur unter Narbenbildung aus.
Endothel-Zellschicht
Das Endothel-Zellschicht besteht aus hexagonalen Zellen, die etwa 5 µm dick sind und einen Durchmesser von ca. 20 µm haben. Die Endothel-Zellen sind aktiv am Stoffwechsel beteiligt. Die vordere Seite der Zellen grenzt flach an die Descemet-Membran, die hintere Seite bildet eine gefaltete Oberfläche, wodurch eine größere Oberfläche zum Kammerwasser entsteht. Die Hauptaufgabe der Endothel-Zellen besteht darin, den Stoffwechsel der Hornhaut über das Kammerwasser zu regulieren.
2. Funktion der Hornhaut
Die Hornhaut des Auges hat drei wichtige Funktionen:
- Dank ihrer Durchsichtigkeit lässt sie Licht ins Augeninnere vordringen.
- Dank ihrer Wölbung brincht sie dabei das Licht so, dass es auf einem Brennpunkt fokussiert wird. Im Idealfall auf der Fovea, einer Region der Makula auf der Netzhaut. Dort sind die Licht-Sinneszellen besonders dicht gedrängt, so dass das Auflösungsvermögen am größten ist. Das bedeutet: nur eine optimal gewölbte Hornhaut ermöglicht scharfes Sehen. Siehe dazu: Dioptrischer Apparat.
- Darüber hinaus schützt die Hornhaut das Auge und schirmt es gegen Fremdstoffe ab. Die Hornhaut wird durch die Augenlider permanent mit Tränenflüssigkeit benetzt und so von außen versorgt und gereinigt.
Verformbarkeit der Hornhaut
Die Hornhaut kann durch äußerlich einwirkenden Druck verformt werden. Dieser Zustand hält dann - je nach Dauer des Drucks, einige Minuten bis hin zu einigen Tagen an. Die Verformung der Cornea bewirkt eine Änderung der Brechkraft. Dieses hat besonders Auswirkungen beim Tragen von Kontaktlinsen.
Man kann das an sich selber testen, indem man ca. 2-3 Minuten "aus den Augenwinkeln" schaut, also Kopf gerade und mit den Augen nach einer Seite schauen. Dadurch wird die Hornhaut deutlich verformt. Wenn man anschließend wieder geradeaus schaut, wird der visuelle Eindruck für einige Minuten unscharf sein, ehe sich die Hornhaut wiedre in ihre normale Position geschoben hat.
Hornhautverkrümmung
Bei vielen Menschen ist die Cornea nicht exakt gleichmäßig gekrümmt, sondern hat eine Art Delle in einer Richtung. Die Hornhautkrümmungsradien werden bei der Keratometrie mittels Ophthalmometer gemessen. Mit einem Astigmatismus-Sehtest kann man die visuelle Beeinträchtigung diagnostizieren.
Als Folge der Hornhautverkrümmung kommt es zu einem stabförmig verzerrten Abbild auf der Netzhaut (Retina). Das verursacht ein unscharfes visuelle Bild (Stabsichtigkeit, med. Astigmatismus). Je nach Grad der Hornhautverkrümmung kann diese Fehlsichtigkeit unterschiedlich stark ausgeprägt sein.
3. Erkrankungen der Hornhaut
Es gibt im Prinzip vier verschiedene Möglichkeiten für Hornhaut-Erkrankungen:
- Degeneration (Fehlbildung) durch Vererbung
- Dauerhafter Schaden durch irreversible Schäden (Dystrophien)
- Entzündungen der Hornhaut
- Verletzungen durch Fremdkörpereinwirkung
Zu den erblich bedingten Verformungen gehören ...
- das Neuhäuser-Syndrom, das eine Vergrößerung der Hornhaut verursacht.
- der Keratokonus, bei dem es infolge einer Verdünnung zu einer kegelförmigen Vorwölbung der Hornhaut kommt.
- die Fuchs-Endotheldystrophie, in deren Folge ein Untergang der Endothelzellen zur Quellung der Hornhaut führt.
- das Sjögren-Syndrom, das eine Austrocknung der Hornhaut zur Folge hat.
