VVB VVB LAUFERSWEILER VERLAG édition scientifique S Y L K E G R A L L A K O R N E A L E S E N S I B I L I T Ä T B R A C H Y - U N D M E S O Z E P H A L E R K A T Z E N INAUGURAL-DISSERTATION zur Erlangung des Grades eines Dr. med. vet. beim Fachbereich Veterinärmedizin der Justus-Liebig-Universität Gießen SYLKE GRALLA Vergleich der kornealen Sensibilität von brachyzephalen und mesozephalen Katzen unter besonderer Berücksichtigung des Brachyzephaliegrades Photo back cover: Benjamin Becker VVB LAUFERSWEILER VERLAG STAUFENBERGRING 15 D-35396 GIESSEN Tel: 0641-5599888 Fax: -5599890 redaktion@doktorverlag.de www.doktorverlag.de VVB LAUFERSWEILER VERLAG édition scientifique 9 7 8 3 8 3 5 9 6 1 6 0 9 ISBN: 978-3-8359-6160-9 Das Werk ist in allen seinen Teilen urheberrechtlich geschützt. Die rechtliche Verantwortung für den gesamten Inhalt dieses Buches liegt ausschließlich bei dem Autor dieses Werkes. Jede Verwertung ist ohne schriftliche Zustimmung des Autors oder des Verlages unzulässig. Das gilt insbesondere für Vervielfältigungen, Übersetzungen, Mikroverfilmungen und die Einspeicherung in und Verarbeitung durch elektronische Systeme. 1. Auflage 2014 All rights reserved. No part of this publication may be reproduced, stored in a retrieval system, or transmitted, in any form or by any means, electronic, mechanical, photocopying, recording, or otherwise, without the prior written permission of the Author or the Publishers. st1 Edition 2014 © 2014 by VVB LAUFERSWEILER VERLAG, Giessen Printed in Germany VVB LAUFERSWEILER VERLAG STAUFENBERGRING 15, D-35396 GIESSEN Tel: 0641-5599888 Fax: 0641-5599890 email: redaktion@doktorverlag.de www.doktorverlag.de édition scientifique Aus dem Klinikum Veterinärmedizin Klinik für Kleintiere - Chirurgie der Justus-Liebig-Universität Gießen Betreuer: Dr. Dr. h.c. Martin Kramer Vergleich der kornealen Sensibilität von brachyzephalen und mesozephalen Katzen unter besonderer Berücksichtigung des Brachyzephaliegrades INAUGURAL-DISSERTATION zur Erlangung des Grades eines Dr. med. vet. beim Fachbereich Veterinärmedizin der Justus-Liebig-Universität Gießen eingereicht von Sylke Gralla Tierärztin aus Freiberg Gießen 2014 Mit Genehmigung des Fachbereichs Veterinärmedizin der Justus-Liebig-Universität Gießen Dekan: Prof. Dr. Dr. h.c. Martin Kramer 1. Gutachter: Prof. Dr. Dr. h.c. Martin Kramer 2. Gutachter: Prof. Dr. Eberhard Burkhardt Tag der Disputation: 04.02.2014 meinen Eltern Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung und Ziele 5 2 Literaturübersicht 7 2.1 Bulbus oculi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 2.2 Hornhaut . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2.2.1 Anatomie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2.2.2 Histologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2.2.3 Sensible Innervation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.2.4 Physiologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 2.2.5 Funktion der Kornea . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2.3 Korneale Sensibilität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2.3.1 Bedeutung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2.3.2 Ästhesiometrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2.3.3 Einflüsse auf die Hornhautsensibilität . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 2.3.4 Hornhautsensibilitätsmessung bei der Katze . . . . . . . . . . . . . . 32 2.4 Brachyzephalie bei der Katze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 2.4.1 Gradeinteilung der felinen Brachyzephalie . . . . . . . . . . . . . . . 35 2.4.2 Rasseprädisposition für bestimmte Augenerkrankungen bei brachy- zephalen Katzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 2.5 Messung der Tränenproduktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 3 Material und Methoden 39 3.1 Studienaufbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 3.2 Patientengut . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 3.3 Signalement und Anamnese . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 3.4 Allgemeine klinische Untersuchung und Gruppenzuordnung . . . . . . . . . 40 3.5 Spezielle Untersuchung der Augen und deren Anhangsorgane . . . . . . . . 43 3.5.1 Ästhesiometrische Augenuntersuchung . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 3.5.2 Schirmer-Tränen-Test I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 3.5.3 Lufttemperatur und Luftfeuchtigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 3.6 Nachsorge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 3.7 Statistische Auswertung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 4 Ergebnisse 47 4.1 Patientendaten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 4.1.1 Geschlecht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 4.1.2 Alter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 4.1.3 Rassen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 4.1.4 Brachyzephaliegrad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 4.1.5 Irisfarbe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 4.1.6 Lufttemperatur und Luftfeuchtigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 4.2 Messergebnisse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 4.2.1 Ästhesiometrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 4.2.2 Schirmer-Tränen-Test I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 4.2.3 Fluoreszeintest . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 5 Diskussion 68 5.1 Diskussion der Methode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 5.2 Diskussion der Ergebnisse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 5.2.1 Hornhautsensibilität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 5.2.2 Schirmer-Tränen-Test I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 5.3 Klinische Schlussfolgerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 6 Zusammenfassung 86 7 Summary 88 8 Literaturverzeichnis 90 A Anhang 102 A.1 Studienprotokoll . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102 A.2 Messdaten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 B Abbildungsverzeichnis 110 C Tabellenverzeichnis 112 D Abkürzungsverzeichnis 113 . 5 1 Einleitung und Ziele Brachyzephale Rassen, sowohl Hunde- als auch Katzenrassen, haben aufgrund ihres verkürzten Gesichtsschädels häufig nicht nur vermehrt Probleme mit der Atmung, sondern zeigen im Vergleich zu anderen Rassen eine erhöhte Prädisposition gegenüber bestimmten Augenerkrankungen (BARNETT und CRISPIN, 1998, STADES et al., 1998, CULLEN et al., 2005b, DUBIELZIG et al., 2010). Beim Hund werden bestimmte Erkrankungen der Lider, Bindehäute und Hornhaut, die im Zusammenhang mit der brachyzephalen Kopfform stehen, unter dem Begriff des okulären Brachyzephalen-Syndroms zusammengefasst. Dazu gehören das nasale Entropium des Unterlides, flache Orbitae und der dadurch bedingte rassetypische Exophthalmus, das Makroblepharon, der Lagophthalmus, die Nasenfalten- trichiasis, die Keratitis superficialis pigmentosa sowie Epiphora (MAGGS, 2008c). Dabei stellt sich die Frage, ob diese erhöhte Prädisposition auch bei Katzen im Zusammenhang mit der Brachyzephalie steht. Dies erscheint von Relevanz, da unter den 10 beliebtesten Katzenrassen nach wie vor brachyzephale Katzenrassen auf den vorderen Plätzen vertreten sind. So kommen Erkrankungen wie z.B. Abflussstörungen der Tränenflüssigkeit durch den Tränennasenkanal deutlich häufiger bei brachyzephalen als bei mesozephalen Katzenrassen vor (MAGGS, 2008c, PETERSON-JONES und STANLEY, 2009). Eine besondere Prädisposition für die Keratoconjunktivitis sicca und Korneasequester haben vor allem Perserkatzen (BARNETT und CRISPIN, 1998). Als mögliche Ursache wird in der Litera- tur unter anderem eine herabgesetzte Hornhautsensibilität genannt (WAGNER, 2002). In verschiedenen Studien werden Untersuchungen bezüglich der kornealen Sensibi- lität und Innervation der Hornhaut bei mesozephalen Katzen und Hunden durchgeführt (CHAN-LING, 1989, BLOCKER und VAN DER WOERDT, 2001, WAGNER, 2002, KAFARNIK, 2003, KAFARNIK et al., 2007, KAFARNIK et al., 2008). Zum Teil werden auch brachyzephale und mesozephale Katzen bzw. Hunde miteinander verglichen, dies allerdings mit der Einschränkung, dass in keiner Studie der Grad der Brachyzephalie der untersuchten Tiere beschrieben wird (BLOCKER und VAN DER WOERDT, 2001, WAGNER, 2002, KAFARNIK, 2003). In einer Studie ist zudem ein zu niedriges Ergebnis des Schirmer-Tränen-Tests I (STT I) (< 5 mm/min) ein Ausschlusskriterium (BLOCKER und VAN DER WOERDT, 2001), obwohl bei der Katze ein STT I-Ergebnis von weni- ger als 5 mm pro Minute ohne klinische Symptome als physiologisch beschrieben wird (BARNETT und CRISPIN, 1998, MAGGS, 2008a). In der vorliegenden Arbeit soll die korneale Sensibilität von mesozephalen Katzenrassen im Vergleich zu brachyzephalen Katzenrassen in Abhängigkeit vom Brachyzephaliegrad bestimmt werden. Es soll untersucht werden, ob brachyzephale Katzen im Vergleich zu 6 Einleitung und Ziele mesozephalen Katzen eine geringere Sensibilität der Kornea haben. Des Weiteren soll fest- gestellt werden, ob diese mit steigendem Brachyzephaliegrad abnimmt. Als Nebenfragestel- lung soll geklärt werden, ob auch Faktoren wie Reiztränenproduktionsrate, Rasse, Alter, Geschlecht oder Irisfarbe einen Einfluss auf die korneale Sensibilität der Katze haben. In humanmedizinischen Studien konnte gezeigt werden, dass es beim chronisch trockenen Auge zu einer Abnahme der kornealen Sensibilität kommt. (BOURCIER et al., 2005, TOKER und ASFUROGLU, 2010). WIESER und Mitarbeiter (2012) können keine sichere Korrelation zwischen der kornealen Sensibilität und der Differenz von Reiztränensekretion und basaler Tränensekretion (STT I - STT II) feststellen. 7 2 Literaturübersicht 2.1 Bulbus oculi Der Augapfel (Bulbus oculi), der bei der Katze eine Größe von ca. 21 mm hat und annähernd kugelförmig ist (FRIEDE, 1933, SAMUELSON, 2007), befindet sich in der knöchernen Orbita, und stellt das Rezeptororgan der Sinneswahrnehmung des Sehens dar. Die Katze ist das Haustier mit dem zum Körpergewicht relativ größten Augapfel (CLERC und KRÄHENMANN, 1990). Der Sehnerv (Nervus opticus) verbindet den Augapfel mit den zentralen Sehbahnen und den Sehzentren (Area optica) im Gehirn (KÖNIG und LIEBICH, 2002, SIMOENS und GILLE, 2005). Der Bulbus oculi hat eine dreischichtige Wand: die äußere fibröse Augenhaut, die sich aus der weißen Lederhaut (Sklera) und der durchsichtigen Hornhaut (Kornea) zusammensetzt, die mittlere nährende Aderhaut (Choroidea) und die innere ner- vale Netzhaut (Retina) (CLERC und KRÄHENMANN, 1990, KÖNIG und LIEBICH, 2002, SIMOENS und GILLE, 2005, SAMUELSON, 2007) (siehe Abb. 1). Der Innenraum des Bulbus oculi wird unterteilt in die vordere Augenkammer (Camera anterior bulbi), die sich zwischen Kornea und Vorderseite der Iris befindet, die hintere Augenkammer (Camera posterior bulbi), die sich zwischen der Rückseite der Iris, dem Ziliarkörper, den Zonulafa- sern und der Linse befindet und dem Glaskörperraum (Camera vitrea bulbi), welcher sich von der Hinterfläche der Linse, der Zonulafasern und des Ziliarkörpers bis zur Netzhaut erstreckt (KÖNIG und LIEBICH, 2002, SIMOENS und GILLE, 2005). Abbildung 1: Schematische Darstellung der Anatomie des Bulbus oculi im Sagittalschnitt durch den vertikalen Meridian mit Beschriftung der inneren Augenstruktu- ren. 8 Literaturübersicht Zu den Hilfs- und Nebenorganen des Auges zählen die Lider (Palpebrae), die Lidbin- dehaut (Tunica conjunctiva), die Nickhaut (Membrana nicitans) und der Tränenapparat (Apparatus lacrimalis). Ebenso gehören die äußeren Augenmuskeln (Musculi bulbi) mit ihren Faszien, Gefäßen, Nerven und dem orbitalen Fettgewebe, die sich zusammen mit dem Bulbus oculi in der knöchernen Orbita befinden, dazu (CLERC und KRÄHENMANN, 1990, KÖNIG und LIEBICH, 2002, SIMOENS und GILLE, 2005, SAMUELSON, 2007). Zur genauen Orientierung am Bulbus werden verschiedene Lage- und Richtungsbe- zeichnungen angewendet. Der Scheitelpunkt der Kornea bildet den vorderen bzw. distalen Augenpol (Polus anterior bulbi oculi). Der proximale bzw. hintere Augenpol (Polus posteri- or) befindet sich auf der Hinterseite des Bulbus (KÖNIG und LIEBICH, 2002, SIMOENS und GILLE, 2005, SAMUELSON, 2007, MILLER, 2008a). Als Meridiane werden Ver- bindungslinien zwischen dem vorderen und hinteren Augenpol bezeichnet (KÖNIG und LIEBICH, 2002). Das Auge kann durch den vertikalen und horizontalen Hauptmeridian in vier Quadranten unterteilt werden (KÖNIG und LIEBICH, 2002, SAMUELSON, 2007, MILLER, 2008a). Daraus ergibt sich auch die Einteilung der Hornhautoberfläche in vier Quadranten (siehe Abb. 2), die nach ihrer Lage wie folgend benannt sind: dorso-nasal, dorso-temporal, ventro-temporal und ventro-nasal (NICKEL et al., 2004). Abbildung 2: Einteilung einer Katzenkornea in vier Quadranten: dorso-temporal (dt), dorso-nasal (dn), ventrotemporal (vt) und ventro-nasal (vn). Literaturübersicht 9 Als optische Achse (Axis opticus) wird die gedachte Verbindungslinie durch die Mit- telpunkte der verschiedenen lichtbrechenden Medien (Kornea, Kammerwasser, Linse und Glaskörper) bezeichnet, die durch die Pupille und anschließend auf die Mitte der Netzhaut trifft (KÖNIG und LIEBICH, 2002, SIMOENS und GILLE, 2005). 2.2 Hornhaut 2.2.1 Anatomie Im Bereich des vorderen Augenpols ist die äußere Augenhaut stärker gewölbt und trans- parent. Dieser Anteil entspricht der Kornea und macht bei der Katze mit einer ungefähren Fläche von 316 mm2 (NAGY et al., 2007) etwa zwei Fünftel der Fläche des Augapfels aus (CLERC und KRÄHENMANN, 1990). Der mittlere horizontale Durchmesser der Kornea beträgt bei der Katze 17 mm, der vertikale 16 mm (FRIEDE, 1933). Ihr Zentrum, welches gleichzeitig den vorderen Augenpol darstellt und damit der Punkt mit maximaler Vorwölbung ist, wird auch als Vertex corneae bezeichnet (KÖNIG und LIEBICH, 2002, SIMOENS und GILLE, 2005). Die Kornea der Katze weist nach MOODIE und Mitarbei- tern (2001) mit einem Alter von 1-3 Jahren eine Brechkraft von ca. 39 Dioptrien (dpt) auf, womit die Hornhaut der Katze erheblich flacher als die des Menschen ist. Die Brechkraft ergibt sich aus dem Brechungsindex der Kornea und deren Krümmungsradius. Die periphere Umrandung der Kornea wird als Limbus corneae bezeichnet, der beim Fleischfresser und Menschen nahezu kreisförmig verläuft (KÖNIG und LIEBICH, 2002, SIMOENS und GILLE, 2005). An diesem Übergang von Sklera zu Kornea ist außen eine seichte Rinne erkennbar, der Kornealfalz (Sulcus sclerae) (SIMOENS und GILLE, 2005). Im vorderen Randbezirk der Sklera ist diese besonders beim Fleischfresser zu einem Skleral- wulst verdickt (bis 1,5 mm Dicke bei der Katze). Innenseitig liegt diesem ein bindegewebig- elastischer Grenzring (Anulus sclerae) an, auf dem der M. ciliaris verankert ist (KÖNIG und LIEBICH, 2002, SIMOENS und GILLE, 2005). Die Kornea ist frei von Lymph- und Blutgefäßen. Lediglich im Limbusbereich befindet sich ein zartes Gefäßnetz. Über dieses sowie aus der Tränenflüssigkeit, dem Kammerwasser der vorderen Augenkammer, der palpebralen Konjunktiva und der Atmosphäre erfolgt die Ernährung der Kornea mittels Diffusion (KÖNIG und LIEBICH, 2002, SIMOENS und GILLE, 2005). Als berührungsempfindliches Organ ist die Kornea reich an sensiblen Schmerzrezeptoren der Nn. ciliares longi, die Äste des N. ophthalmicus sind, der aus dem N. trigeminus entspringt (CHAN-LING, 1989, SALOMON, 2005, SAMUELSON, 2007). Angaben zur Dicke der adulten Katzenhornhaut schwanken zwischen 0,5 mm und 1,0 mm (FRIEDE, 1933, SIMOENS und GILLE, 2005, SAMUELSON, 2007), wobei sich zusätzlich die Dicke im Zentrum und in der Peripherie unterscheidet (siehe Tab. 1) 10 Literaturübersicht (SCHOSTER et al., 1995, SAMUELSON, 2007). MOODIE und Mitarbeiter (2001) ermit- teln eine durchschnittliche Dicke der zentralen Hornhaut zwischen 0,37 mm für 9 Wochen alte Katzen und 0,56 mm für 67 Wochen alte Katzen. KAFARNIK und Mitarbeiter (2007) bestimmen mit einem anderen Messverfahren, der konfokalen Mikroskopie (in vivo), einen Wert von 0,565 mm ± 95 µm im Bereich der zentralen Kornea bei Katzen mit einem Alter von weniger als 12 Monaten, sowie 0,598 mm ± 35 µm bei Katzen mit einem Alter von über einem Jahr. SCHOSTER und Mitarbeiter (1995) zeigen mittels Ultraschall-Pachymetrie, dass die Hornhautdicke bei der Katze nicht uniform ist, sondern je nach Hornhautlokali- sation zwischen 0,523 mm bis 0,559 mm variiert. Die verschiedenen Hornhautdicken sind in Tab. 1 ersichtlich. Tabelle 1: Mittels Ultraschall-Pachymetrie gemessene Hornhautdicken der Katze (SCHOSTER et al., 1995). Hornhautlokalisation Hornhautdicke in mm Dorsal-peripher 0,538 ± 0,039 Dorso-nasal-peripher 0,523 ± 0,041 Nasal-peripher 0,530 ± 0,042 Ventro-nasal-peripher 0,538 ± 0,042 Ventral-peripher 0,539 ± 0,037 Ventro-temporal-peripher 0,548 ± 0,040 Temporal-peripher 0,559 ± 0,043 Dorso-temporal-peripher 0,558 ± 0,037 Zentral 0,546 ± 0,048 2.2.2 Histologie Die Kornea weist bei der mikroskopischen Betrachtung eine Schichtung mit 5 verschiedenen Abschnitten auf (siehe Abb. 3). Die äußerste Schicht der Hornhaut ist das vordere Horn- hautepithel (Epithelium anterius) und besteht aus einem mehrschichtigen, unverhornten Plattenepithel (SIMOENS & GILLE, 2005, SAMUELSON, 2007). Das vordere Hornhaut- epithel ist bei domestizierten Karnivoren zwischen 25 und 40 µm dick (SAMUELSON, 2007). Das Plattenepithel des vorderen Hornhautepithels besteht bei Katze, Hund und Vogel im Gegensatz zu anderen Tierarten aus lediglich einer säulenförmigen Zellschicht von Basalzellen, die der Basalmembran anliegen, nach anterior angrenzend aus zwei bis drei Schichten polyedrischer Zellen, die das Stratum spinosum bilden, und anterior aus zwei Literaturübersicht 11 bis drei Schichten unverhornter Epithelzellen (Stratum superficiale) (SAMUELSON, 2007). Vor allem im zentralen Anteil der Kornea weist das vordere Hornhautepithel, unter ande- rem aufgrund der von Epithelzellen ausgebildeten Mikrovilli und Mikroplicae, eine rauere Oberfläche auf. Dies ist einer der Mechanismen, durch den der präokulare Tränenfilm konstant auf der kornealen Oberfläche gehalten wird (SAMUELSON, 2007). Die Basalmembran des vorderen Hornhautepithels wird als vordere Grenzmembran (Lamina limitans anterior) oder auch als Bowman-Membran bezeichnet (SIMOENS und GILLE, 2005). Diese ist ca. 30 bis 50 nm dick und besteht aus Kollagenfaserfibrillen vom Typ I, III, V und VI sowie aus verschiedenen Glykoproteinen (GORDON et al., 1994, SAMUELSON, 2007). Auf die Lamina limitans anterior folgt nach posterior die Hauptschicht der Hornhaut, das Hornhautstroma (Substantia propria corneae) (SIMOENS und GILLE, 2005), das etwa 90 % der Gesamtdicke der Hornhaut ausmacht (SAMUELSON, 2007). Das Stroma besteht aus strukturlosen, oberflächenparallel verlaufenden Lamellen von Kollagenfaserbündeln, die über den gesamten Durchmesser der Kornea ziehen (GUM et al., 2007, SAMUEL- SON, 2007). Innerhalb einer Lamelle sind sämtliche Kollagenfibrillen parallel angeordnet, die Verlaufsrichtung der verschiedenen Lamellen zueinander unterscheidet sich hingegen stark (GUM et al., 2007, SAMUELSON, 2007). Innerhalb des anterior liegenden Drit- tels des Stromas sind die einzelnen Lamellen schmaler und dünner im Vergleich zu den posterior liegenden 2/3 des Stromas (DAWSON et al., 2011). Während die verschiedenen Lamellen innerhalb des anterior liegenden Drittels ungeordnet, verflochten und in ver- schiedenen Winkeln zueinander liegen, sind die Lamellen in den posterior liegenden zwei Dritteln fast orthogonal und unverflochten zueinander angeordnet (DAWSON et al., 2011). Diese Lamellenanordnung gewährleistet eine maximale räumliche Steifigkeit und Elasti- zität (DAWSON et al., 2011). Zwischen den Lamellen befinden sich ortsfeste Fibrozyten, welche auch als Keratozyten bezeichnet werden (SAMUELSON, 2007). Keratozyten sind durch einen schmalen Kern, undefinierte Zellgrenzen und zarte Zellmembranen gekenn- zeichnet. Bei tiefen Verletzungen der Kornea sind diese in der Lage, sich in Fibroblasten umzuwandeln und nicht transparentes Narbengewebe zu bilden (SAMUELSON, 2007). Neben den ortsständigen Zellen befinden sich im Stroma auch nicht ortsfeste Zellen, bei denen es sich in der Regel um Leukozyten handelt, die vom Limbus aus eingewandert sind (SAMUELSON, 2007). Auf die Substantia propria corneae folgt die hintere Grenzmembran (Lamina limitans posterior), die Descemet-Membran genannt wird (SIMOENS und GILLE, 2005, SAMUEL- SON, 2007). Sie ist genau genommen eine übermäßig verdickte Basalmembran des hinteren Hornhautepithels und somit eine homogene, azelluläre Membran, welche die innere protek- tive Grenzschicht der Kornea bildet (SAMUELSON, 2007). Das Kollagen der Descemet- 12 Literaturübersicht Membran besteht aus zahlreichen Kollagenfasertypen, den Typen I, III, IV, V, VI und VIII (SAMUELSON, 2007). Im Laufe des Alters nimmt die Schichtdicke der Descemet- Membran weiter zu, da die Endothelzellen kontinuierlich und lebenslang Kollagen sezernie- ren (SAMUELSON, 2007, MAGGS, 2008b). Aufgrund ihrer extremen Dehnfähigkeit zieht sie sich bei Verletzung zusammen und bildet feste Knäule (SAMUELSON, 2007, MAGGS, 2008b). Abbildung 3: Histologischer Schnitt (H/E-Färbung) der Katzenkornea in 5-facher Mikro- skopvergrößerung bei 1,25-facher Optovarvergrößerung (a), sowie der vorde- ren (b) und hinteren (c) Hornhautanteile in 20-facher Mikroskopvergrößerung bei 1,25-facher Optovarvergrößerung [1: vorderes Hornhautepithel (Ephi- thelium anterius), 2: vordere Grenzmembran (Lamina limitans anterior/ Bowman-Membran), 3: Substantia propria corneae, 4: hintere Grenzmem- bran (Descemet-Membran), 5: Hornhautendothel (Epithelium posterius)]. Die Descemet-Membran verbindet die Substantia propria corneae mit dem einschich- tigen Hornhautendothel (Epithelium posterius), welches in Kontakt mit dem Kammer- wasser kommt und die vordere Grenze der Vorderkammer bildet (SIMOENS und GILLE, 2005, SAMUELSON, 2007). Die Zellen weisen in der Regel eine hexagonale Form auf, die jedoch besonders bei Jungtieren nicht immer deutlich ausgeprägt ist. Die Zellen greifen fingerförmig ineinander und auf ihrer Oberfläche sind mittels Rasterelektronenmikroskop Mikrovilli und Poren erkennbar (SAMUELSON, 2007). Bei jungen Hunden beträgt die Literaturübersicht 13 Endothelzelldichte durchschnittlich bis zu 3000 Zellen/mm2 (KINDLER, 1995, SAMUEL- SON, 2007). Die Anzahl der Zellen nimmt am stärksten innerhalb des ersten Lebensjahres ab und nähert sich nach etwa vier Jahren einem Wert von 2298 Zellen/mm2 (KINDLER, 1995). Im Laufe des Lebens nimmt die Endothelzelldichte um ca. 50 % ab (SAMUELSON, 2007). 