v. Graefes Archiv f/is Ophthalmologie 161, 45--50 (1959)

Aus der Universit~ts-Augenklinik Marburg a. d. L~hn (Direktor: Prof. Dr. W. KY~IEL~IS)

fiber (lie Resorption und Verteilung isotopenmarkierter Allergene im Auge normergischer Kaninehen

naeh intravitrealer Injektion 1 Von

JOE HENRY RODENHXUSER

Mit 1 Textabbildung

Die ]~eaktionen des Auges auf eine einmalige Antigenzufuhr in den Glask6rper des Kaninchens sind uns schon aus den Anf~ngen der Allergie- forschung durch Arbeiten yon SATTLER, ELSCH~IG, GOLOWI~, FILATOW, K~MMEL U. a. bekannt.

Wenn auch der Zeitpunkt des Auftretens und die Intensitat diesel" Erscheinungen etwas verschieden sind, so zeigt der Reaktionsablauf doch eine gewisse Gesetzmal3igkeit. In den meisten Fallen treten bereits am ersten Tage nach der Injektion geringe Reizerscheinungen von seiten der Urea auf, die mat einem positiven Tyndall, Zellanswanderungen in das Kammerwasser, zarten Fibrinausschwitzungen und mit Glask6rper- und Netzhauttrfibungen einhergehen. Nach etwa 3--4 Tagen last dieser Reizzustand nach, um in der Regel am 6.--10. Tage nach der Injektion in Form einer mehr oder weniger starken Iridocyclitis bzw. Uveitis erneut aufzutreten. Dieser Entziindungsproze6 klingt nach Ablauf yon 8--14 Tagen wieder langsam ab, wobei meist hintere Synechien nnd dichte, weil3e Glask6rperstrange zurfickbleiben.

Diese t~eaktion auf eine einmalige Antigenzufuhr ist in der allge- meinen Allergielehre ungew6hnlich. Wahrend IGA (1930) die im An- schlul3 an die Erstinjektion auftretenden Veranderm~gen als primiir- toxlsch auffal3t, halt sie RI~HM (1930) - - und mit ihm die meisten Unter- sueher - - in Analogie zur Serumkrankheit bereits ffir eine lokalana- phylaktische Erscheinung.

Der Beweis ffir eine solche Annahme ist aber unseres Erachtens noch nicht erbracht. Voraussetzung ware, dal3 ein gewisses Allergendepot solange im Glask6rper verbleibt, bis die Antik6rperproduktion in dem dazu befahigten Gewebe eine hinreichende gShe erreicht hat, um mit dem restlichen Allergen in Bindung zu treten.

i Die Arbeit konnte nur dutch das Entgegenkommen und die freundliche Unter- sttitzung des Leiters der Abteilung fiir Strahlenbio]ogie und Isotopenforschung an der Universit~ts-Strahlenklinik Marburg a. d. Lahn (Direktor: Prof. Dr. Dc MES~IL D~ I~OC~ME~T), Herrn Prof. Dr. Dr. E. H. GRAUL, durchgefiihrt werden, wofiir ich an dieser Stelle meinert verbindlichsten Dank aussprechen m6chte.

46 JoE HENRY ~ODENHiUSER:

Naeh der heu te a l lgemein gi i l t igen Auffassung er forder t die Ant i - k6 rpe rb i ldung mindes tens einen Ze i t r aum yon 4 - - 6 Tagen. W e n n aueh das Serum Ms ein hoehmoleku la re r Stoff n ieh t so le ieht wie klein- moIekulare Stoffe nnd Ionen aus dem Glask6rper resorb ie r t werden kann , so sahen wi t doeh im t{ahmen andere r exper imente l le r Unte r - suehungen ein D e p o t a r te igenen Serums in wesent l ieh ki i rzerer Zei t (2 Tage) vol ls t / indig aus dem Glask6rper versehwinden, ohne t~eiz- erseheinungen hervorzurufen.

