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 DIE HORNHAUT
Funktion und Form
Mikroskopischer Schichtenaufbau
Der Tränenfilm
Stoffwechsel der Hornhaut
Untersuchungsmethoden

STOFFWECHSEL DER HORNHAUT
 

Die äußeren Schichten der Hornhaut werden durch die Tränenflüssigkeit, die inneren durch das Kammerwasser und das Randschlingennetz mit Nährstoffen und Sauerstoff versorgt.Unter energetischen Gesichtspunkten betrachtet befindet sich die Hornhaut in einem Zustand wie es der Gesamtorganismus nach einem 1000-Meter-Lauf ist. Defizite des Energiestoffwechsels führen sofort zu Ödemen in der Hornhaut und zu einer verringerten Epithelregeneration. Die Hornhaut ist also auf eine ständige und gute Versorgung mit Nährstoffen angewiesen und auf eine restlose Beseitigung der Stoffwechselendprodukte. Für den Metabolismus werden vor allem Glucose (Traubenzucker) und Sauerstoff benötigt, die von außen zugeführt werden müssen. Als Stoffwechselendprodukte ent­stehen hauptsächlich Wasser, Kohlendioxid und Laktat (Milchsäure). Für den Metabolismus benötigte Sub­stanzen aus dem Tränenfilm und dem Kammer­wasser müssen durch Diffusion in die Cornea eingebracht werden, da sie gefäßlos ist.

Ebenso müssen die Stoffwechselendprodukte durch Diffusion aus der Hornhaut herausgeleitet wer­den. Einzig und allein das Randschlingennetz als peripheres Gefäßsystem im Limbusbereich ist in der Lage, die Peripherie der Cornea mit Glucose und Sauerstoff direkt zu versorgen. Weiter gelangen die Substanzen aber auch nur durch Diffusion in die Hornhaut hinein. Bei eventuellen Verletzungen des Randschlingennetzes und dessen vollständiger Ausfall an der Ernährungs­be­tei­ligung der Hornhaut führt unterdessen nicht zur Funktionsuntüchtigkeit der Hornhaut. Man geht davon aus, dass der Beitrag an der Ernährung der Cornea äußerst gering ist. Die Tränenflüssigkeit liefert den größten Anteil an Sauerstoff, wobei er bei geöffneten Lidern aus der Atmosphäre in den Tränenfilm gelangt und bei geschlossenen Lidern aus den Gefäßen des Randschlingennetzes und der Bindehaut in den Tränenfilm diffundiert. Während im Tränenfilm nur sehr wenig Glucose vorhanden ist (etwa 0,2 µmol/g Wasser), existiert im Kammerwasser wenig gelöster Sauerstoff. Dieser reicht gerade aus, um den hintersten Bereich der Cornea zu versorgen.

Im Gegenzug befindet sich im Kammerwasser der größte Anteil an Glucose (etwa 6,5 µmol/g Wasser). Für die Hornhaut ist der Abbau von Glucose in einfachere Komponenten von entscheidender Bedeutung. Der Abbau erfolgt unter Mitwirkung von zahl­reichen Enzymen auf drei Wegen. Ein Weg benötigt keinen Sauerstoff und läuft damit anaerob ab, die weiteren zwei laufen aerob also mit Sauerstoff ab.

>> Ohne Sauerstoff erfolgt der Abbau von Glucose auf dem Wege der an­aero­ben Glycolyse . Der Vorgang heißt auch Embden-Meyerhof-Zyklus. Dieser Prozess führt in mehreren Stufen über die Brenztraubensäure zum Lak­tat bzw. zur Milchsäure. Die Milch­säure wird dann über das Kammer­wasser abtransportiert. Im Falle eines Glucosemangels wird auf das im Epithel gespeicherte Glycogen zurück­gegriffen.
>> Bei Anwesenheit von Sauerstoff wird das erzeugte Laktat, welches über die aerobe Glycolyse entsteht, vollständig zu Kohlendioxid und Wasser umgewandelt. Bekannt ist dieser Prozess als Zitronensäurezyklus .
>>Für den Aufbau von neuem Gewebe und Zellen, wie z.B. der Basal- und Epithelzellen, sind Nukleinsäuren wichtig. Beim Abbau der Glucose entstehen dabei über den Zucker Ribose unter anderem die Nukleinsäuren. Das ist dann der dritte Weg, der Hexosemonophosphat-Weg. Bei diesen Prozessen wird in der Ausbeute unterschiedlich viel Energie geliefert, die in der Form von Adenosintriphosphat (ATP) gespeichert wird.

Schätzungen zur Folge werden rund 65% der Cornea zur Verfügung stehenden Glucose über die Glycolyse abgebaut. Davon ausgehend werden etwa 85% über den anaeroben Weg (Embden-Meyerhof-Zyklus) abgebaut. Pro einem Mol Glucose werden aber nur zwei Mol energiereiches ATP erzeugt. Die Energieausbeute ist damit relativ gering. Beim aeroben Abbau der Glucose (Zitronensäurezyklus) werden pro Mol Glucose 36 Mol ATP erzeugt. Diesen Weg nehmen jedoch nur ungefähr 15% der umgewandelten Glucose über die Glycolyse. Mit einem Mol energiereichem ATP pro einem Mol Glucose ist der Hexosemonophosphat-Weg wohl der unbedeutendste, obwohl rund 35% der gesamten Glucose auf diesem Weg umgewandelt wird.

Es ist also klar, dass der Sauerstoff an der Energiegewinnung maßgeblich beteiligt ist. Bei Sauerstoffmangel ist der Abbau der Glucose unvollständig und reicht nur bis zum Abbau von Laktat. Dieses reichert sich dann in der Hornhaut an und hemmt oder unterbricht die Umwandlung in Wasser und Kohlendioxid. Dadurch kommt es zur Quellung der Hornhaut, eine dadurch ausgelöste Störung der regelmäßigen Anordnung der Fibrillen im Stroma und letzten Endes zu einer Trübung in der Cornea. In der Nacht wird weniger Tränenflüssigkeit gebildet und durch die geschlossenen Augenlider kann weniger Sauerstoff von der Hornhaut aufgenommen werden. Dieser Umstand erklärt, dass die Symptomie vieler Hornhauterkrankungen morgens stärker als abends ausgeprägt sind. Auch gilt die Trübung durch Honhautquellung als ein „unsicheres Todeszeichen“, das etwa 24 Stunden nach Verlust der Endothelzellfunktion beobachtet wird.


 

Quelle: wikipedia.org