2.2.3 Sensible Innervation Die sensible Innervation der Kornea erfolgt durch die sensiblen Fasern des N. ophthalmicus, der einer der drei Hauptnervenäste des N. trigeminus ist (SIMOENS und GILLE, 2005, GUM et al., 2007, MILLER, 2008a). Innerhalb der Schädelhöhle bilden die sensorischen Anteile des N. trigeminus das Ganglion trigeminale, welchem neben dem N. ophthalmicus auch noch der N. maxillaris und N. mandibularis entspringen (SALOMON, 2005, MILLER, 2008a). Der N. zygomaticus, welcher aus dem N. maxillaris hervorgeht, innerviert die Haut des unteren Augenlides über den Ramus zygomaticofacialis sowie die Haut des temporalen Lidwinkels und das laterale Oberlid über den Ramus zygomaticotemporalis (SALOMON, 2005). Die sensible Innervation der restlichen Augenstrukturen erfolgt vollständig über den N. ophthalmicus, dessen weitere Aufzweigung in Abb. 4 verdeutlicht werden soll. Durch die Fissura orbitalis verlässt der N. ophthalmicus die Schädelhöhle und teilt sich innerhalb der Orbita in den N. frontalis, den N. lacrimalis und den N. nasociliaris (SALOMON, 2005, MILLER, 2008a). Über den N. supraorbitalis und den N. supratrochlearis des N. frontalis erfolgt die sensible Innervation der Stirnhaut und der Haut des oberen Augenlides sowie dessen Konjunktiva (SALOMON, 2005, SIMOENS und GILLE, 2005). Zusätzlich wird das temporale obere Augenlid auch von Endaufzweigungen des N. lacrimalis versorgt (SALO- MON, 2005, SIMOENS und GILLE, 2005). Aus dem stärksten Ast, dem N. nasociliaris gehen der N. ethmoidalis, der N. infratrochlearis sowie die Nn. ciliares longi ab (SALO- MON, 2005). Der N. ethmoidalis ist für die sensible Versorgung der Nasenschleimhaut ver- antwortlich. Durch Äste des N. infratrochlearis werden der nasale Augenwinkel, die nasalen Bereiche des oberen Augenlides, die Nickhaut, der Tränensack sowie die Tränenkanälchen sensibel innerviert (SALOMON, 2005). Die sensible Versorgung der Choroidea, des Zili- arkörpers, der Iris, der bulbären Konjunktiva sowie der Kornea erfolgt über die Äste der Nn. ciliares longi, welche nahe dem N. opticus in den Bulbus eintreten (SALOMON, 2005, MILLER, 2008a). Außerdem bilden die Nn. ciliares longi variable Verbindungszweige zu den Nn. ciliares breves und dem Ganglion ciliare des N. oculomotorius (SALOMON, 2005). CHAN-LING (1989) untersucht histologisch die Nervenaufzweigungen innerhalb der Kornea von 25 Hauskatzen mittels Goldchlorid-Imprägnierung. Dabei stellt er fest, dass die Hornhaut der Katze durchschnittlich von 19 Hauptnervenästen (16-20) innerviert ist, die vom hinteren Teil des mittleren Stromas radial von peripher in die Hornhaut eintreten 14 Literaturübersicht Abbildung 4: Schematische Darstellung der sensiblen Innervation des Bulbus oculi ab dem Ganglion trigeminale (modifiziert nach EBERWEIN, 2006). und sich dann innerhalb der Kornea in die vorderen und zentralen Anteile des Stroma verzweigen und den vorderen stromalen Plexus bilden (siehe Abb. 5) (CHAN-LING, 1989, MARFURT et al., 2001). Jeder dieser peripheren Hauptnervenäste besteht aus etwa 30 bis 40 Axonen, die sich immer wieder zweiteilen, um schließlich die gesamte Kornea zu innervieren (MARFURT et al., 2001, GUM et al., 2007). Durch das radiale Eintreten der Nerven kommt es im zentralen Anteil der Kornea zum umfangreichen Überlappen von Nervenästen verschiedener Seiten, so dass es bei Stimulation dieser Region zur Erregung zahlreicher afferenter Fasern kommt (GUM et al., 2007). In den peripheren Anteilen der Hornhaut sind die Nervenfaseräste zum Großteil noch myelinisiert. Diese Myelinisierung geht aber zunehmend verloren, je weiter die Nervenfaseräste Richtung zentral ziehen (GUM et al., 2007). Feine nach anterior ziehende Fasern bilden den anterioren stromalen Plexus, aber auch einen subepithelialen Plexus (CHAN-LING, 1989, MARFURT et al., 2001, KAFARNIK, 2003). Im zentralen Anteil der Hornhaut treten auch stromale Nervenfasern in das Epi- thel über und verlaufen innerhalb der epithelialen Basalzellschicht vorwiegend in Richtung zentral (CHAN-LING, 1989). Von diesen basalepithelialen Ästen gehen zahlreiche End- aufzweigung ab, die weiter nach intraepithelial ziehen (CHAN-LING, 1989, MARFURT et al., 2001, KAFARNIK et al., 2008). Im hinteren Drittel des Hornhautstromas kann CHAN-LING (1989) bei Katzen keinerlei Nerven nachweisen. KAFARNIK (2003) kann im Gegensatz dazu auch tiefstromal bis hin zur Descemet-Membran eine nervale Innervation dokumentieren. Die Nervendichte in diesem Bereich ist jedoch gering (KAFARNIK, 2003). Literaturübersicht 15 Abbildung 5: Schematische Darstellung der kornealen Innervation einer adulten Katze (modifiziert nach CHAN-LING, 1989). Die Hornhaut wird in ihrem Grund- aufbau in das Hornhautepithel (HEp), die Bowman-Membran (BM), das Hornhautstroma (HSt), die Descemet-Membran (DM) und das Hornhaut- endothel (HEn) unterteilt. Es wird die Verzweigung eines von limbal in das hintere mittlere Stroma eintretenden Hauptnerven (a) dargestellt, der die zentrale Kornea innerviert. Diese Hauptnerven bilden den vorderen stroma- len Plexus, sowie einen subepithelialen Plexus. Die Fasern des subepithelialen Plexus treten in das Hornhautepithel ein und stellen dort die basalepithelia- len Äste sowie die intraepithelialen Endaufzweigungen dar. Die Innervation der peripheren Anteile der Kornea erfolgt durch einen von subepithelial und anterior stromal eintretenden Konjunktivalnerven (b). KAFARNIK und Mitarbeiter (2008) bestimmen die Nervenfaserdichte von insgesamt 31 Tieren mittels konfokaler Mikroskopie (in vivo). Sie untersuchen dabei mesozephale und brachyzephale Hunde und Katzen. Anzumerken ist, dass KAFARNIK und Mitar- beiter (2007, 2008) die von anderen Autoren als basalepithelial bezeichneten Nervenäste als subbasalen Nervenplexus benennen. Die Arbeitsgruppe kann eine Nervenfaserdichte von 12,39 ± 5,25 mm/mm2 im subepithelialen Nervenplexus und 14,87 ± 3,08 mm/mm2 im subbasalen Nervenplexus für mesozephale Hunde sowie eine Nervenfaserdichte von 15,49 ± 2,7 mm/mm2 und 18,4 ± 3,84 mm/mm2 für Hauskatzen bestimmen. Es besteht kein signifikanter Unterschied zwischen der subepithelialen Nervenfaserdichte von meso- 16 Literaturübersicht zephalen Katzen und Hunden, die subbasale (bzw. basalepitheliale) Nervenfaserdichte hingegen ist bei der Katze signifikant größer. Außerdem stellen KAFARNIK und Mit- arbeiter (2008) sowohl subepithelial als auch subbasal eine signifikant geringere Nervenfa- serdichte bei Perserkatzen im Vergleich zu Hauskatzen fest. Bei Katzen scheint hierdurch eine Abhängigkeit des Corneal Touch Threshold (CTT) und damit der Hornhautsensibi- lität zur Nervenfaserdichte im subbasalen Nervenplexus zu bestehen (KAFARNIK et al., 2008). Zwischen brachyzephalen und mesozephalen Hunden ist dagegen kein signifikanter Unterschied sowohl in Bezug auf die Nervenfaserdichte des subepithelialen als auch in Bezug auf die des subbasalen Nervenplexus vorhanden (KAFARNIK et al., 2008). 2.2.4 Physiologie Die Kornea weist einen Zustand der relativen Dehydrierung auf, welche die Transparenz des kornealen Stromas gewährleistet (POTTS, 1962, GUM et al., 2007, MAGGS, 2008b). Um diesen Zustand zu wahren sind eine hohe metabolische Aktivität der Hornhaut und damit eine große Menge an Adenosintriphosphat (ATP) notwendig (POTTS, 1962, GUM et al., 2007). Da die Hornhaut selbst gefäßfrei ist, erfolgt die Versorgung mit Nährstoffen und Sauer- stoff über das Kammerwasser, den präokularen Tränenfilm, die Atmosphäre, die limbalen Gefäße sowie über die Gefäße der bulbären und palpebralen Konjunktiva (GUM et al., 2007, MAGGS, 2008b). Die Bildung von ATP erfolgt durch die Spaltung von Glukose, welche zum Großteil aus dem Kammerwasser zur Verfügung gestellt wird. Im Hornhaut- epithel steht sie auch über den Tränenfilm zur Verfügung (GUM et al., 2007, MAGGS, 2008b). Innerhalb der Kornea kann die Glukose auch als ihre Speicherform, dem Glykogen, vorliegen (GUM et al., 2007). Die Spaltung der Glukose und die Bildung von ATP erfolgt am Hornhautepithel vor allem durch aerobe Glykolyse. Da für diesen Prozess Sauerstoff nötig ist, geschieht dies nur bei geöffneten Lidern (GUM et al., 2007). Die Glukose stammt vor allem aus dem Stroma. Im Rahmen der Glykolyse wird Glukose zu Pyruvat metabolisiert, welches dann entweder in Laktat umgewandelt wird oder über den Citratzyklus zur ATP-Bildung beiträgt. Zusätzlich kann am Hornhautepithel die Spaltung der Glukose auch über den Pentose-Phosphat-Weg verlaufen. Es kommt zur Bildung von reduziertem Nicotinsäureamid-Adenin-Dinukleotid- Phosphat (NADPH), Ribose-5-Phosphat und reduzierten Triphosphat-Pyridinen (GUM et al., 2007). Ribose-5-Phosphat ist zur Desoxyribonukleinsäure (DNA)- und Ribonu- kleinsäure (RNA)-Synthese notwendig. Aus reduzierten Triphosphat-Pyridinen werden Lipide synthetisiert (GUM et al., 2007). Das gebildete NADPH dient als Reduktionsmittel für reduktive Biosynthesen und liefert Elektronen und Protonen (LÖFFLER, 2005). Die Keratozyten des Stromas haben im Vergleich zum Hornhautepithel und -endothel Literaturübersicht 17 eine relativ geringe metabolische Aktivität. Energie in Form von ATP ist vor allem zur Syn- these von Kollagenfibrillen und Glykosaminoglykanen notwendig (GUM et al., 2007). Die Kationen-Konzentration der Kornea und die daraus resultierende relative Dehydrierung wird durch die Natrium-Kalium-ATPase in Epithel und Endothel gewährleistet (GUM et al., 2007, MAGGS, 2008b). Dieser Kationen-Pumpmechanismus ist im Hornhautendo- thel deutlich höher als im Epithel, woraus ein etwa fünfmal höherer Energiebedarf im Vergleich zum Korneaepithel resultiert (GUM et al., 2007). Hier erfolgt die Deckung des Energiebedarfs durch anaerobe Glykolyse und darauf folgendem Pentose-Phosphat-Weg und Citratzyklus (GUM et al., 2007). Für die Aufrechterhaltung der relativen Dehydrierung ist allerdings nicht nur die Kationen-Konzentration von Relevanz, sondern auch die physikalische Barrierefunktion des Epithels und Endothels, der Tränenfilm, der intraokulare Druck und die Glykosamino- glykane. Diese sind in der Lage, Anionen, Kationen und Wasser zu binden, welche für eine regelmäßige Anordnung der Kollagenfibrillen verantwortlich sind (GUM et al., 2007, MILLER, 2008b, MILLER, 2008c, DAWSON et al., 2011). Trocknet der präokulare Tränenfilm, kommt es am Hornhautepithel zur Hypertonie und zum Austritt von Wasser aus der Kornea in den Tränenfilm (GUM et al., 2007). Auch die osmotischen Kräfte zwischen Tränenfilm, Stroma und Kammerwasser haben wahrscheinlich einen Einfluss auf die relative Dehydrierung, der genaue Mechanismus ist allerdings noch unbekannt (GUM et al., 2007). 