Bei Verwendung a r t f r emden Serums lgBt sieh die Resorp t ions- gesehwiudigkei t des in den GlaskSrper gese tz ten Depots wegen der sofort e inse tzenden und d u t c h den F remds to f f als solehen bed ing ten in t ra - oenlaren En tz i i ndung oph tha lmoskop i seh n ieh t feststel len. I n der An= nahme, dag mi t zunehmender Allergis ierung die Ant igem'esorp t ion er- sehwert und dadu reh ers t die ungew6hnliehe R e a k t i o n auf eine einmalige Axtt igenzufuhr e rm6gl ieht wird, haben wir das Sehieksal und die Ver- wei ldauer des i n t r a v i t r e a l zugef / ihr ten Allergens im Kan inehenauge durch Mark ie rung m i t 131Jod verfolgt .

Methodik In der Versuehsreihe wurden vier pigmentierte Kaninehen atm~hernd gleiehen

Alters und Gewiehts verwandt. Um dutch die Vermehrung des AugeninhMtes bei der Injektion keine akute Drueksteigerung hervorzurufen und damit eine St6rung des intraoeularen ~'liissigkeitsweehsels mSgliehst zu vermeiden, haben wit vor dem Eingrfff etwa 1,5 em ~ Novoeain retrobulb~r injiziert. Unter Augenspiegelkontrolle wurden darm 0,1 em 3 mittels 1,34 Mikroeurie 131Jod markierte Rinderalbumin- 16sung (4%ig) in den Glask6rper des reehten Auges dieht vor den nasMen Mark- fliigel gespritzt.

Die Tiere haben wit t~glieh an der Spaltlampe kontrolliert und den Augenhinter- grund gespiegelt. 4, 6, 9 und 12 Tage naeh der Injektion wurde das reehte Auge jeweils eines Tieres enukleiert und naeh Punktion der Vorderkammer unter dem Pr~pariermikroskop in seine einzelnen Absehnitte zerlegt.

Die AktivitS, tsmessungen wurden mit dem Szintillationsz~hler FH 439 [Bohr- loeh-KristMh 35 ;~ - - 50 mm NaJ (T1) in einem Knpfergeh~use] des grogen Strah- lungsmeBger~tes FH49 der l~irma Frieseke u. Hoepfner, Erlangen, durehgefiihrt 1. Die Impulse wurden 2 min lang gemessen und unter Beriicksiehtigung des Null- wertes auf 1 rain bezogem

Besprechung der Ergebnisse

E inen auischluBreichen E inb l i ek in die Resorpt ionsverhi~l tnisse ge- s t a r t e r uns sehon die Gegeni ibers te l lung der Gesamtakt iv i t /~ t des Auges naeh 4, 6, 9 und 12 Tagen und der zum gleiehen Ze i t punk t gemessenen

1 Fiir die teehnische Durchiiihrung und Messungen bin ieh I~errn Dr. reed. H. HIJNDEStLAGEN und Frl. E. tIEIDKX~PER, beide aus der Abteilung far Strahlen- biologie und Isotopenforsehung (Leiter: Prof. Dr. Dr. E. H. GR~UL) an der Uni- versit~ts-StrahlenMinik Marburg a. d. Lahn (Direktor: Prof. Dr. nit MESXlL ~)~ Roe~tv.~]~5;T) zu Dank verpfliehtet.

Resorption und Verteilung isotopenm~rkierter Allergene 47

Aktivitiit in 0,1 em 3 der KontrollSsung (Tabelle 1 uud Abb. i). W~hrend in den ersten 4 Tagen rtmd 73 % des injizierten Allergens in den Organis- mus abwanderte (und dort zur allgemeinen

Allergisierung ffihrte), ist das weitere Resorp- tionsvermSgen in den aktivit~t d fo]genden Tagen stark reduziert. So warden, wenn man die individu- elle Schwankungsbreite auSer acht l~$t, in den nachsten 2 Tagen nur weitere 5,04%, in den folgenden 3 Tagen sogar nut 3,9 % des verbliebe- hen Allergens in den fibrigen Organismus aufgenommen. Eine Ansnahme scheint lediglich das am 12. Tage enuldeierte Kaninchen zu machen, das aueh ldiniseh ge- genfiber den anderen Versuchstieren eine st~rkere Reaktion zeigte. Auf diese Besonderheit werden wir sparer noch nigher eingehen.