Daneben kann es zu temporären Erkrankungen (Entzündungen) kommen, die durch Infektionen verursacht werden. Verursachen sind Bakterien, Viren oder Pilze.
Am häufigsten sind Verletzungen der Hornhaut durch Fremdeinwirkung. Die inneren Schichten sind nur sehr begrenzt oder gar nicht regenerationsfähig. Daher führen Verletzungen meist zur Vernarbung der betreffenden Region.
Bei schwerwiegenden Verletzungen kann ein Hornhaut-Transplantat die erkrankte oder defekte Hornhaut ersetzen.
Untersuchungsmethoden
Die Untersuchung durch den Augenarzt oder Augenoptikermeister erfolgt in der Regel mit einem Spaltlampenmikroskop. Der auf die Hornhaut projizierte Lichtspalt legt einen optischen Schnitt durch die Hornhaut, welcher mit verschiedenen Vergrößerungsstufen (6–40×, meist 16×) betrachtet wird.
- Die Endothelzellschicht kann isoliert mit einem Spiegelmikroskop dargestellt werden.
- Mit einem Topometer (auch „Videokeratograf“ oder „Topografiegerät“) kann die Hornhautoberfläche gemessen werden.
- Die Hornhautkrümmungsradien werden bei der Keratometrie mittels Ophthalmometer gemessen.
- Ein Ästhesiometer misst die Hornhautsensibilität.
- Ein Pachymeter misst die Hornhautdicke.
- Die Tränenproduktion kann mittels Schirmer-Test gemessen werden.
- Die Tränenaufreißzeit (Break-Up-Time) misst die Güte des Tränenfilmes unter Gabe von Fluorescein und wird an der Spaltlampe gemessen.
- Der Seidel-Test wird ebenfalls an der Spaltlampe unter Gabe von Fluorescein durchgeführt.
- Mit dem Tonometer wird der Augeninnendruck gemessen. Diese werden als Contact- und Non-Contact-Tonometer verwendet, wobei das Goldmantonometer (Contacttonometer) wohl das genaueste ist.
- Der Heidelberg Retina Tomograph erstellt detaillierte Bilder des Zellgewebes in unterschiedlichen Tiefen der Hornhaut.
Refraktive Chirurgie
Unter Refraktive Chirurgie versteht man eine Reihe verschiedener Augenoperationen, mit denen die Brechkraft des Auges verändert wird. Der Begriff "refraktiv" bedeutet: "die Brechkraft betreffend". Da die Hornhaut ca. 75 Prozent (rund 43 Dioptrien) der Gesamtbrechkraft des Auges ausmacht, liegt es nahe, dass man mit Hilfe gezielter Operationen die Brechkraft verändern kann.
- Sehr viele Menschen in Deutschland tragen eine Brille - und in den meisten Fällen ist eine brechungsbasierte Fehlsichtigkleit die Ursache. Bei Kurzsichtigkeit liegt der Brennpunkt vor der Netzhaut, so dass auf der Fovea nur ein unscharfes Bild abgebildet wird.
- Bei Weitsichtigkeit ist es umgekehrt: hier liegt der Brennpunkt hinter der Netzhaut - die Folge ist ebenfalls ein unscharfes Bild.
- Ein Astigmatismus wird häufig durch eine Hornhautverkrümmung verursacht, siehe oben.
Augenlasern
All diese Fehlsichtigkeiten lassen sich durch vorgesetzte Linsen korrigieren (Brille, Kontaktlinse) - oder eben durch eine Operation an der Hornhaut. Die Operationsmethoden und die erforderlichen Geräte wurden in den letzten Jahren enorm verbessert. Man fasst die verschiedenen Operationsmethoden unter dem Begriff Augenlasern zusammen. Dazu gehören:
- Lasik
- Femto-Lasik
- ReLex-Smile
Die Methoden unterscheiden sich im wesentlichen durch die Art des Abtragens der Hornhaut sowie den damit verbundenen Kosten.
- Mehr dazu siehe: Augenkorrektur mit Lasernbehandlung.
Weitere Informationen zum Thema Augenlasern:
