Albrecht v. Graefes Arch. klin. exp. Ophthal. 198, 197--200 (1976) �9 by Springer-Verlag 1976

t~ber den EinfluB des Hornhautepithels auf den Fructosegehalt im Hornhautstroma und Kammerwasser*

E. Sehii t te , D. GStz und L. C. Chao

Abteilung fiir Augenheilkunde der Med. Fakult~t der Rhein.-Westf.-Techn. Hochschule Aachen (Vorstand: Prof. Dr. M. Reim)

Eingegangen am 5. Oktober 1975

F ruc tose Levels of t he Aqueous H u m o u r af te r Abras io of the Corneal E p i t h e l i u m

Summary. Fructose and glucose levels of cornea stroma and aqueous humour were deter- mined after abrasio of the corneal epithelium within five days. As the glucose levels remained, fructose levels were diminished significantly, when the epithelium was scraped off. The role of the corneal epithelium as a source of fructose in rabbit aqueous humour is discussed.

Zusammen/assung. Bei neun Kaninchen wurde nach t~glicher Epithelabrasio der Horn- haut am fiin~ten Tag der Fructose- und Glucosespiegel in dem Hornhautstroma, Kammer- wasser und Blur bestimmt. Das rechte Auge diente als Kontrolle. Nach fiinf Tagen wurde eine signifikante Verminderung des Fructosespiegels im I~ammerwasser am abradierten Auge gefundcn. Die Rollc des Epithels als eine Quelle der im Kammerwasser vorhandenen Fruc- tose wird diskutiert.

Der r e l a t iv hohe Fruetosespiegel im Hornha u t e p i t he l des Kan inchens e r l aub t in e inem gewissen Sinne den Vergleieh m i t P l acen t a und Vesica seminalis . Denn die sie umgebenden Fl i i ss igkei ten - - Kammerwasse r , F e t a l b l u t und Samen- f l i issigkeit - - weisen ebenfal ls einen re la t iv hohen F ruc tosegeha l t auf. (Will iams- A s h m a n und Banks , 1954; Meil u. andere 1957; Schii t te , Werner , Re im 1974; Hugger , Born u. Mi tarb . 1951).

U b e r den A b b a u der Glucose im Linsenepi the l zum F r u c t o s e - l - P h o s p h a t u n d D i - H y d r o x y - A c e t o n - P h o s p h a t und 3 -Phospho-Glyee r imAlde lyd h a b e n Hers (1957), v a n Heyn ingen (1962) und Ohrloff und Hoekwin (1972) ber iehte t . Aber auch im Hornhau t ep i t he l wurden die E n z y m e des Emden-Meyerhof f - Abbaues o_ad des Pen to se -Phospha t -Shun t s gefunden. (Reim und Se h ra mm 1965; Maurice und R i l e y 1968). Es w/ire also denkbar , dal~ ein Teil des im K a m m e r - wasser vo rhandenen Fruc tosegeha l tes dureh das H o r n h a u t e p i t h e l gebi lde t wer- den kSnnte .

Methodik Es wurden insgesamt 9 Kaninchen im Alter yon 1/2 Jahr mit einem Gewicht yon 2,5--3,5kg

untersucht. Um die eine Quelle der Kammerwasserfrnctose auszuschalten, wurde das Horn- hautepithel des linken Auges 6 Tage lang unter mikroskopisehen Kontrollen taglich einmal abradiert. Das rechte Auge diente als Kontrollauge. Die Epithelabrasio geschah jeweils in Allgemeinnarkose mit Nembutal (35 mg/kg KSrpergewicht). Nach Entfernung des rand-

* Diese Arbeit wurde yon der Deutschen Forschungsgemeinschaft Bonn--Bad Godesberg unterstiitzt.

198 E. Sehiitte et. al.

st~ndig naehgewachsenen Epithels effolgte t~glich eine Kammerwasserpunktion mit einer 20iger Kaniile transeorneal an beiden Augen. Dabei wurde maximal 0,1 ml Kammerwasser entnommen. Anschliel3end wurde aus einer Ohrvene ca. 1 ml Blur punktiert. Am 5. Tage wurde die Hornhaut beiderseits exeidiert und in eine zentrale Seheibe und einen peripheren Ring aufgeteilt.

Epithel, Kammerwasser, Blur und Hornhaur wurden wie besehrieben extrahiert (Reim u. Mitarb., 1969a) und dann die Fructose- und Glueosekonzentration der verschiedenen Gewebe in einem kombinierten enzymatisch-optischen Test mit Hexokinase, Glucose-Phos- phat-Isomerase und Glucose-6-Phosphat-dehydrogenase bestimmt (Bernt und Bergmeyer, 1970).