Einen genauen Aufsehlu$ fiber die Resorptionsverhs des in den GlaskSrper injizierten Antigens gewinnen wir aber erst dutch die Aktivitatsmessungen der einzelnen Augenabsehnitte. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 zusammen- gefaBt. In Prozenten umgerechnet wurden demnach naeh 4 Tagen be- reits 76,62% aus dem GlaskSrper resorbiert, in den n/~ehsten 2 Tagen abet nut weitere 4,51%, in den n~chsten 3 Tagen nur noeh 2,85%. Interessant ist hierbei ein Vergleieh derAktivitat des Glask5rpers des am 9. und 12. Tage enukleierten Auges.

TabeHe 1. Gegeniiberstellung der au i 1 rain bezogenen Impulszahlen in 0,1 cm 3 der Kontroll-L6sung und

des gesamten Auges zu verschiedenen Zeiten. In der letzten Sparte ist die jeweflige Gesamt-

des Auges in Prozenten angegeben.

Eingesetzte Aktivit~t . .

Nach 4 T~gen . Nach 6 Tagen . Nach 9 Tagen . Naeh 12 Tagen.

A k t i v i t ~ t d e r Kon t ro l l -

LSsung (0,1 c m ~)

I m p u l s e / m i u

982600 565900 501400 359600 268500

G e s a m t - G e s a m t - a k t i v i t ~ t a k t i v i t ~ t des A u g e s des A u g e s I m p u l s e / in %

r a i n

982 600 100,0 154720 27,34 111950 22,30 66146 18,40 76508 28,49

1000000 950

9OO

gSO

6O0

750

700

050

= #OO

$50

%00 O#C

400 3$0 3OO 2b-O 2OO

i

!t ,,

\ \ i

:ooooo " " ~ ~

: I : 6' 3 Tage /2

A b b . 1. Kurvenmi~13iger V e r l a u f d e r i n Tabe l l e 1 a n g e f t i h r t e n I m p u l s z a h l e n s o w i e t ier j ew e i l s i r a G l a s k S r p e r g e f u n d e n e n ~vVerte. D i e O r d i n a t e z e i g t d i e i n 1 r a i n g e m e s s e n e n I m p u l s e , d ie A b s z i s s e d e n Z e i t p u n k t d e r M e s s u n g . - A k t i v i t ~ t s - a b f a l l t ier K o n t r o l l - L 6 s u n g ; - - - - - - Ge- s a m t a k t i v i t ~ t des A u g e s ; - - . - . - A k -

t i v i t ~ t des G l a s k 6 r p e r s

Es zeigt sich ngmlich, daf~ die Impulszahlen bei beiden praktisch gleieh sind und dab die hShere Gesamtaktivitat des Auges beim letzten

48 JOE I~ENRY RODENtlJ~USER:

Versuchstier nur durch einen hTheren Aktivitgtsanteil der Retina und be- sonders der Urea bedingt ist. Eine Erklgrung hierfiir findet man in dem klinischen Verhalten beider Tiere. So zeigte das am 12. Tage enukleierte

Kaninchenauge sehon am 6. Tage naeh der Injektion eine zunehmende Reaktion yon seiten der Aderhaut in Form einer retroretinalen Ex- sudation, die in den folgenden Tagen die Netzhaut zu beiden Seiten der Markfliigel hochblasig abhob. Das am 9. Tage enukleierte Kaninehen- auge reagierte dagegen erst am 8. Tage mit einer nur geringgradigen retroretinalen Exsudation. (Die vornehmliche I~eaktion der hinteren

Tabelle 2. Impulszahlen der einzelnen Augenabschnitte zu verschiedenen Zeiten nach in#lotion yon 0,1 cm a mittels 1,34 Milcrocurie lalJod mar/cierter RinderalbuminlSsung

in den Glaslc6rper des Kaninchenauges

Cornea . . . . Humor aquaeus Lens . . . . . Corp. vitreum . Retina . . . .

