Die Bedeutung des Limbus für den Kontaktlinsenträger

für Aktuelle Kontaktologie

Dr. med. Chr. Hallermann , Bertoldstraße 5, 79098 Freiburg

 

 

In den vergangenen Jahren lag das klinische Interesse an der Hornhaut überwiegend im Bereich des Endothels und der morphologischen, konfokal neu zu erkennenden Strukturen des Corneastromas. Wundheilung, virale Persistenz und Hornhaut-Degenerationen standen vorwiegend im Blickfeld des Klinikers. Der Limbus ist etwa seit 15 Jahren überwiegend für die vielfältigen Syndrome der Limbusinsuffizienz interessanter geworden[i].

 

Um den Stellenwert des Limbus für die extreme Zunahme an Weichlinsenschäden der letzten Jahre zu verstehen, muss zunächst die funktionelle Bedeutung - gestützt auf immunhistochemische Befunde -, des Limbus mit seinen ganz spezifischen Zellmustern erläutert werden.

 

Seit den 70er Jahren ist bekannt, dass vermehrt Pseudomonas Infektionen unter weichen Linsen auftreten[ii], und schon 1989 fand sich ein 15-fach höheres Infektionsrisiko bei kosmetischen vT-Linsenträgern[iii]. Auch die Drop Out Rate ist nach einem Jahr bekanntermaßen bei Weichlinsenträgern wesentlich höher als unter formstabilen Linsenträgern. Die in den letzten Jahren beobachtete Häufung von Frühschäden unter weichen Linsen trat auf, seitdem es im gewerblichen Bereich und im Internet konfektionierte Linsen aus geringer Sauerstoff durchlässigen Materialien nur mit wenigen Radien gab. Aber sogar auch bei den modernen Silikon-Hydrogellinsen sieht man immer wieder mal die typischen Weichlinsenschäden, die unbehandelt gravierende Bilder mit beginnenden Hornhautulzera bieten können. Deshalb ist es notwendig die grundsätzlichen Unterschiede von Weich- zu Hartlinsenschäden aufzuzeigen, wobei dem Limbus eine entscheidende Leitfunktion zukommt.

 

Der Limbus ist für den Kontaktlinsenträger aus zwei Gründen eine wichtige anatomische Struktur:

Erstens wird hier die ständige Epithelregeneration zentripetal gesteuert. Erosionen, auch unterschiedlich große, schließen sich immer zum Zentrum hin. Wie bei den bekannten Einlagerungen (Amiodaron, Chloroquin, Cornea verticillata bei Morbus Fabry) schieben sich die Basalzellen des Epithels wirbelförmig vom Limbus vor und wandern in Stunden bis Tagen von den Vogt’schen Pallisaden (Siehe Abb.1 ) zum Hornhautzentrum. Nur aus einer intakten Basalzelle entsteht dann lokal ein stabiles Epithel, welches bei seiner exponierten Lage ein mikroskopisches „unsteriles Bombardement“ aushalten muss. Ähnlich wie bei der Haarpapille schiebt sich aus sehr empfindlichen Stammzellen eine recht stabile Schicht. Das Corneaepithel ist so stabil, dass es sogar Aphakielinsen mit einem DK von 0 über viele Jahre völlig ohne sichtbare Schäden aushält, - (- oder ausgehalten hat? -.).

Zweitens muss in einem bradytrophen Gewebe, das sich nur durch Diffusion ernährt, auf einen exogenen Reiz hin extrem schnell eine Immunantwort getriggert werden. Bei den geringsten Mikroläsionen, - in der Regel immer verbunden mit einem Keimeintritt in der nicht sterilen Bindehautumgebung, - muss über Immunkaskaden eine potente Immunantwort schnellstens hochreguliert werden können, um möglichst eine Narbe zu erreichen oder - unter phylogenetischer Betrachtung -, um das Organ Auge zu erhalten. Deshalb sind Keratinisierung, Vaskularisierung, Lymphgefäße, Becherzellen bei allen Hornhautaffektionen schon im Beginn der Erkrankung beteiligt. Bei Kontaktlinsenschäden müssen solche Veränderungen aber zum frühest möglichen Zeitpunkt erkannt und revidiert werden. Andernfalls beginnt ein rasanter Umbauvorgang schon in der gesunden Hornhaut, der jeder Zeit wieder erneut den Kreislauf der Vernarbung anstoßen lässt. In früheren Jahren sprach man deshalb von einem Pannus trachomatosus, - phlyktänulosus, - eczematosus, - siccus, - degenerativus. etcr.[iv] Heute spricht man generell nur noch von einer mikrobiellen Keratitis. Die immunologischen Reaktionen und kaskadenförmigen Abwehrmechanismen der Cornea werden angestoßen und laufen dann nach einem gleichförmigen Muster ab.