Ergebnisse Die Glucose- und Fructosespiegel des Epithels am rechten, unbehandelten

Auge, stimmen recht gut mit fr'fiher gefundenen Normalwerten iiberein (Schiitte, Werner, Reim 1974). Das gleiche gilt auch fiir diese beiden Mctaboliten des Hornhautstromas und Kammerwassers an diesem Auge (Schiitte, Reim 1972).

Der Fructosespiegel des Kammerwassers zeigt im Vergleich beider Augen, da$ er sich am unbehandelten A u g e - wenn man yon den individuellen starken Schwankungen absieht - - nahezu w/~hrend tier 5 Tage auf gleicher HShe h/~lt, wi~hrend er am linken Auge innerhalb dieser Zeit langsam abf/~llt (Abb. 1).

Vergleicht man die beiden Augen eines Tieres zum gleichen Zeitpunkt, so zeigt sieh ein signifikanter Unterschied des Fructosespiegels beider Kammer- wasserproben besonders deutlich an den beiden letzten Versuehstagen. Dem- gegentiber zeigt der Vergleich der Glucosespiegel des Kammerwassers am rechten und linken Auge keine signiffl~anten Unterschiede. S/~mtliche Einzelproben grup- pieren sich um den Normalwer t des Kammerwassers (Schiitte, Reim 1972).

Fructose- und Glucosegehalt des zentralen und peripheren Hornhautstromas entsprechen sich nahezu. Nach Entfernung des Epithels finder man naeh 5 Tagen einen unver/~ndert hohen Glucosespiegel im Stroma, wahrend der t~ructosegehalt ira Hornhautzentrum niedriger als in der Hornhautperipherie gemessen wurde. Der Unterschied des Fructosegehaltes zwischen Zentrum und Peripherie der t Iornhaut war allerdings nicht signifikant. Der jewefls zum Zeitpunkt der Kam- merwasserentnahme bestimmte Blutfructosegchalt zeigt rclativ grol3e Schwan- kungen, die unter anderem dutch die unterschiedliehe Nahrungsaufnahme der Tiere bedingt sein mSgen. Ein Vergleich mit dem Yructosespiegel des Kammer- wassers las t keinen SchluB auf einen direktcn Zusammenhang zu.

Eines der t/~glich abradierten Augen wurde nieht den biochemisehen Unter- suchungen zugefiihrt, sondern histologisch auf mSglicherweise vorhandenes, neu gebildetes Itoruhautepithel bin untersucht. Liehtmikroskopisch 1/iSt sich ledig- lieh in dem aul~ersten, limbusnahen Bereich vereinzelt ein regenerierendes, einschichtiges Epithel naehweisen.

Diskussion Wegen der bereits frfiher gezeigten hohen Fruetosespiegel des Hornhaut-

epithels am unbehandelten Kaninehenauge sollte untersucht werden, wie die dort vorhandene Fructose Einflul~ auf den Fructosespiegel des Horuhautstromas und des Kammerwassers nimmt. Reddy hatte 1971 gezeigt, dab der Ziliark6rper

Fruktose p Mol/g H20

Fructosegehalt 199

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2 I I----]R.A.

5

~T'~'~ L. A"

( [Tage ] 2 3 4

Abb. 1. Mittelwerte un4 Stand~rd~bweichungen der Fruetosekonzentration im Kammer- wasser naeh t~glicher Epithelabrasio fiber 5 Tage am linken Auge. (L. A.). ]:)as rechte, un-

behandelte Auge diente als Kontrolle (R. A.)

als QueUe der Kammerwasserffuctose ausscheidet. Kuck und Crosswell fanden kfirzlich, dab nach Entfernung der Linse beim Kaninchen der Fruetosespiegel des Kammerwassers ab~ l l t und nehmen an, dab mit der entfernten Linse die QueUe ffir die ~ructosebfldung verloren ging.

Auf Grand des abfallenden Fractosegradienten yore Epithel fiber das Horn- hauts t roma zum Kammerwasser und Blur hin, scheint ein Konzentrations- gef~lle vorzuliegen, das dem des Glucosegehaltes dieser Gewebe entgegenli~uft (Sehfitte, Cattepol, Reim 1972).

Nach mehrtiigiger Entfernung des an Fructose reichen Hornhautepithels sinken die en~spreehenden Spiegel im Hornhauts t roma und Kammerwasser deutlieh ab. DaB es zu keinem weiteren Abfall des Fructosespiegels des Kammer- wassers kommt, mag vor aUem an der durch die Linse produzierten und in das Kammerwasser abgegebenen Fructose liegen.

Mein besonderer Dank gilt Herrn Prof. Reim fiir seine wertvolle Unterstfitzung.

200 E. Sehfitte ct. aL

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Dr. E. Schi~tte Abt. fiir Augenheilkunde der hied. Fakultat der Rhein.-Westf.-Techn. Hochsehule D-5100 Aachen Goethestr. 27/29 Bundesrepublik Deutschland