Zur Häufigkeit der exzessiven Verdickung der epithelialen Basalmembran beim Keratokonus

Zusammenfassung

Hintergrund: Der Keratokonus ist trotz einer Vielzahl von morphologischen und biochemischen Befunden ätiologisch weiterhin ungeklärt. Während die primären Störungen bei diesem Krankheitsbild überwiegend im vorderen Stroma gesucht und gesehen werden, spielt für einige Autoren das Epithel eine große, wenn nicht gar die entscheidende pathogenetische Rolle. Damit rückt auch die epitheliale Basalmembran in das Interesse der Keratokonus-Forschung. Material und Methode: In die Studie eingeschlossen wurden 55 Patienten, bei denen eine perforierende Keratoplastik wegen eines Keratokonus durchgeführt worden war. Die Hornhautscheibchen wurden in üblicher Weise für die Lichtmikroskopie prozessiert und mit PAS gefärbt. Bei der mikroskopischen Betrachtung wurde das gesamte Explantat beurteilt, besonderes Augenmerk aber auf die Verhältnisse an der epithelialen Basalmembran gelegt. Zur Kontrolle wurden 10 normale Hornhäute von Augen, die wegen eines Aderhautmelanoms enukleiert werden mussten, untersucht. Ergebnisse: Bei 3 Patienten (5,5 %) fand sich eine signifikante, lineare Basalmembran-Verdickung (Dicke der epithelialen BM mehr als 5 % aber weniger als 30 % der Dicke der Bowman-Schicht). Nur bei einer Patientin (1,8 %) zeigte sich eine exzessive Basalmembran-Verdickung (Dicke der epithelialen BM mehr als 30 % der Dicke der Bowman-Schicht), die fokal (zentral) mit epithelwärts gerichteten, Guttata-ähnlichen Veränderungen der BM („inverse Cornea guttata”) vergesellschaftet war. Die Basalmembranverdickung war in allen Fällen parazentral stärker ausgeprägt als im Zentrum des Konus. In der Kontrollgruppe war bei keinem Auge eine signifikante BM-Verdickung feststellbar. Schlussfolgerungen: Eine erhebliche Verdickung der epithelialen Basalmembran ist beim Keratokonus gelegentlich lichtmikroskopisch nachweisbar, insgesamt aber selten und nicht zuletzt aus diesem Grunde weit eher als unspezifisches Epi-Phänomen denn als Konus-verursachendes Ereignis anzusehen. Die beobachtete „inverse Cornea guttata” stellt einen ungewöhnlichen Einzelbefund dar.

Abstract

Background: In spite of a huge amount of morphological and biochemical findings the aetiology of keratoconus (KC) is still unclear. While the primary changes are seen and found mainly within the anterior corneal stroma, some authors believe that the corneal epithelium plays the major role in KC formation. Consequently, the epithelial basement membrane (BM) has become a matter of interest in KC research. Material and Methods: The study included 55 consecutive patients who had a perforating keratoplasty performed because of KC. The corneal explants were processed for light microscopy in the usual manner. Slides were stained with PAS. The whole explant was investigated although the focus of interest was put on the epithelial BM. 10 normal corneas of eyes which had to be enucleated because of a choroidal melanoma served as a control.Results: In 3 patients (5.5 %) there was a significant linear thickening of the BM (thickness of the BM more than 5 % but less than 30 % of the thickness of Bowman’s layer). Only in one patient (1.8 %) there was an excessive BM thickening (thickness of the BM more than 30 % of that of Bowman’s layer) with focal (central) BM warts directed against the epithelium (”inverse cornea guttata”). In general, thickening of the BM was most pronounced paracentrally. None of the control corneas had a significantly thickened BM. Conclusions: A massively thickened epithelial BM can be occasionally observed in KC but is rare on the whole. It is most likely an unspecific secondary phenomenon and not a prerequisite for KC development. The “inverse cornea guttata” was a unique finding.