 

Die Stammzellen des Limbus und die immunkompetenten Langerhanszellen sind hierfür verantwortlich. Beide Zellarten sollen genauer betrachtet werden.

 

Die Stammzellen

 

Stammzellen finden sich überall dort, wo kontinuierlich Zellen erneuert werden müssen[v]. Sie sind sog. Reservezellen bei der Zellproliferation wie im Knochenmark, der Haarpapille, der Haut aber auch in der Leber. Selbst im Gehirn, im Hippocampus lassen sich heute Stammzellen nachweisen. Sie haben eine unbegrenzte Fähigkeit zur Zellteilung, einen niedrigen Differenzierungsgrad, eine hohe Konstanz des Genoms, und sie unterliegen einer ganz spezifischen Regulation. Am Limbus sind sie in den Vogt`schen Pallisaden tief geschützt gelagert und differenzieren sich zu Bindehaut- oder Hornhautepithelien [vi], [vii]. Auch im Fornix conjuntivae sind sie nachweisbar. Unter physiologischen Bedingungen stellen sie eine Barriere dar gegen das Einwachsen von Conjungtivalgewebe in die Hornhaut. Sie unterliegen einer höchst komplexen Regulation mit immunhistochemisch ganz spezifischen Erkennungsmustern. Von der großen Zahl nachgewiesener Faktoren, die die Stammzellen regulieren, seien nur einige genannt, Integrin a +b, Enolase a, Cytoceratin, CD 71, K19, ABCG2, EGF[viii]. Unter physiologischen Bedingungen entsteht hier eine komplex gesteuerte Zellnachlieferung für das zentripetal sich erneuernde Corneaepithel. Unter pathologischen Kontaktlinsenbedingungen zeigt sich, wie wichtig eine ausreichende vaskuläre, nutritive Versorgung am Limbus ist. Vor allem längerfristige auch geringgradige Irritationen wie z.B. eine etwas zu steile, weiche Linse, führen hier zu ersten Störungen des Epithels, was oftmals erst nach einiger Zeit mit Vernarbungszeichen oder Stippchen in der Mitte der Cornea beantwortet wird. Deshalb ist es in vielen Fällen eines Weichlinsenschadens schon ausreichend die Kontaktlinse konsequent nicht zu tragen, und der Hornhaut unter Siccatropfen eine Erholung zu ermöglichen. Das Randschlingennetz hat somit bei der gesunden Hornhaut eine entscheidende Bedeutung, es darf auf keinen Fall komprimiert werden. Es würde den Rahmen des vorliegenden Artikels sprengen, auf die Überlegungen bei pathologischen Hornhautbefunden einzugehen. Auch genetische Faktoren, Sicca, das Alter und Geschlecht spielen eine nicht unbedeutende Rolle.

 

Die Langerhanszellen

 

Diese Zellgruppe ist in den letzten Jahren durch ihre komplexe, immunologische Bedeutung aufgefallen, auch sie ist wesentlich für den Weichlinsenschaden verantwortlich. 1972 wurden sie zuerst als Dendritic Cells im lymphatischen Gewebe isoliert. Es sind Antigen präsentierende Zellen (APC-Cells) mit einer großen Anzahl an immunhistochemisch nachweisbaren Regulationsfaktoren[ix]. Unter physiologischen Bedingungen sind die Langerhanszellen vermehrt in der Limbusregion und der peripheren Hornhaut nachweisbar[x]. Erst bei Entzündungsreizen wandern sie in die gesamten Hornhaut aus und verändern sich über eine Kaskade von Faktoren. Als anfängliche Leukozyten wandeln sie sich in Monocyten und Makrophagen um, und ihre Ausbreitung wird u.a. über Interleukin1 gesteuert. (Siehe Abb. 2) Die Makrophagen (CD11b) induzieren Angiogenese und Lymphoangiogenese, ähnlich wie bei der Tumorprogression und der Neovaskularisation. Bei einem Weichlinsenschaden führt die Kaskade an Zellfaktoren zu einer exponentiell anwachsenden Immunreaktion[xi]. TNF-R1, TNF-RII, TNF-a, Interleukin-1, VEGFR-3, und VEGF-C[xii] sowie viele weitere immunhistochemisch nachweisbare Faktoren sorgen für eine schnellstmögliche Ausbreitung der Antikörper produzierenden Zellen, die eine hochspezifische Abwehrreaktion auslösen. Die immunologischen Probleme bei Weichlinsenschäden treten somit zuerst in der Limbusregion auf. Inwieweit eine Interaktion beider Zellarten stattfindet, ist z.Zt. noch nicht abschließend zu klären und wird intensiv erforscht.