2.2.5 Funktion der Kornea 2.2.5.1 Lichtdurchlässigkeit Die gesunde Kornea ist in der Regel glatt, glänzend, feucht, transparent und frei von jeg- lichen Auflagerungen. Die Transparenz der Kornea wird durch verschiedene anatomische und physiologische Gegebenheiten gewährleistet, u.a. aufgrund fehlender Blutgefäße und Pigmente. Das unverhornte Plattenepithel der Hornhautvorderseite wird vom präokularen Tränenfilm versorgt und bildet so eine glatte Oberfläche. Der Status der relativen Dehy- drierung, die Länge und regelmäßige Anordnung der stromalen Kollagenfibrillen tragen ihren Teil dazu bei, diese Transparenz aufrechtzuerhalten (SIMOENS und GILLE, 2005, SAMUELSON, 2007, MAGGS, 2008b). Die verschiedenen Zellschichten der Kornea resor- bieren lediglich einen geringen Teil des kurzwelligen Lichtes, während der größte Anteil des Lichtes im sichtbaren Spektrum die Kornea passiert (GUM et al., 2007). Im normalen, gesunden Hornhautgewebe tragen die Fibroblasten des Stromas zur Transparenz durch Bildung fast vollständig transparenter, kristallinartiger Proteine bei (GUM et al., 2007). Im Falle von Hornhautverletzungen kommt es zum massiven Abfall der Proteinsynthese, 18 Literaturübersicht welche dann häufig über Wochen niedrig bleibt (GUM et al., 2007). Die korneale Gesundheit wird vor allem durch den präokularen Tränenfilm, das Kammerwasser, den intraokularen Druck (IOD) und die Augenlider bestimmt. Jegliche Änderungen einer dieser Faktoren können eine Erkrankung der Kornea verursachen, die zum Verlust der Transparenz und damit auch zum Verlust oder zur Einschränkung der Sehkraft führen kann (GUM et al., 2007). Pathophysiologische Reaktionen der Kornea, die mit einem Verlust der Transparenz einhergehen können, sind z.B. ein Ödem, eine Fibrose, eine Melanose, Vaskularisation, die Infiltration des Stromas mit Leukozyten, die Akkumulation abnormaler Substanzen innerhalb des Kornea (z.B. Lipide oder Minerale) oder die stromale Malazie (MAGGS, 2008b). Die große Kornea der Katze ermöglicht einen optimalen Lichteinfall in das innere Auge. Gemeinsam mit anderen Adaptationsmechanismen des Katzenauges kann sie so auch nachts extrem gut sehen (MILLER, 2008a). 2.2.5.2 Lichtbrechung Brechung beschreibt die Änderung der Ausbreitungsrichtung einer Welle (z.B. Licht) beim Übergang von einem transparenten Medium in ein anderes aufgrund unterschiedlicher Materialeigenschaften (z.B. Dichte) und damit verbundener unterschiedlicher Phasen- geschwindigkeit. Die Brechkraft eines optischen Systems wird von den Brechungsindices und der Krümmung der Grenzflächen bestimmt. Wie viel Brechung ein Lichtstrahl beim Übergang von einem Medium in das andere erfährt, wird durch das Snelliussche Brechungs- gesetz beschrieben. Je größer die Differenz der Brechungsindices ist, desto stärker ist die Brechung. Die Brechkraft einer Linse wird in Dioptrien (dpt) angegeben (MESCHEDE, 2006). Trifft ein Lichtstrahl auf das Auge, wird er durch die verschiedenen okularen Struk- turen gebrochen. Zuerst trifft der Lichtstrahl auf den präokularen Tränenfilm, der beim Menschen einen Brechungsindex von 1,336 hat (MONTES-MICO et al., 2004). Die größte Differenz der Brechungsindices befindet sich am Übergang von Luft zum Tränenfilm, wo- durch hier die stärkste Brechung stattfindet. Die nächste posterior liegende Struktur, die das Licht passiert, ist die Kornea. Bei vielen Säugetieren macht sie etwa 70-80 % der ge- samten Brechkraft des Auges aus (MOODIE et al., 2001). Beim Menschen hat diese einen Brechungsindex von 1,376 die daraus resultierende Brechkraft entspricht 42,3 dpt (DUKE- ELDER, 1970). Die Brechkraft ist aber nicht nur abhängig vom Brechungsindex, sondern auch vom Krümmungsradius, wodurch die Kornea wie eine konvexe Linse funktioniert. Die Krümmung der Vorderfläche der Kornea kann mit einem Keratometer gemessen werden. Literaturübersicht 19 Die Krümmungsradien der Hornhaut variieren bei den verschiedenen Tierarten sehr stark und können auch innerhalb einer Art sehr variabel sein. Vor allem beim Hund besteht eine große Varianz bei den Angaben bezüglich der Brechkraft der Kornea. Hierbei werden Werte von 37,8 - 43,2 dpt angegeben (OFRI, 2007). Die Kornea der Katze weist je nach Autor im Alter von 1-3 Jahren eine Brechkraft von ca. 39 dpt (MOODIE et al., 2001) bzw. 43 dpt (HABIB et al., 1995) auf. Allgemein gilt, dass größere Augen in der Regel eine flachere Kornea und somit eine geringere Brechkraft haben (OFRI, 2007). Dementsprechend hat die Kornea einer Ratte eine größere Brechkraft im Vergleich zu der einer Katze oder eines Pferdes (OFRI, 2007). Im weiteren Verlauf bricht sich der Lichtstrahl beim Übergang von der Kornea in das Kammerwasser der vorderen Augenkammer. Das Kammerwasser besitzt beim Menschen denselben Brechungsindex wie die Tränenflüssigkeit (1,336) (DUKE-ELDER, 1970), trägt aber nur geringfügig zur Brechung des Lichtes innerhalb des Auges bei (OFRI, 2007). Ein weiterer signifikanter Beitrag zur Brechung des Lichtes wird durch die Linse gewährleistet. Wie bei der Kornea ist ihre Brechkraft abhängig vom Brechungsindex und Krümmungsradius der Linse. Beim Menschen hat die Linse einen Brechungsindex von 1,41 und eine Brechkraft von 19,11 dpt (DUKE-ELDER, 1970). Die Linse der Katze weist einen Brechungsindex von 1,554 und eine Brechkraft von 52,9 dpt auf (HUGHES, 1977), die Linse des Hundes hat eine Brechkraft von 41,5 dpt (DAVIDSON et al., 1993). 2.3 Korneale Sensibilität 2.3.1 Bedeutung Die hauptsächliche Bedeutung der kornealen Sensibilität liegt in der Beteiligung am Kor- nealreflex und stellt damit eine wichtige Funktion zum Schutz des Auges dar. Wird ein bestimmter Schwellenwert bei Berührung oder Reizung der Hornhaut überschritten, kommt es zum raschen Zwinkern, zur Retraktion des Bulbus und zum Vorfall der Mem- brana tertiae (GUM et al., 2007, OLLIVIER et al., 2007, MILLER, 2008a). Erfolgt eine Reizung der Hornhaut, wird das Signal afferent über die Nn. ciliares longi des N. ophthalmicus zum Ganglion trigeminale weitergeleitet, wo sich die Perikaryen der sensiblen Fasern befinden. Von hier aus erfolgt eine Weiterleitung zum Kerngebiet des N. trigeminus. Im Nucleus tractus spinalis nervi trigemini kommt es zur Umschaltung und Weiterleitung des Reizes zur Formatio reticularis, von wo aus der Reiz zum Nucleus nervi facialis geleitet wird. Über den efferenten Schenkel erfolgt die Reizanwort: diese beginnt über viszeromotorische Fasern aus dem Nucleus nervi facialis, welche dann den M. orbicularis oculi innervieren und damit den Lidschluss auslösen (SALOMON, 2005). 20 Literaturübersicht Eine Störung dieses Reflexbogens, wie dies zum Beispiel unter Lokalanästhesie, einer Paralyse des N. facialis oder N. trigeminus der Fall ist, kann zu schwerwiegenden okularen, insbesondere kornealen, Schäden führen (MILLER, 2008a). Durch eine Störung im sensorischen Reflexbogen zwischen Kornea und Tränendrüsen kann es zu Abweichungen in der Zusammensetzung der Tränenflüssigkeit bis hin zu Symp- tomen eines trockenen Auges kommen (TERVO und MOILANEN, 2003). Von Menschen mit reduzierter kornealer Sensibilität ist bekannt, dass deren Kornea ein verändertes Hei- lungsvermögen zeigt (MÜLLER et al., 2003, TERVO und MOILANEN, 2003), so dass z.B. Hornhautulzera langsamer abheilen oder es zu einer verminderten Hornhauttransparenz kommen kann (BELMONTE et al., 2011). Neuropeptide und Neurotransmitter aus den kornealen Nervenendigungen sollen zudem einen großen Einfluss auf die Aufrechterhal- tung der physiologischen Zellerneuerung durch Stimulation kornealer Epithelzellen haben (MÜLLER et al., 2003). 2.3.2 Ästhesiometrie 2.3.2.1 Definition Die Ästhesiometrie bezeichnet die Messung der Sensibilität verschiedener Körper- oberflächen. Die Innervation des Korneaepithels ist im Vergleich zu anderen Ober- flächenepithelien am dichtesten (OLLIVIER et al., 2007). In der Humanmedizin ist die Ästhesiometrie bei kornealen Infektionen, unklaren Hornhauterkrankungen, nutritiven Hornhautstörungen und neuroophthalmologischen Fragestellungen von Bedeutung (BURK und BURK, 2005, EBERWEIN, 2006, GOLEBIOWSKI et al., 2011, TENSÓN et al., 2012). 2.3.2.2 Messverfahren Eine einfache Art, die Sensibilität der Kornea auch ohne spezielles Instrumentarium nach- zuweisen, ist die vorsichtige Berührung mit einem ausgezogenen Wattebausch (BURK und BURK, 2005, EBERWEIN, 2006). Dabei wird die Spitze des Wattebausches von der Seite herangeführt, um ein Auslösen der Drohreaktion zu vermeiden, und vorsichtig auf die Kor- nea aufgesetzt. Ist die Reizschwelle überschritten, wird der Kornealreflex ausgelöst (BURK und BURK, 2005, OLLIVIER et al., 2007). Es kommt zur Retraktion des Bulbus oculi, zum Vorfall der Nickhaut sowie zum Schließen der Augenlider (OLLIVIER et al., 2007). Bei diesem Reflex werden der N. trigeminus (V. Gehirnnerv), der N. abducens (VI. Ge- hirnnerv) sowie der N. facialis (VII. Gehirnnerv) getestet (GUM et al., 2007, OLLIVIER et al., 2007, MILLER, 2008a). Diese Testdurchführung kann allerdings keine quantitative Aussage über die Hornhautsensibilität geben. Literaturübersicht 21 Um eine quantitative Aussage über die Sensibilität der Kornea geben zu können, ist die Ästhesiometrie mittels Hornhaut-Ästhesiometer notwendig. Dabei wird der Hornhaut- sensibilitätsschwellenwert (CTT [Corneal Touch Threshold]) bestimmt (OLLIVIER et al., 2007). Wird dieser Schwellenwert überschritten, kommt es zum Auslösen des Korneal- reflexes. Wird der CTT in Gramm pro Quadratmillimeter (g/mm2) oder Milligramm pro Fläche des Fadenquerschnittes (mg/AQ) angegeben, so ist dieser Wert umgekehrt propor- tional zur Hornhautsensibilität (OLLIVIER et al., 2007). Je geringer also der CTT ist, desto sensibler ist die Hornhaut und umgekehrt. Mittels Ästhesiometrie ist es zudem gut möglich, die Sensibilität der verschiedenen Hornhautregionen zu bestimmen (CHAN-LING, 1989, BROOKS et al., 2000, OLLIVIER et al., 2007). 