Keratokonus - Keratoplastik - Epithel - Basalmembran

keratoconus - keratoplasty - epithelium - basement membrane

Literatur

• 1 Brewitt H, Reale E. The basement membrane complex of the human corneal epithelium.  Graefe’s Arch Clin Exp Ophthalmol. 1981;  215 223-231
• 2 Cheng E L, Maruyama I, SundarRaj N. et al . Expression of type XII collagen and hemidesmosome-associated proteins in keratoconus corneas.  Curr Eye Res. 2001;  22 333-340
• 3 Cursiefen C, Küchle M, Naumann G OH. Changing indications for penetrating keratoplasty: histopathology of 1.250 corneal buttons.  Cornea. 1998;  17 468-470
• 4 Funk R HW, Apple D J, Naumann G OH. Embryologie, Anatomie und Untersuchungstechnik. Naumann GOH Pathologie des Auges. 2. Auflage Berlin, Heidelberg; Springer Verlag 1997: 1-90
• 5 Geerling G, Duncker G IW, Krumeich J. et al . Lamelläre Keratoplastik.  Ophthalmologe. 2005;  102 1140-1151
• 6 Holbach L M, Hinzpeter E N, Naumann G OH. et al .Kornea und Sklera. Naumann GOH Pathologie des Auges. 2. Auflage Berlin, Heidelberg; Springer Verlag 1997: 507-692
• 7 Hollingsworth J G, Bonshek R E, Efron N. Correlation of the appearance of the keratoconic cornea in vivo by confocal microscopy and in vitro by light microscopy.  Cornea. 2005;  24 397-405
• 8 Kenney M C, Nesburn A B, Burgeson R E. et al . Abnormalities of the extracellular matrix in keratoconus corneas.  Cornea. 1997;  16 345-351
• 9 Kim W J, Helena M C, Mohan R R. et al . Changes in corneal morphology associated with chronic epithelial injury.  Invest Ophthalmol Vis Sci. 1999;  40 35-42
• 10 Kremer I, Eagle R C, Rapuano C J. et al . Histologic evidence of recurrent keratoconus seven years after keratoplasty.  Am J Ophthalmol. 1995;  119 511-512
• 11 McTigue J. The human cornea: A light and electron microscopic study of the normal cornea and its alterations in various dystrophies.  Trans Am Ophthalmol Soc. 1967;  65 591-660
• 12 Nakayasu K, Tanaka M, Konomi H. et al . Distribution of types I, II, III, IV and V collagen in normal and keratoconus corneas.  Ophthalmic Res. 1986;  18 1-10
• 13 Pau H. Histologische Befunde beim Keratokonus.  Graefe’s Arch Clin Exp Ophthalmol. 1967;  172 48-56
• 14 Rabinowitz Y S. Keratoconus.  Surv Ophthalmol. 1998;  42 297-319
• 15 Rodrigues M M, Waring I II GO, Hackett J. et al .Cornea. Jakobiec FA (Hrsg) Ocular anatomy, embryology, and teratology Philadelphia; Harper & Row 1982: 153-165
• 16 Rohrbach J M, Krebs S, Thiel H J. Die Hornhaut: Alterung und Alterungsmodell.  Aktuel Augenheilkd. 1994;  19 51-58
• 17 Rohrbach J M, Tost F. Die Geschichte der Keratoplastik.  Zeitschr Prakt Augenheilkd. 2004;  25 469-477
• 18 Saghizadeh M, Chwa M, Aoki A. et al . Altered expression of growth factors and cytokines in keratoconus, bullous keratopathy and diabetic human corneas.  Exp Eye Res. 2001;  73 179-189
• 19 Sawaguchi S, Fukuchi T, Abe H. et al . Three-dimensional scanning electron microscopic study of keratoconus corneas.  Arch Ophthalmol. 1998;  116 62-68
• 20 Scroggs M W, Proia A D. Histopathological variation in keratoconus.  Cornea. 1992;  11 553-559
• 21 Sherwin T, Brookes N H, Loh I P. et al . Cellular incursion into Bowman’s membrane in the peripheral cone of the keratoconic cornea.  Exp Eye Res. 2002;  74 473-482
• 22 Somodi S, Hahnel C, Slowik C. et al . Confocal in vivo microscopy and confocal laser-scanning fluorescence microscopy in keratoconus.  Ger J Ophthalmol. 1997;  5 518-525
• 23 Tsubota K, Mashima Y, Murata H. et al . Corneal epithelium in keratoconus.  Cornea. 1995;  14 77-83
• 24 Tsuchiya S, Tanaka M, Konomi H. et al . Distribution of specific collagen types and fibronectin in normal and keratoconus corneas.  Jpn J Ophthalmol. 1986;  30 14-31
• 25 Tuori A J, Virtanen I, Aine E. et al . The immunohistological composition of corneal basement membrane in keratoconus.  Curr Eye Res. 1997;  16 792-801
• 26 Vorkauf W, Vorkauf M, Nölle B. et al . Adhesion molecules in normal and pathological corneas.  Graefe’s Arch Clin Exp Ophthalmol. 1995;  233 209-219
• 27 Wollensak G, Spörl E, Seiler T. Behandlung von Keratokonus durch Kollagenvernetzung.  Ophthalmologe. 2003;  100 44-49
• 28 Zhou L, Sawaguchi S, Twining S S. et al . Expression of degradative enzymes and proteases inhibitors in corneas with keratoconus.  Invest Ophthalmol Vis Sci. 1998;  39 1117-1124