 

Warum haben diese immunologisch Überlegungen einen Einfluss auf den Weichlinsenschaden? Ohne Zweifel ist für den Kliniker bei der vielfältigen Genese der Limbusinsuffizienz die Expression der o.g. Zellen entscheidend und deshalb auch Anstoß für die Forschung der letzten Jahre gewesen, aber sehen wir nicht ein ganz ähnliches Bild am Limbus bei dem auf den ersten Blick relativ einfachen Kontaktlinsenschaden? Die Gefäßeinwachsung, die Vernarbung und die Stromatrübung sehen in vielen Punkten ähnlich aus, sodass man eigentlich die beginnenden Kontaktlinsen-Schäden als ideales - und wesentlich häufigeres -, Beispiel für eine Limbusschädigung zur wissenschaftlichen Erarbeitung heranziehen könnte. Bisher wird die Kontaktlinsen-Keratopathie in den Übersichtsarbeiten zur primären und sekundären Limbusinsuffizienz immer nur marginal erwähnt. Bei der extremen Häufigkeit sollte sie auch für den Wissenschaftler mehr in den Vordergrund treten.

 

Daraus ist zu schließen, dass wir viel früher am Spaltlampenbefund lernen müssen, den heutigen Weichlinsenschaden zu erkennen, - also bevor Veränderungen im Zentrum der Hornhaut auftreten. Die Kontrolle eines jeden Weichlinsenträgers nach einiger gewissen Tragezeit wäre unter klinischem Blickwinkel anzustreben, und nur so ließen sich eine Vielzahl der notwenidigen Cortisontherapien, Ausfällen an Arbeitsunfähigkeiten und oftmals drohenden schweren Dauerschäden vermeiden. Vor einigen Jahren sahen wir häufig bei HEMA Linsen die blande Vaskularisation vor allem in der oberen Zirkumferenz. (Siehe Abb. 3) Sie ist der Anfang einer Sauerstoff-Mangelsituation, aber sie bedeutet oft keine schwerwiegende Komplikation. Dieses Bild hat sich gewandelt, heute sehen wir am Limbus ganz zu Beginn livide Schwellungen als rein immunologische Reaktionen. (Siehe Abb. 4 und 5) Das Randschlingennetz wird im Bereich der Linsenauflage breiter, es kommt zu einem vermehrten Austritt von Entzündungsmediatoren und wir sehen zirkulär zungenförmig, limbale Zonen mit zarter Schwellung und einer Gefäßreaktion. (Siehe Abb. 6) Auf diesen Beginn müssen wir achten, denn die Schäden nehmen unweigerlich zu. Sie sind der Beginn einer durch Langerhanszellen getriggerten Immunreaktion. In dem Mileau Tränenfilm, Reste von Reinigungsmitteln, kleinen Kettenabbrüchen des Materials entstehen immunologisch-allergische Kaskaden, die potentiell schon nach Wochen bei vielen Weichlinsenträgern eine Abstoßungsreaktion triggern können. Wenn im gesamten Hornhautepithel Veränderungen aufgetreten sind, wenn ein Ödem, geschweige denn ein Over wear (Siehe Abb. 7) – oder eine Tight Lens Syndrom (Siehe Abb.8) auftritt, handelt es sich um ein Spätstadium. Der Beginn liegt in der Limbusregion.

 

Wenn wir uns nun fragen, mit welche Maßnahmen wir eine solche Immunreaktion verhindern können, so muss man zuerst darauf verweisen, dass die formstabile Linse per se den Limbus weitestgehend schont. Deshalb sehen wir praktisch nie limbale Immunreaktion bei formstabilen Linsen. Es gibt Übertragungszeichen, 9 Uhr - 3 Uhr Injektionen oder mechanische Epithelschäden nach kleinsten Fremdkörpern unter der Linse mit entsprechender Schmerzreaktion aber nie Immunreaktionen gegen bestimmte Materialien. Erst nach extrem langer Dauertragezeit, oft nach vielen Jahren, sehen wir sehr zarte hauchige Hornhauttrübungen, die in aller Regel funktionell unbedeutend sind. Die meisten Fehler bei formstabilen Linsen werden in der zu schnell durchgeführten Eintragphase gemacht. Das führt in aller Regel nur über Stunden zu subjektiver Reizung und conjungtivaler Injektion. Eine tägliche Tragezeit von 3 – 5 Stunden nach 3 Monaten ist schon ein Festlinsenerfolg und führt noch über Monate zu erheblichen Tragezeitsteigerungen. Empfindliche Augen erreichen oft erst nach einem Jahr eine ganztätige Verträglichkeit. Deshalb ist die Weichlinse mit ihrem Spontaneffekt so beliebt, deshalb ermöglicht sie einen schnellen Verdienst, - nur die Schäden kommen z.Zt. in einem zu großen Prozentsatz nach.