2.3.2.3 Geschichte der Ästhesiometrie Eine erste quantitative Messung der kornealen Sensibilität erfolgt 1894 durch VON FREY. In seinen Studien beschäftigt er sich vor allem mit den sensiblen Wahrnehmungen der Haut, wobei aber ein großer Teil seiner Arbeit auch der Sensibilität am Auge, insbeson- dere an der Kornea, gewidmet ist (VON FREY, 1894). Zur Sensibilitätsmessung nutzt er an Holzstäbchen befestigte Haare unterschiedlicher Dicke und Länge. Den Durchmesser des Haares bestimmt er mittels Mikroskop, den dadurch ausgeübten Druck mit Hilfe einer Waagschale und entsprechenden Gegengewichten (VON FREY, 1894). Dies ermöglicht ihm, den ausgeübten Druck pro Haarquerschnitt in g/mm2 zu errechnen (VON FREY, 1894). LELE und WEDDELL (1956) modifizieren diese Untersuchungsmethode und erset- zen die Haare durch Fadenmaterial aus Nylon unterschiedlicher Dicke. Des Weiteren unter- suchen sie weitere Reizmodalitaten, um die Sensibilität der Kornea zu testen: dazu werden beispielsweise ein temperierter Kupfer-Zylinder, welcher vollständig der zentralen Kornea aufliegt, Luftstöße unterschiedlicher Temperatur sowie Infrarotlicht mit einer Wellenlänge zwischen 1 und 3 µm verwendet. Auf VON FREYs (1894) Grundprinzipien basieren die Ästhesiometer nach BOBERG- ANS (1956) und COCHET und BONNET (1961). Bei beiden Ästhesiometern erfolgt die Änderung des auf die Oberfläche ausgeübten Druckes über die Verkürzung eines Nylonfadens definierter Stärke. Aufgrund der physikalisch-chemischen Eigenschaften des Nylonfadens lässt sich so der pro Fadenquerschnittsfläche ausgeübte Druck errechnen. SCHIRMER (1963) modifiziert diesen Aufbau, indem er am Ende des Nylonfadens eine Plastikplatte zur Vergrößerung der Berührungsfläche befestigt. Soll die Sensibilität eines bestimmten Hornhautareals bestimmt werden, so kann diese Platte durch eine Plastikspitze ersetzt werden. 22 Literaturübersicht Da die Messergebnisse aller bisher beschriebenen Ästhesiometer von der unter- suchenden Person abhängig sind, entwickelt DREAGER 1967 ein optisch-mechanisches Handästhesiometer, bei dem die Berührung der Kornea optisch genau dargestellt wird und die Messeinheit mechanisch auf die Kornea geführt wird (MAMMEN, 2001). Auch LARSON und MILLODOT entwickeln 1968 ein neues Ästhesiometer, um den Einfluss des Untersuchers zu minimieren. Bei diesem Instrument wird ein durch eine Flamme sterili- sierbarer Platin-Draht mit immer derselben Kraft automatisch auf die Hornhaut geführt. Da die Verwendung von Kontakt-Ästhesiometern besonders bei hypoästhesischer Kor- nea als problematisch zu erachten ist, da sie zu mikroskopischen Schäden am Hornhaut- epithel führen kann (BELMONTE et al., 1999), kommt es ebenfalls zur Entwicklung von Ästhesiometern ohne direkten Kontakt zur Hornhautoberfläche. Erstmals wird bereits 1898 durch NAGEL versucht, eine korneale Reaktion mittels Luftstrom zu provozie- ren (BOBERG-ANS, 1956). Moderne Geräte, die eine quantitative Hornhautsensibi- litätsmessung mittels Luftstößen möglich machen, werden von MURPHY et al. (1996) und BELMONTE et al. (1999) entwickelt. Das von BELMONTE und Mitarbeitern (1999) entwickelte Ästhesiometer macht neben der Bestimmung der kornealen Sensibilität mittels mechanischen Reizen auch eine chemische Stimulation mittels variierbarer CO2- Konzentration möglich. Zusätzlich ist auch die Temperatur der zur Stimulation verwende- ten Luft einstellbar (BELMONTE et al., 1999). Eine Vergleichbarkeit der Messergebnisse zwischen Kontakt- und kontaktlosen Ästhesiometern ist bisher allerdings nicht gegeben (MURPHY et al., 1998, BELMONTE et al., 1999, GOLEBIOWSKI et al., 2011). In der Humanmedizin wird die Messung der kornealen Sensibilität mittels kontaktloser Ästhesiometer, wie dem CRCERT-Belmonte Ästhesiometer aufgrund seiner geringeren Invasivität und der Möglichkeit der Messung verschiedener Reizmodalitäten als Goldstandard angesehen (GOLEBIOWSKI et al., 2011, TENSÓN et al., 2012). Die Sensibilitätsbeurteilung einzelner Hornhautabschnitte ist allerdings mit einem Kontaktästhesiometer besser durchführbar (EBERWEIN, 2006). 2.3.2.4 Ästhesiometer nach COCHET und BONNET Das Ästhesiometer nach COCHET und BONNET hat in der Tiermedizin aufgrund der leichten Handhabbarkeit sowie Transportierbarkeit die größte Bedeutung zur Messung der Hornhautsensibilität behalten. Kontaktlose Ästhesiometer, die mittels Luftströmen arbei- ten, haben in der Veterinärmedizin keine Bedeutung. Dies liegt zum einen an deren Größe und zum anderen am Aufbau der benötigten Apparatur, bei dem der Abstand der Horn- haut zur Luftdüse exakt eingehalten werden muss. Dies wird in der Humanmedizin durch eine Kinnauflage und Stirnstütze gewährleistet, die den Kopf des Patienten in richtiger Literaturübersicht 23 Position halten (BOBERG-ANS, 1956, KOHLHAAS et al., 1994, GOLEBIOWSKI et al., 2011). Eine Anwendung am Tier ist aufgrund mangelnder Kooperation sowie der Kopfform und Position der Augen innerhalb des Schädels schwierig. Das COCHET-BONNET-Ästhesiometer besteht aus einem Nylonfaden definierter Dicke, welcher innerhalb eines Metallrohres von etwa 0,5 mm Durchmesser geführt wird. Dieses ist umgeben von einem weiteren Metallrohr eines größeren Kalibers, welches beid- seits über einen Schraubmechanismus verschlossen wird. Dies verleiht dem Ästhesiometer ein stiftartiges Aussehen (siehe Abb. 6. und Abb. 7) und bietet dem Messfilament größtmöglichen Schutz. Über die Schraubmechanismen kann das Ästhesiometer geöffnet und vollständig zerlegt werden, wodurch ein Fadenwechsel möglich ist. Über einen Schiebe- mechanismus kann die Fadenlänge anhand einer Skala stufenlos von 5 mm bis 60 mm ein- gestellt werden. Mittels eines Gummirings kann diese Einstellung fixiert werden. Abbildung 6: Ästhesiometer nach COCHET und BONNET der Firma Luneau mit Fadeneinstellung auf null. Abbildung 7: Nahaufnahme der Spitze des COCHET-BONNET-Ästhesiometers mit herausragendem Nylonfaden Zur Messung der kornealen Sensibilität wird das Ästhesiometer beginnend mit lan- ger Fadenlänge von vorne auf die Kornea geführt (siehe Abb. 8). Dabei sitzt der Unter- sucher etwas seitlich des zu untersuchenden Tieres, um den Kontakt des Filamentes mit der Hornhaut gut beurteilen zu können (WAGNER, 2002). Die Untersuchung sollte in ruhiger Umgebung erfolgen. Lider und Kopf des Tieres sollten dabei nur so wenig wie nötig fixiert 24 Literaturübersicht Abbildung 8: Anwendung des Ästhesiometers nach COCHET-BONNET zur Messung der Hornhautsensibilität einer Bengalkatze, aus seitlicher Perspektive. Die Ver- größerung verdeutlicht das Auftreffen des Messfilamentes auf die Kornea. werden (BROOKS et al., 2000). Es muss darauf geachtet werden, dass das Filament lang- sam in Richtung Hornhaut geführt wird und die Kornea lotgerecht und nicht tangential getroffen wird (EBERWEIN, 2006). Dabei soll der Faden eine 4 %ige Biegung aufweisen, was bereits einer minimal sichtbaren Biegung entspricht, da mit einer stärkeren Biegung auch der auf die Hornhaut ausgeübte Druck ansteigt und es dann zu Abweichungen zu der entsprechenden Umrechnungsskala kommt (LUNEAU, 2000, EBERWEIN, 2006). Wird der Hornhautsensibilitätsschwellenwert überschritten, kommt es zu einer Reflexantwort in Form von Lidschluss, Retraktion des Bulbus und Vorfall der Nickhaut (OLLIVIER et al., 2007). In der Humanmedizin orientiert man sich auch an einer verbalen Antwort des Patienten. Erfolgt keine Reflexantwort, so wird der Faden jeweils um 5 mm verkürzt bis eine Reflexantwort erfolgt. Anhand der Konvertierungstabelle kann dann die entsprechende Fadenlänge in den ausgeübten Druck (in Milligramm pro Fadenquerschnittsfläche bzw. in Gramm pro Quadratmillimeter) umgewandelt werden (siehe Tab. 2). Kürzere Fadenlängen korrelieren mit einem stärkeren auf die Hornhautoberfläche ausgeübten Druck (siehe Tab. 2 sowie Abb. 9 und Abb. 10). Die Auslösung des Reflexes mit einem langen Faden und somit einem geringen mittleren Druck signalisiert eine hohe Sensibilität (MURPHY et al., 1998). Literaturübersicht 25 Tabelle 2: Konvertierungstabelle für das Ästhesiometer nach COCHET und BONNET (1960) nach Angaben der Firma Luneau (2000) - Tabellarische Darstellung der eingestellten Fadenlängen in Millimetern (mm) und der damit ausgeübten mittleren Druckwerte in Milligramm (mg) pro Fadenquerschnittsfläche AQ (AQ = 0,0113 mm2 bei Ø 12/100 mm) bzw. in Gramm pro Quadratmillimeter (g/mm2). Fadenlänge 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 in mm Mittlerer Druck 5 5,5 6 8 9,5 11,5 15,5 20,5 31,5 58 116 180 in mg/ AQ Mittlerer Druck 0,4 0,5 0,55 0,7 0,8 1 1,4 1,8 2,8 5,1 10,3 15,9 in g/mm2 Abbildung 9: Kalibrierungskurve des COCHET-BONNET-Ästhesiometers (12/100 mm Filament) zur Darstellung des Zusammenhangs der Fadenlänge in Milli- metern und dem ausgeübten mittleren Druck in Milligramm pro Fadenquer- schnittsfläche (AQ = 0,0113 mm2). 26 Literaturübersicht Abbildung 10: Kalibrierungskurve des COCHET-BONNET-Ästhesiometers (12/100 mm Filament) zur Darstellung des Zusammenhangs der Fadenlänge in Milli- metern und dem ausgeübten mittleren Druck in Gramm pro Quadratmilli- meter. Obwohl in der Veterinärmedizin am häufigsten eingesetzt, weist das Ästhesiometer nach COCHET und BONNET zahlreiche Nachteile auf: die Kalibrierung des Fadens erfolgt auf einer Messbank unter durchschnittlichen mitteleuropäischen Bedingungen, d.h. einer Temperatur von 21°C und 55 % Luftfeuchtigkeit. Es besteht demnach eine Abhängigkeit der Messergebnisse von Raumtemperatur und Luftfeuchtigkeit (LUNEAU, 2000). Eine eindeutige Abgrenzung zwischen einem reflektorischen und willkürlichen Lidschluss kann schwierig sein (EBERWEIN, 2006). Außerdem können Berührungen der Augenumgebung oder der wimpernähnlichen Haare zu einem Lidschluss führen (EBERWEIN, 2006). Die Berührung der Kornea mittels Messfilament und die Biegung des Fadens sind unter Umständen schwierig zu beurteilen, wodurch es zu zusätzlichen Messungenauigkeiten kom- men kann (LARSON, 1970). Die Spitze des Fadens muss immer lotgerecht aufgesetzt werden, da bereits eine geringgradige Abweichung zur Änderung des ausgeübten Druckes auf das Korneaepithel führt (LARSON, 1970, EBERWEIN, 2006). Eine Messung dieses Winkels ist allerdings für den Untersucher nicht möglich, was eine exakte Aussage über ausgeübte Kräfte nicht möglich macht (LARSON, 1970). Besonders bei langer Fadenein- stellung biegt sich der Faden bereits aufgrund seines Eigengewichtes. Damit die Faden- Literaturübersicht 27 spitze lotgerecht auf die Kornea aufgesetzt werden kann, muss das Handstück mit dem vorderen Ende etwas nach oben gerichtet gehalten werden (LARSON, 1970). Durch ein zu schnelles Aufsetzen des Filamentes auf die Kornea oder eine zu schnelle Steigerung der In- tensität kann es zu Verfälschungen der Messergebnisse kommen (EBERWEIN, 2006). Die Fadenspitze des Messfilamentes wird mittels scharfer Skalpellklinge auf die entsprechende Länge gekürzt, dadurch ist jedoch die Form der Fadenspitze nicht reproduzierbar. Daraus resultierend ist die exakte Form der Druckübertragung auf die Hornhaut nicht bekannt (LARSON, 1970). Der Nylonfaden selbst ist nur schwer zu desinfizieren (LARSON, 1970), zusätzlich ist die Elastizität des Fadens auch abhängig von der vorangegangenen Desinfek- tion (EBERWEIN, 2006). Bedingt durch die mechanische Belastung während der Messung durch Berührung der Kornea mit der Fadenspitze sollte dieses Messverfahren bei bestimmten Indikatio- nen wie kornealen Erosionen oder gestörter kornealer Epithelheilung nicht angewendet werden, obwohl die Ästhesiometrie bei diesen Indikationen durchaus Bedeutung hätte (MURPHY et al., 1996). Weiterhin können bereits geringgradige Schäden am Kornea- epithel eine fehlerhafte Erhöhung der Hornhautsensibilität zur Folge haben und eine tatsächlich hypoästhesische Kornea maskieren (MURPHY et al., 1996). Ein Großteil der beschriebenen Nachteile des COCHET-BONNET-Ästhesiometers ist unumgänglich. Um aber zumindest den Einfluss des Untersuchers auf die Messergebnisse innerhalb einer Studie gering zu halten und die Homogenität der Messergebnisse zu gewährleisten, wird empfohlen, den Untersucher innerhalb einer Studie nicht zu wechseln (BROOKS et al., 2000, BLOCKER und VAN DER WOERDT, 2001). 