V v e a . . . . . Selera . . . . Gesamtaktivitgt

des Auges . .

Impulse/min ~ach

4 Tagen 6 Tagen

183 587 2058 1343 7273 301

132299 94604 3954 3482 3676 8045 5277 3588

154720 111950

9 Tagen I 12 Tagen

227 75 712 579 651 119

57600 57877 1521 2424 2827 13841 2608 1593

66146 76508

Uvea beruht auf unserer Versuehsanordnung, da wir im Gegensatz zu den anderen Autoren das Allergendepot in den hinteren Glask6rperab- schnitt dieht vor die Markfliigel setzten.) I)ieser Befund lgBt unseres Eraehtens nur die eine Sehlul~folgerung zu, dab das allergisch-entziind- liehe 0dem einen bedeutenden Einflu3 aui das weitere Resorptions- verm6gen des in den Glask6rper eingeiiihrten Antigens und zwar im Sinne einer Verz6gerung ausfibt.

Aus dieser Tabelle k6nnea wit auBerdem bei der Verteilung isotopen- markierter Allergene nach intravitrealer Zufuhr eine Bevorzugung der Urea and der l~etina erkennen, deren vorwiegende Betefligung an allergi- sehen Vorggngen uns ja dutch klinisehe and histologisehe Befunde ge- lgufig ist. Der bei unserer Versuchsanordnung gefundene Aktivitgts- gehalt der Sklera liegt sioherlich zu hoeh. Die Ursache diirfte darin liegen, dab die Aktivitgtsantefle der Vortexvenen und des skleralen Optieusabsehnittes aus teehnisehen Grtinden mit einbezogen sind.

Diskussion Die heute allgemein vertretene Ansieht, dag die im Anschlug an

eine einmalige Allergenzufuhr in den Glask6rper auftretenden entzfind- lichert Vergnderungen eine lokaIanaphylaktisehe Erscheinung darstellt,

Resorption und Vcrteilung isotopenm~rkierter Allcrgene 49

konnten wir durch Verfolgung des SchicksMs jodmarkierter Albumin- 15sung im Kaninchenauge besti~tigen.

Wie unsere Versuehe ergeben, wird bereits in den ersten Tagen der grSBte Tell des injizierten Allergens durch Blur undLymphbahnen in den fibrigen Organismus abgefiihrt. Ein weitaus geringerer Teil wird in dem Augengewebe selbst fixiert und fiihrt dort zu einer allm~hlieh anstei- genden AntikSrperbildung. Mit zunehmender lokaler Allergisierung (nach 4--6 Tagen) ist die weitere Resorption auffallend verz5gert. Hat die AntikSrperbildung eine gewisse HShe erreieht, so t r i t t das mit dem stetigen, wenn aueh jetzt sehr tri~gen intraoeularen Flfissigkeitsweehsel an die St~tte der AntikSrperbildung gelangende Allergen mit dem spezifischen Antik6rper in Bindung. Als Folge dieser Antigen-Anti- k6rperreaktion werden histamin~.hnliche Substanzen freigesetzt, die ffir den darsuf ~olgenden sllergisch-hyperergisehen EntzfindungsprozeB versntwortlich zu mschen sind.

Den sich dabei sbspielenden Vorg~ngen entsprieht such dss klinisch zu beobschtende VerhMten des Auges nsch intrsvitreMer Antigenzufuhr. Mit Nschlsssen der ,,normalen" Antigenresorption klingt der erste Entziindungssehub naeh etws 4 Tsgen ab. Er wird n u t durch den Fremdstoff hervorgeru~en trod kann dsher Ms primiir-toxisch angesehen werden. Nsch 6--10 Tsgen folgt ein erneuter Entzfindungsschub, der den ersten an Intensiti~t fibertrifft und suf einer Mlergiseh-hyper- ergisehen tCeaktion beruht.