 

Veröffentlichung: Aktuelle Kontaktologie, September 2006, S.24 – 26

 

LITERATUR VERZEICHNIS



[i] KRUSE F.E., REINHARD T., MELLER D., Neue Verfahren zur Rekonstruktion der Augenoberfläche Ophthalmologe 2001, 98, 799-800,

[ii] BREWITT H. Kontaktlinsen, Ophthalmologe 1997, 94, 311-316

[iii] FOULKS G.N., Prolonging Contact Lens Wear and Making Contact Lens Wear Safer, Am. J. Ophthalmol. 2006, Vol. 141, 369-373

[iv] DUKE-ELDER S. System of Ophthalmology Vol.VIII, Kimpton London, 1965

[v] KRUSE F.E. Die Stammzellen des Limbus und ihre Bedeutung für die Regeneration der Hornhautoberfläche, Ophthalmologe (1996)93, 633-643

[vi] WOLOSIN M., MURAT T., BUDAK, MURAT A., Ocular surface epithelial and stem cell development, Int.J.Dev.Biol. 2004 , 48, 981-991

[vii] DUA H.S. SHANMUGANATHAN V.A., POWELL-RICHARDS A.O., Tighe P.J., Joseph A. Limbal epithelal crypts: a novel anatomical structure and a putative limbal stem cell niche Br.J.Ophthalmol. 2005, 89, 529-532

[viii] ZHUO ChEN, CINTIA S.et all, Characterization of Putative Stem Cell Phenotype in Human Limbal Epithelia, STEM CELLS 2004, 22, 355-366

[ix] HAMRAH P.LIU Y,ZHANG Q,REZA DANA M. Teh Corneal Stroma is Endowed with a Significant Number of Resident Dendritic Cells. Invest. Ophthalmol Vis Sci 2003 Vol 44 No.2,581-588

[x] ZHIVOV A.,STAVE J., VOLLMAR B., GUTHOFF R. In vivo confocal microscopic evaluation of Langerhans cell density and distribution in the normal human corneal epithelium, Graefe’s Arch. Clin. Exp. Ophthalmol (2005),1056-1061

[xi] MARUYAMA K., MASAAKI I., CURSIFEN C., et al, Inflammation-induced lymphangiogenesis in der cornea arises from CD11b-positive macrophages, J.Clin.Invest, 2005 115(9), 2363-2372

[xii] HAMRAH P. CHEN L. ZHANG Q. REZA DANA M., Novel Expression of Vascular Endothelial Growth Factor Receptor VEGFR-3 and VEGF-C on Corneal Dendritic Cells, Am.J.of Pathology, Vol. 163, Nr.1, 2003, 57-68

 

Verzeichnis der Abbildungen

 

Abb.: -1- Vogt’sche Pallisaden

Abb.: -2- Langerhanszellen

Abb.: -3- Blande Hornhautvaskularisation

Abb.: -4- Beginnende Limubsimmunreaktion

Abb.: -5- Stärkere Limbusimmunreaktion

Abb.: -6- Kräftige Vaskularisationen

Abb.: -7- Over Wear Syndrom

Abb.: -8- Tigh Lens Syndrom

 

Abb.: 1

 

Schnittrekonstruktion von Stammzellnischen entnommen der Lit.stelle Nr.7

 

Abb.:2

 

 

Schematische Darstellung der Wandlungen von Langerhanszellen (entnommen der Literaturstelle Nr. 9)

 

 

Abb.: 3

 

 

Blande Hornhautvaskularisation

 

Abb.: 4

 

 

Beginnende Gefäßreaktion auf immunologische Reize bei Weichlinsenschäden

 

 

Abb.5.

 

 

Deutliche Gefäßreaktion am Limbus als frühes Zeichen für Immunphänomene im Auflagebereich der weichen Linse

 

 

Abb. 6

 

 

Aufgetriebene Gefäßkölbchen bei beginnender Immunreaktion

 

 

Abb . 7

 

 

 

Over Wear Syndrom

 

 

 

Abb. 8

 

 

 

Tigh Lens Syndrom