2.3.3 Einflüsse auf die Hornhautsensibilität 2.3.3.1 Einfluss der Körperseite auf die Hornhautsensibilität CHAN-LING (1989) sowie KAFARNIK (2003) können keinen statistisch signifikanten Unterschied der Hornhautsensibilität zwischen dem linken und rechten Auge von Haus- katzen nachweisen. Dies wird auch für adulte, augengesunde Pferde (KAPS et al., 2003), Hunde (CULLEN et al., 2005a, RANKIN et al., 2012) und Chinchillas (MÜLLER et al., 2010) gezeigt. 2.3.3.2 Einfluss der Messstelle auf die Hornhautsensibilität Die zentrale Kornea kann im Vergleich zu den peripheren Anteilen bei unterschiedlichen Tierarten als empfindlichste Region der Hornhaut nachgewiesen werden (CHAN-LING, 1989, BROOKS et al., 2000, BLOCKER und VAN DER WOERDT, 2001,WAGNER, 2002, KAFARNIK, 2003, KAPS et al., 2003, RANKIN et al., 2012). Dies hängt wahr- 28 Literaturübersicht scheinlich mit der überlappenden Hornhautinnervation im zentralen Bereich zusammen. Zudem erscheint es sinnvoll, dass die peripheren Areale, insbesondere ventral und dorsal, weniger empfindlich sind, da sie eher dem Druck der Lider ausgesetzt sind (CHAN-LING, 1989, GUM et al., 2007, KAFARNIK et al., 2008). Im Gegensatz dazu kann bei Greifvögeln gezeigt werden, dass kein signifikanter Unterschied bezüglich der Sensibilität zwischen den verschiedenen Hornhautregionen besteht (LACERDA et al., 2013). 2.3.3.3 Einfluss des Alters auf die Hornhautsensibilität Ein Einfluss des Alters auf die Hornhautsensibilität weist WAGNER (2002) bei augen- gesunden Europäisch Kurzhaar Katzen sowie bei augengesunden Perserkatzen nach. KAFARNIK (2003) kann dies allerdings weder für Katzen noch für Hunde bestätigen. Ein Zusammenhang zwischen Alter und kornealer Sensibilität scheint auch bei Pfer- den (BROOKS et al., 2000, KAPS et al., 2003), bei Alpakas (RANKIN et al., 2012, WELIHOZKIY et al., 2011) und Greifvögeln (LACERDA et al., 2013) vorhanden zu sein. Generell kann gesagt werden, dass die korneale Sensibilität mit steigendem Alter abnimmt (BROOKS et al., 2000, WAGNER, 2002, KAPS et al., 2003, RANKIN et al., 2012, LACERDA et al., 2013). Lediglich WELIHOZKIY und Mitarbeiter (2011) dokumentieren eine geringere korneale Sensibilität bei Jungtieren im Vergleich zu adulten Alpakas. MÜLLER und Mitarbeiter (2010) können bei der Untersuchung von 61 Chinchillas keine Korrelation zwischen Alter und kornealer Sensibilität feststellen. 2.3.3.4 Einfluss des Geschlechts auf die Hornhautsensibilität Bezüglich des Zusammenhangs zwischen Geschlecht und Hornhautsensibilität bei Tieren kommen die Autoren diverser Studien zu unterschiedlichen Ergebnissen. WAGNER (2002) kann keine eindeutigen Unterschiede der Hornhautsensibilität zwischen den Geschlechtern feststellen: so ist für das rechte Auge bei augengesunden Euro- päisch Kurzhaar Katzen ein signifikanter Unterschied in 3 der 5 Messregionen zwischen weiblichen und männlichen Tieren nachvollziehbar, allerdings nicht für das linke Auge. Beim Vergleich von augengesunden männlichen und weiblichen Perserkatzen ergibt sich in keiner Messstelle ein signifikanter Unterschied zwischen den Geschlechtern (WAGNER, 2002). KAFARNIK (2003) kann keinen Einfluss des Geschlechtes auf die Hornhautsensi- bilität von Katzen und Hunden nachweisen. Bei Pferden (KAPS et al., 2003), Alpakas (WELIHOZKIY et al., 2011) und Chinchillas (MÜLLER et al., 2010) wird kein statistisch signifikanter Unterschied der Hornhautsensibilität zwischen den Geschlechtern gefunden. Literaturübersicht 29 2.3.3.5 Einfluss der Kopfform auf die Hornhautsensibilität Sowohl BLOCKER und VAN DER WOERDT (2001) als auch WAGNER (2002) können einen signifikanten Unterschied der Hornhautsensibilität der zentralen Kornea zwischen augengesunden Europäischen Hauskatzen und Perserkatzen nachweisen. KAFARNIK (2003) zeigt an einer relativ kleinen Tierzahl eine signifikant niedrigere Hornhautsensibi- lität bei brachyzephalen Hunden und Katzen im Vergleich zu mesozephalen Tieren. Einbe- zogen werden 2 Perserkatzen sowie ein Perser-Mischling als brachyzephale sowie 24 meso- zephale Katzen, die Gruppe der brachyzephalen Hunde besteht aus 9 Tieren, deren Rasse- verteilung nicht klar nachzuvollziehen ist (KAFARNIK, 2003). 2.3.3.6 Einfluss der Tierart auf die Hornhautsensibilität Der Mensch hat im Vergleich zu den Haustieren mit einem Wert von 0,965 g/mm2 ± 0,02 g/mm2 bis 0,988 g/mm2 ± 0,05 g/mm2 die größte korneale Sensibilität im Bereich der zentralen Kornea (dies entspricht bei dem in dieser Studie verwendetem COCHET- BONNET-Ästhesiometer einer Fadenlänge zwischen 60 mm und 55 mm) (ROSZKOWSKA et al., 2004). Abhängig von den Studien haben auch Pferde eine extrem sensible Kornea mit Werten von 55,4 mm ± 5,7 mm an der zentralen Kornea (BROOKS et al., 2000). Nach der Studie von KAPS und Mitarbeitern (2003) haben Pferde lediglich einen CTT von 21,15 mm ± 6,23 mm an der zentralen Kornea. Dieser Wert lässt schlussfolgern, dass die Kornea eines Pferdes sehr viel weniger sensibel als die eines Hundes oder die einer Katze ist. Die Sensibilität der Katze wird mit einem Wert von 36 mm ± 6 mm (WAGNER, 2002) bzw. 1,79 g/mm2 ± 2,33 g/mm2 am rechten Auge (OD) und 1,74 g/mm2 ± 1,65 g/mm2 am linken Auge (OS) angegeben (BLOCKER und VAN DER WOERDT, 2001). Weniger sen- sibel erscheint die Hornhaut des Hundes mit Werten von 21 mm ± 6,6 mm bzw. 6,6 g/mm2 ± 2,4 g/mm2 (MacRAE et al., 1982). Nach CULLEN und Mitarbeitern (2005a) hat der Hund mit einem Wert von ca. 43,5 mm eine deutlich sensiblere Hornhaut. Bezogen auf die Messwerte von WAGNER (2002) liegt das Alpaka mit 34,5 mm ± 7,05 mm (WELIHOZ- KIY et al., 2011) in einem ähnlichen Sensibilitätsbereich wie die Katze. Nach RANKIN und Mitarbeitern (2012) hat das Alpaka allerdings mit einem zentralen CTT von 20 mm eine deutlich geringere gemessene Hornhautsensibilität. Chinchillas haben mit einem Wert von 31,2 mm ± 7 mm (MÜLLER et al., 2010) eine geringere korneale Sensibilität als viele andere Haustiere, wobei Meerschweinchen noch geringere Sensibilitäten aufweisen (20 mm ± 6 mm) (TROST et al., 2007). Die an Greifvögeln ermittelten mittleren Horn- hautsensibilitäten liegen bei 48 mm ± 17 mm für nachtaktive Arten und 47 mm ± 17 mm für tagaktive Arten (LACERDA et al., 2013). Mit dem von LACERDA und Mitarbei- tern (2013) angewendeten Messfilament liegen die entsprechenden Druckäquivalente etwa 30 Literaturübersicht zwischen 0,55 g/mm2 und 0,7 g/mm2, damit scheint die Hornhaut von Greifvögeln sensibler als die der meisten Haussäugetiere. Die direkte Vergleichbarkeit der vorhandenen Studien ist zum Teil sehr schwierig, da unterschiedliche Einheiten, Fadenstärken oder Ästhesiometer verwendet werden. 2.3.3.7 Einfluss von Erkrankungen auf die Hornhautsensibilität Immer mehr tiermedizinische Studien widmen sich dem Einfluss sowohl lokaler ophthalmo- logischer als auch systemischer Erkrankungen auf die korneale Sensibilität. Folgend sollen einige dieser Studien beispielhaft aufgeführt werden. TULLO und Mitarbeiter (1983) können einen rapiden Abfall der kornealen Sensibilität nach Herpes-simplex-Keratitis im Mäuseexperiment zeigen. Bei an Hornhautsequester erkrankten Europäisch Kurzhaar Katzen wird eine signifi- kant geringere korneale Sensibilität im Vergleich zu augengesunden Europäisch Kurzhaar Katzen dokumentiert (WAGNER, 2002). Diesen Unterschied weist WAGNER (2002) auch im Vergleich von augengesunden und an Hornhautsequester erkrankten Perserkatzen nach. Eine signifikant geringere Sensibilität kann bei an Diabetes mellitus erkrankten Hunden gezeigt werden (MacRAE et al., 1982, CULLEN et al., 2005a, WILLIAMS et al., 2007). MacRAE und Mitarbeiter (1982) zeigen sogar eine Abhängigkeit der kornealen Sensibi- lität vom Stoffwechselzustand und damit einen Unterschied zwischen gut eingestellten und schlecht eingestellten diabetischen Hunden auf. BROOKS und Mitarbeiter (2000) vergleichen den Einfluss von schwerwiegenden syste- mischen Erkrankungen auf die korneale Sensibilität neonataler Fohlen (jünger als 7 Tage). Sie stellen eine deutlich verringerte Sensibilität bei den erkrankten Fohlen im Vergleich zu gesunden Fohlen und adulten Pferden fest. 2.3.3.8 Einflüsse auf die Hornhautsensibilität des Menschen In humanmedizinischen Studien sind verschiedene Einflüsse auf die korneale Sensibilität beschrieben. Dabei spielen vor allem das Alter (MILLODOT, 1977a, ROSZKOWSKA et al., 2004, ACOSTA et al., 2006), das Geschlecht (ROSZKOWSKA et al., 2004, BOURCIER et al., 2005, ACOSTA et al., 2006), die Irisfarbe (ACOSTA et al., 2006), der Zyklusstand (MILLODOT und LAMONT, 1974), Schwangerschaft (MILLODOT, 1977b), tageszeit- liche Schwankungen (MILLODOT, 1972), das Tragen von Kontaktlinsen (MILLODOT, 1972) sowie diverse sowohl ophthalmologische als auch systemische Erkrankungen eine Rolle (BINDER und RISS, 1981, ROSENBERG et al., 2000, BOURCIER et al., 2005, TAVAKOLI et al., 2007, TOKER und ASFUROGLU, 2010). Literaturübersicht 31 Beim Menschen nimmt die Sensibilität der Hornhaut mit steigendem Alter ab (MILLO- DOT, 1977a, MILLODOT und OWENS, 1984, MURPHY et al., 2004, BOURCIER et al., 2005, ACOSTA et al., 2006). Dies wird besonders deutlich ab dem 40. bis 50. Lebensjahr (MILLODOT, 1977a, MILLODOT und OWENS, 1984). Das Abnehmen der Sensibilität beginnt peripher und schreitet dann nach zentral voran (ROSZKOWSKA et al., 2004). DE PAIVA und PFLUGFELDER (2004), ROSZKOWSKA und Mitarbeiter (2004) sowie BOURCIER und Mitarbeiter (2005) können keinen signifikanten Unterschied zwischen der Hornhautsensibilität von Frauen und Männern feststellen. ACOSTA und Mitarbeiter (2006) hingegen stellen eine höhere Sensibilität gegenüber mechanischen und chemischen Stimuli bei Frauen vor den Wechseljahren im Vergleich zu gleichaltrigen Männern fest, wobei dieser Unterschied nicht signifikant ist. Die höhere Sensibilität der Hornhaut auf chemische Reize bei Frauen im Vergleich zu Männern können TENSÓN und Mitarbeiter (2012) ebenfalls bestätigen. Auch tageszeitliche Schwankungen werden nachgewiesen: so nimmt die Sensibilität der Hornhaut im Laufe des Tages zu und ist am Abend am höchsten, unabhängig vom indivi- duellen Tagesrhythmus (MILLODOT, 1972). Es werden zyklusabhängige Schwankungen der Hornhautsensibilität (MILLODOT und LAMONT, 1974) sowie eine geringere Sensibilität während der Schwangerschaft beschrie- ben (MILLODOT, 1977b). Der Effekt diverser Erkrankungen und deren Therapien auf die korneale Sensibilität wird in zahlreichen Studien untersucht. Folgend sollen nur einige Studien beispielhaft genannt werden. Die korneale Sensibilität ist bei chronisch trockenem Auge signifikant erniedrigt (BOURCIER et al., 2005, TOKER und ASFUROGLU, 2010). Gleichzeitig steigt diese bei Gabe von Tränenersatzpräparaten nicht signifikant an, allerdings bei Therapie mittels cyclosporinhaltiger Augensalbe (TOKER und ASFUROGLU, 2010). BINDER und RISS (1981) stellen fest, dass es nach Netzhautoperationen aufgrund einer Ablatio retinae zu einem deutlichen Anstieg des CTT in bestimmten Hornhautarealen kommt, aber dies sehr von der durchgeführten Operationstechnik und dem Ausmaß der Retinaablösung abhängig ist. Andere Studien beschäftigen sich mit dem Zusammenhang der kornealen Sensibilität mit systemischen Erkrankungen. Insbesondere die Veränderung der Hornhaut- sensibilität bei Diabetes mellitus Typ 1, abhängig vom Erkrankungsgrad und eventuell bereits vorliegender Neuropathien, sind von Interesse. ROSENBERG und Mitarbeiter (2000) können lediglich eine Abnahme der kornealen Sensibilität bei hochgradiger Neuro- pathie nachweisen. In einer anderen Studie kann gezeigt werden, dass die Abnahme der Hornhautsensibilität mit der Dauer der Diabeteserkrankung sowie dem Neuropathiegrad korreliert (TAVAKOLI et al., 2007). 