Zusammenfassung Auf Grand experimenteller Untersuchungen mittels 131Jod mar-

kierter Rinders]buminl6sung l~I~t sieh die bisherige Vermutung be- st~tigen, dab die Wirkung des Antigens nsch einJmaliger Zufuhr in den Glssk6rper infolge einer dureh die lokMe A]lergisierung bedingten Re- sorptionsverz5gerung der Wirkung einer weiteren Allergenzufuhr, d.h. einer Zweitinjektion gleiehkommt.

Die sich dsbei abspielenden Vorg/~nge benStigen bei einmMiger Injektion nur eine l~ngere Zeit. Sic laufen gewissermsBen im Zeitlupen- tempo ab und setzen - - da nur noeh ein geringer Allergenrest zur Ver- ffigung steht - - such nut einen geringen Gewebsschaden. Bei der ]%ein- jektion dagegen sntwortet der Organismus durch eine Sofortreaktion, die zwar stiirmisch verl~uft, aber keineswegs ein anderes morphologisches Substrat erkennen laBt.

Literatur ELSCHNIG, A. : Studien zur sympathisehen Ophthalmic. Albrecht v. Graefes

Arch. Ophthal. 75, 459--473 (1910). - - FII~ATOW, W. : 13bet den Einflul~ des nor- mMen und immunh~Lmolytisehen Serums aufs Auge. Klin. Mbl. Augenheilk. 46, 98--99 (1908). - - GoLowlN, S. : Hypothese der autozytotoxisehen Entstehung yon

Albrecht v. Graefes Arch. Oph~hal. Bd. 161 4

50 J. H. RODEI~I-IXUSER: l~esorption und Ver~eilung isotopenm~rkierter Allergene

Augenerkrankungen. Klin. Mbl. Augenheilk. 47, 150--155 (1909). - - HA~sE~, K. : Pathologische Physiologie. Die FunktionsstSrungen durch die Allergen-Anti- kSrper-Reaktion. In: Allergie, 3. Aufi., S. 119--139. Stuttgart: Georg Thieme 1957. - - IGA, F. : Uber Herdreaktionen an den unberiihrten Augen nach paren- teraler Zufuhr yon artfremdem Serum. Klin. Mbl. Augenheilk. 84, 449--478 (1930). KLIlqGE, F., U. I-I. G. FASSBENDEI~: Pathologische Anatomie der experimentellen Grundlagen. In: Allergie, 3. Aufl., S. 86--118. Stuttgart: Georg Thieme 1957. - - Xf3MM~L, R. : Uber anaphylaktische Erseheinungen am Auge. Albrecht v. Graefes Arch. O10hthal. 77, 393--408 (1910). - - RIEHM, W.: Experimentelles zur Ana- phylaxieforschung. Heidelberger Ber. 48, 217--227 (1930). - - Erkrankungen des Auges und Allergie. In: Allergie, 3. Aufl., S. 954--996. Stuttgart: Georg Thieme 1957. - - SATTLEI~, C. H. : Untersuchungen fiber die Wirkung yon Blutserum nach Einspritzung ins Auge. Arch. Augenheilk. 64, 390~404 (1909). - - SC~IDT, H. : Serologische Grundlagen. In: Allergie, 3. Aufl., 8 .44--60. Stuttgart : Georg Thieme 1 9 5 7 . - Die Serumkrankheit. In: Allergie, 3. Aufl., S. 342--354. Stutt- gart: Georg Thieme 1957.

Dr. J. H. I~ODENIt)~USEB,, Marburg a. d. Lahn, Universit~ts-Augenklinik, Robert-Koeh-Str. 4