32 Literaturübersicht 2.3.4 Hornhautsensibilitätsmessung bei der Katze Eine vielfach zitierte Veröffentlichung zu diesem Thema stammt von CHAN-LING (1989), der an 25 Hauskatzen die korneale Sensibilität augengesunder Katzen untersucht. In dieser Studie wird die korneale Sensibilität zentral, dorsal und ventral mittels COCHET- BONNET-Ästhesiometer (Fadendurchmesser = 0,13 mm) bestimmt. Der mittlere Horn- hautsensibilitätsschwellenwert beträgt nach CHAN-LING (1989) 43 mg ± 9 mg im zentra- len, 100 mg ± 32 mg im dorsalen und 93 mg ± 33 mg im ventralen Bereich der Kornea. Die Sensibilität der Katzenkornea ist also zentral am höchsten (CHAN-LING, 1989). Dieses Ergebnis wird durch BLOCKER und VAN DER WOERDT (2001) und WAGNER (2002) bekräftigt. Beide Studien zeigen außerdem einen signifikant höheren CTT und damit eine verringerte korneale Sensibilität bei brachyzephalen Katzen im Vergleich zu Hauskatzen. Die Gruppe der Brachyzephalen besteht dabei jeweils hauptsächlich aus Perserkatzen und Himalaya-Katzen. BLOCKER und VAN DER WOERDT (2001) bestimmen einen mittleren zentralen CTT für Hauskatzen von 1,79 g/mm2 ± 2,33 g/mm2 am rechten und 1,74 g/mm2 ± 1,65 g/mm2 am linken Auge sowie einen mittleren peripheren CTT von 5,01 g/mm2 ± 5,07 g/mm2 am rechten und 5,02 g/mm2 ± 4,55 g/mm2 am linken Auge. Der mittlere zentrale CTT für brachyzephale Katzen beträgt rechts 4,09 g/mm2 ± 5,29 g/mm2 und links 3,18 g/mm2 ± 3,75 g/mm2, der periphere CTT rechts 6,18 g/mm2 ± 5,95 g/mm2 und links 7,66 g/mm2 ± 6,24 g/mm2. WAGNER (2002) bestimmt mittels Ästhesiometer nach COCHET und BONNET (Fadendurchmesser = 0,12 mm) einen CTT der zentralen Kornea von 36 mm ± 6 mm für Europäische Hauskatzen, 30 mm ± 6 mm für Perserkatzen und 20 mm± 5 mm für Katzen mit Korneasequester. Die jeweiligen CTT-Werte der peripheren Hornhautregionen sind Tab. 3 zu entnehmen. An diesen Messwerten wird deutlich, dass Perserkatzen eine signifi- kant geringere korneale Sensibilität gegenüber Europäischen Hauskatzen haben. Außerdem kannWAGNER (2002) nachweisen, dass Katzen mit Korneasequester unabhängig von ihrer Rasse eine signifikant niedrigere Sensibilität der Hornhaut haben (siehe Tab. 3). Literaturübersicht 33 Tabelle 3: Ästhesiometrische Messergebnisse der Hornhaut im Mittelwert (X) und der zugehörigen Standardabweichung (SD) in Millmetern (mm) der verschiedenen Hornhautregionen nach Unterteilung in die 3 Gruppen: Europäische Hauskatzen (n=60), Perserkatzen (n=40) und an Korneasequester erkrankte Katzen (n=48) (WAGNER, 2002). Messpunkt der Kornea Europäische Perserkatzen Katzen mit Hauskatze Korneasequester X ± SD in mm X ± SD in mm X ± SD in mm Zentral 36 ± 6 30 ± 6 20 ± 5 Nasal 22 ± 6 21 ± 4 15 ± 4 Dorsal 15 ± 5 18 ± 5 16 ± 5 Temporal 20 ± 6 18 ± 4 13 ± 5 Ventral 14 ± 6 16 ± 0,5 14 ± 5 2.4 Brachyzephalie bei der Katze Der Begriff Brachyzephalie leitet sich aus den griechischen Wortern brachýs (kurz) und kephalē (Kopf) ab und bedeutet soviel wie ” Kurzköpfigkeit“. Dabei handelt es sich um eine erbliche Deformation des Schädels, die mit Verkürzung der Kiefer- und Nasenknochen und breiter, runder Ausformung des Schädels einhergeht (HERZOG, 2001). Um den Grad der Brachyzephalie zu bestimmen, sind verschiedene Herangehensweisen beschrieben. In Studien am lebenden Tier werden dafür 3D-Rekonstruktionen von computertomographi- schen Bildern verwendet und verschiedene Längen am Schädel ins Verhältnis zueinander gesetzt (SCHLUTER et al., 2009). Nach BREHM et al. (1985) und ELLIS et al. (2009) kann die Schädelform beim Hund anhand des Verhältnisses der Länge des Gesichtsschädels zur Gesamtschädellänge bestimmt werden. Eine Zuordnung in die jeweilige Schädelform ist auch über das Verhältnis von Schädellänge zu -breite beschrieben (BREHM et al., 1985, McGREEVY et al., 2004, ELLIS et al., 2009). KÜNZEL und Mitarbeiter (2003) untersuchen die Schädelformen verschiedener Katzen- rassen und unterteilen diese in 3 Gruppen: die rundliche, die dreieckige und die keilförmige Kopfform. Die rundliche Form des Schädels wird vor allem der Verkürzung des Gesichts- schädels, aber auch zum Teil der Verkürzung des Hirnschädels zugeschrieben (KÜNZEL et al., 2003). Die Autoren stellen fest, dass Tiere mit einem hohen Brachyzephalie- grad zusätzlich einen niedrigen Längen-Höhen-Index aufweisen. Dieser wird berechnet, 34 Literaturübersicht in dem der Abstand vom ventralen Punkt des Foramen magnum zum Alveolar-Rand des Os incisivum durch die maximale Höhe der Schädelhöhle auf Höhe der Fossa hypophysialis geteilt wird (siehe Abb. 11). Des Weiteren weisen diese Katzen einen Längen-Breiten-Index von 0,99 ± 0,07 auf. Den Längen-Breiten-Index erhält man, indem der Abstand vom ven- tralen Punkt des Foramen magnum zum Alveolar-Rand des Os incisivum (siehe Abb. 11) durch den maximalen Abstand zwischen den Arcus zygomatici (siehe Abb. 12) geteilt wird (KÜNZEL et al., 2003). Abbildung 11: Fotografie eines Sagittalschnittes durch einen Katzenschädel in medialer Ansicht. Die Messstrecken der Schädellänge und Höhe der Schädelhöhle nach KÜNZEL et al. (2003) sind eingezeichnet. Abbildung 12: Fotografie eines Katzenschädels in dorsaler Ansicht mit Darstellung der Breitenmessung nach KÜNZEL et al. (2003). Literaturübersicht 35 2.4.1 Gradeinteilung der felinen Brachyzephalie Im Rahmen der Studie von SCHLÜTER und Mitarbeitern (2009) wird anhand von computertomographischen 3D-Rekonstruktionen, mazerierten Schädeln und dem klinischen Bild eine Einteilung brachyzephaler Katzen in 4 verschiedene Brachyzephalie- grade vorgenommen. Als wichtigstes Kriterium für die Einteilung in die verschiedenen Grade wird die Ausrichtung der Oberkiefer-Canini und die damit verbundene Rotation des Oberkiefers nach dorsal angesehen, die somit auch eine klinische Einteilung der Tiere ohne Narkose und zusätzliche Untersuchungsmethoden möglich macht (SCHLÜTER et al., 2009). Weitere Kriterien sind die Ausprägung der Gesichtsknochen, die Form des ” Stops“ (Krümmung an der Verbindung zwischen Os nasale und Os frontale) und die Gestalt des Neurocraniums (SCHLÜTER et al., 2009). Die vier Brachyzephaliegrade sind: Brachyzephaliegrad 1, geringgradig brachyzephal: Eine geringgradig ausgeprägte Brachyzephalie ist durch fast senkrecht stehende Oberkiefer-Canini ohne Rotation des Oberkiefers nach dorsal charakterisiert. Die Krümmung am Übergang von Os nasale und Os frontale ( ” Stop“) ist geringgradig ausgeprägt, während Gesichts- und Hirnschädel deutlich vorhanden sind. Brachyzephaliegrad 2, mittelgradig brachyzephal: Die mittelgradige Brachyzephalie ist durch eine beginnende Dorsalrotation des Ober- kiefers und der Oberkiefer-Canini gekennzeichnet. Die Tiere weisen einen deutlichen ” Stop“ auf, haben reduzierte Nasenknochen (Os nasale, Os maxillare, Os incisivum und Os frontale) und ein abgerundetes bis apfelförmiges Neurocranium. Die Ober- kante der Nase befindet sich auf einem niedrigeren Niveau als das untere Augenlid. Ab diesem Brachyzephaliegrad zeigen die Tiere häufig Epiphora aufgrund des mangelnden Abflusses der Tränenflüssigkeit über die Tränennasenkanäle. Brachyzephaliegrad 3, hochgradig brachyzephal: Tiere mit hochgradiger Brachyzephalie zeigen eine ausgeprägte Rotation des Ober- kiefers und der Oberkiefer-Canini nach dorsal. Diese Tiere weisen einen ausgeprägten ” Stop“ mit reduzierten nasalen und neurocranialen Knochen auf. Bedingt durch die Rotation des Oberkiefers nach dorsal befindet sich die Oberkante der Nase auf einem höheren Niveau als das untere Augenlid. 36 Literaturübersicht Brachyzephaliegrad 4, höchstgradig brachyzephal: Die höchstgradige Ausprägung der Brachyzephalie der Katze ist durch eine noch extremere Ausprägung der in Grad 3 dargestellten Befunde gekennzeichnet. Der Oberkiefer zeigt eine hochgradige Dorsalrotation mit fast horizontal stehenden Oberkiefer-Canini. Diese Katzen haben einen überdeutlich ausgeprägten ” Stop“, einen unterentwickelten Gesichtsschädel und ein rundes Neurocranium. 2.4.2 Rasseprädisposition für bestimmte Augenerkrankungen bei brachyze- phalen Katzen Brachyzephale Katzenrassen leiden im Vergleich zu anderen Katzenrassen häufiger an Augenerkrankungen, die durch ihre Kopfform bedingt sind (MAGGS, 2008b, MAGGS, 2008c, MILLER, 2008b, TOWNSEND et al., 2009). Eine der häufigsten Beobachtungen bei brachyzephalen Katzen ist Epiphora, ein Symptom für Abflussstörungen der Tränenflüssigkeit (BARNETT und CRISPIN, 1998, STADES et al., 1998). Ein Grund hierfür ist die Anatomie des brachyzephalen Kopfes. Dieser ist gekennzeichnet durch schlecht abgegrenzte, flache, offene Orbitae (KÜNZEL et al., 2003) mit daraus resultie- rendem Exophthalmus, das nahe Anliegen der Lider am Auge sowie das Abknicken der Tränennasenkanäle (BARNETT und CRISPIN, 1998, TOWNSEND et al., 2009). Aufgrund des dicht anliegenden Lides und der prominenten Bulbi kann sich auf dem Lidrand weniger Tränenflüssigkeit sammeln, weshalb brachyzephale Katzen einen flacheren Tränensee haben (BARNETT und CRISPIN, 1998.). Des Weiteren weisen die Tränenpunkte bei brachyzephalen Katzen häufiger Funktionstörungen auf. Dies hängt mit ihrer Atresie, Hypoplasie oder fehlerhaften Lage (zu weit im nasalen Kanthus) bzw. mit dem Vorliegen eines nasalen Entropiums zusammen (BARNETT und CRISPIN, 1998, TOWNSEND et al., 2009). Abflussstörungen der Tränenflüssigkeit können zudem auch durch eine Atresie oder Hypoplasie der sich anschließenden Tränennasenkanäle hervor- gerufen werden, wofür Perserkatzen eine besondere Prädisposition besitzen (BARNETT und CRISPIN, 1998). Unter den Rassekatzen zeigen Perserkatzen am häufigsten ein nasales Entropium des Unterlides (BARNETT und CRISPIN, 1998). Dies wird in der Studie von WILLIAMS und KIM (2009) bestätigt, in der 31 % der betroffenen Rassekatzen Perserkatzen sind. Dabei ist zu berücksichtigen, dass 81,3 % der betroffenen Rassekatzen zu dem brachyzephalen Typ gehören. Werden auch mesozephale Hauskatzen berücksichtigt, sind im Verhältnis dazu Perserkatzen zu 10 % (WILLIAMS und KIM, 2009), brachyzephale Rassen insgesamt zu 19 % (READ und BROUN, 2007) bzw. 26 % (WILLIAMS und KIM, 2009) der Katzen betroffen. Allerdings muss bei diesen Zahlen berücksichtigt werden, dass Hauskatzen auf- Literaturübersicht 37 grund ihrer Häufigkeit im Vergleich zu Rassekatzen insgesamt auch wesentlich häufiger in der Praxis vorgestellt werden. Eine weitere, vor allem brachyzephale Katzen betreffende Erkrankung der Augen, ist der Korneasequester. Er wird auch als Cornea nigra oder feline Hornhautnekrose bezeich- net. Eine Rasseprädisposition für Korneasequester weisen Perserkatzen (STADES et al., 1998, FEATHERSTONE und SANSOM, 2004, DUBIELZIG et al., 2010), Colourpoint-, Siam-, Birma-, Burma- und Himalaya-Katzen auf (BARNETT und CRISPIN, 1998, CULLEN et al., 2005b). Die genaue Genese ist bisher ungeklärt, diskutiert werden aber Zusammenhänge mit Vorerkrankungen wie ulzerativer Keratitis, Herpes-Virus-Keratitis und Keratoconjunktivitis sicca (STILES et al., 1997, FEATHERSTONE und SANSOM, 2004, CULLEN et al., 2005b). Auch Anomalien der Augenlider, die Trichiasis am nasalen Kanthus, ein nasales Entropium des Unterlides (BARNETT und CRISPIN, 1998, FEATHERSTONE und SANSOM, 2004), eine verkürzte Aufreißzeit des Tränenfilms im zentralen Teil der Kornea (STADES et al., 1998) oder eine herabgesetzte korneale Sensibilität sollen bei der Entstehung eines Korneasequester eine Rolle spielen (WAGNER, 2002). WAGNER (2002) beschreibt eine niedrigere Hornhautsensibilität bei Perserkatzen im Vergleich zu Europäischen Hauskatzen. Des Weiteren kann er eine herabgesetzte kor- neale Sensibilität bei Katzen mit Korneasequester im Vergleich zu augengesunden Katzen nachweisen, wobei kein Unterschied zwischen Hauskatzen und brachyzephalen Katze zu finden ist. 2.5 Messung der Tränenproduktion Die Tränenproduktion kann mittels Schirmer-Tränen-Test gemessen werden. Dabei han- delt es sich um ein semiquantitatives Messverfahren, bei dem der wässrige Anteil des präkornealen Tränenfilms ermittelt wird (MAGGS, 2008a). Zur Durchführung des Schirmer-Tränen-Tests werden standardisierte, sterilisierte 5 x 35 mm große Streifen saugfähigen Papiers verwendet (MAGGS, 2008a, INTERVET, 2010). Es wird zwischen dem Schirmer-Tränen-Test (STT) I und II unterschieden (OLLIVIER et al., 2007, MAGGS, 2008a, INTERVET, 2010). Mittels STT I wird die Reiztränenproduktion bestimmt, durch den STT II die basale Tränenproduktion unter Lokalanästhesie (OLLIVIER et al., 2007, MAGGS, 2008a). Zur Durchführung wird ein Teststreifen im temporalen Liddrittel zwischen Kornea und Konjunktiva des Unterlides eingelegt. Die Augen des Tieres können während der Messung sowohl geschlossen gehalten werden als auch offen bleiben (INTERVET, 2010). Die Teststreifen verbleiben 60 Sekunden im Auge und werden dann unmittelbar abgelesen (OLLIVIER et al., 2007, MAGGS, 2008a, INTERVET, 2010). Beim STT I erfolgt dies nur nach vorheriger Reinigung des Auges und der Augenumgebung mittels trockenen Gazetupfers. Im Unterschied dazu erfolgt die 38 Literaturübersicht Messung des STT II nach Gabe von lokalanästhetischen Augentropfen, um eine Reflex- tränensekretion zu unterdrücken (MAGGS, 2008a). Die Messung erfolgt erst einige Zeit nach Gabe der Lokalanästhesie, um eine Verfälschung des Messergebnisses zu vermeiden (MAGGS, 2008a). In der Literatur sind für den STT I der Katze verschiedene Normalwerte angegeben. INTERVET (2010) gibt für die Katze einen Wert von 16,9 mm/min ± 5,7 mm/min, MAGGS (2008a) dagegen einen Referenzbereich von 3 - 32 mm/min mit einem Mittel von 17 mm/min an. Bei klinisch unauffälligen Katzen kann es aufgrund von Stress unter klinischen Bedingungen zu kurzfristigen Änderungen der Tränenproduktion kommen. Daher müssen niedrige Testresultate immer im Zusammenhang mit klinischen Symptomen gesehen werden (MAGGS, 2008a). Auch von DAVIS und TOWNSEND (2011) wird ein STT I-Wert von 16,24 mm/min ± 6,2 mm/min mit einemWertebereich von 7 - 35 mm/min angegeben. 39 3 Material und Methoden 3.1 Studienaufbau Bei der vorliegenden Studie handelt es sich um eine prospektive Studie. Sämtliche Unter- suchungen und Messungen erfolgen durch die Autorin. Entsprechend der Korrespondenz vom 20. Dezember 2011 mit dem Regierungspräsidium Gießen handelt es sich bei der vorliegenden Arbeit nicht um einen genehmigungspflichtigen Tierversuch. 3.2 Patientengut Bei den untersuchten Katzen handelt es sich um Tiere, die zur ophthalmologischen Untersuchung in der Klinik für Kleintiere, Chirurgie der Justus-Liebig-Universität Gießen vorgestellt werden sowie um Katzen, die von Züchtern und aus privater Haltung zur oph- thalmologischen Untersuchung und Ästhesiometrie zur Verfügung gestellt werden. Unter- sucht werden gesunde mesozephale und brachyzephale Katzen, die älter als 12 Monate und frei von systemischen Erkrankungen sind. Ophthalmologisch müssen die Augen reiz- frei und krankheitsfrei sein, wobei innerhalb der Gruppe der brachyzephalen Katzen ein nasales Entropium des Unterlides und Epiphora in rassetypischer Ausprägung kein Aus- schlusskriterium darstellen, sofern die betroffenen Katzen diesbezüglich kein auffälliges Verhalten zeigen, wie z.B. Blepharospasmus. In die Gruppe der mesozephalen Katzen fallen Europäische Hauskatzen (EHK), Bengal- katzen, Maine Coon, Ragdoll, Türkisch Angora, Domestic Shorthair- und Thai-Katzen. Perserkatzen (dazu zählen sowohl die regulären Perserkatzen, als auch Colourpoint und Non Pointed Himalayan), Britisch Kurzhaar und Langhaar, Selkirk-Rex sowie Exotic Shorthair Katzen werden der Gruppe der brachyzephalen Katzen zugeordnet. Innerhalb der Gruppe der Brachyzephalen erfolgt weiterhin eine Unterteilung entsprechend des Bra- chyzephaliegrades (wird unter 3.4 genauer beschrieben). Mittels Besitzergespräch über die Umgänglichkeit und Kooperativität der Katze wird eingeschätzt, ob sie für die Studie geeignet erscheint. Die letztendliche Entscheidung, ob das Tier in die Studie aufgenommen wird, hängt von der klinischen Untersuchung der studienleitenden Person ab. Die Einschätzung des Gesundheitszustandes erfolgt durch die allgemeine klinische Untersuchung und die Besitzerbefragung bezüglich des Allgemeinbefindens und des Medikamentenbedarfes. Liegt aufgrund dieser Erhebungen der begründete Verdacht auf eine Erkrankung vor, muss diesem zunächst nachgegangen werden. Erst nach Ausschluss einer Krankheit durch weitere diagnostische Verfahren kann die Katze in die Studie auf- genommen werden. Die entsprechend notwendigen Gruppengrößen werden mittels statis- tischer Verfahren ermittelt. 40 Material und Methoden 3.3 Signalement und Anamnese Es erfolgt die Besitzerbefragung zur Anamnese bezüglich des Alters, der Rasse, des Ge- schlechts, des Gesundheitsstatus und ophthalmologischer Vorerkrankungen (siehe Anhang 9.1 - Studienprotokoll). 3.4 Allgemeine klinische Untersuchung und Gruppenzuordnung Es wird eine allgemeine klinische Untersuchung zum Ausschluss von Allgemeinerkrankun- gen durchgeführt. Atem-, Pulsfrequenz, Schleimhautfarbe, Körperinnentemperatur und kapilläre Rückfüllzeit werden dokumentiert. Der Brachyzephaliegrad wird in Anlehnung an SCHLÜTER und Mitarbeiter (2009) anhand des klinischen Bildes des Patienten bestimmt und fotodokumentarisch festgehalten. Die Patienten werden entsprechend ihrer Kopfform in 5 verschiedene Gruppen eingeteilt. Es wird zwischen der Gruppe der mesozephalen und brachyzephalen Katzen unterschieden. Mesozephale Katzen weisen einen deutlich ausgeprägten Gesichts- sowie Hirnschädel auf. Der Schädel ist deutlich länger als breit. Innerhalb der Gruppe der Brachyzephalen wird zwischen 4 verschiedenen Brachyzephaliegraden unterschieden. Die Einteilung erfolgt anhand der Nasenlänge, der Ausprägung des Überganges vom Os nasale zum Os frontale ( ” Stop“) und der Stellung des Nasenspiegels zu den Augen. Hierzu werden die Katzenköpfe von frontal und lateral betrachtet sowie der Nasenrücken palpiert. Insbesondere wird die Position des Nasenspiegels in Bezug auf Lider und Augen beurteilt. Die Ausrichtung der Oberkiefer-Canini wird untersucht, jedoch nicht zur Einteilung in die verschiedenen Brachyzephaliegrade herangezogen. Tiere, die als geringgradig brachyzephal eingestuft werden und damit dem Brachyze- phaliegrad 1 entsprechen, weisen eine geringgradige Verkürzung des Gesichtsschädels auf. Der ” Stop“ ist nur gering ausgeprägt. Der Nasenspiegel befindet sich bei geöffneten Augen deutlich unterhalb des unteren Augenlides (siehe Abb. 13). Material und Methoden 41 Abbildung 13: Britisch Kurzhaar Katze mit Brachyzephaliegrad 1 aus seitlicher (links) und frontaler Ansicht (rechts). Bei mittelgradig brachyzephalen Katzen, die damit dem Brachyzephaliegrad 2 entsprechen, ist der ” Stop“ deutlich ausgeprägt, der Nasenspiegel befindet sich bei geöffneten Augen noch unterhalb des Unterlides. Katzen mit einem Brachyzephaliegrad 2 bis 4 weisen häufig Epiphora und ein nasales Entropium des Unterlides auf (siehe Abb. 14). Abbildung 14: Perser-Mischling mit Brachyzephaliegrad 2 aus seitlicher (links) und fron- taler Ansicht (rechts). Zur Gruppe der hochgradig Brachyzephalen (Brachyzephaliegrad 3) zählen Tiere mit deut- lichem ” Stop“. Die Nase ist hochgradig verkürzt und aus lateraler Sicht nur geringgradig anterior des vorderen Augenpols der Bulbi oculi gelegen. Der Nasenspiegel befindet sich auf gleicher Höhe oder höher gelegen als der zentrale Lidrand des Unterlides (siehe Abb. 15). 42 Material und Methoden Abbildung 15: Exotic Shorthair Katze mit Brachyzephaliegrad 3 aus seitlicher (links) und frontaler Ansicht (rechts). Höchstgradig brachyzephale Katzen (Brachyzephaliegrad 4), weisen ähnliche klinische Befunde wie Katzen mit Brachyzephaliegrad 3 auf, nur in noch deutlicherer Ausprägung. Sie zeigen einen überdeutlichen Übergang von Os nasale zum Os frontale auf und ihr Nasenspiegel liegt deutlich höher als der zentrale Lidrand des unteren Augenlides. Aus lateraler Sicht befindet sich der Nasenspiegel kaudaler oder auf gleicher Höhe wie die Bulbi oculi (siehe Abb. 16). Abbildung 16: Perserkatze mit Brachyzephaliegrad 4 aus seitlicher (links) und frontaler Ansicht (rechts). Des Weiteren wird die Irisfarbe notiert sowie die Umgebungstemperatur und Luftfeuchtig- keit erfasst. Material und Methoden 43 3.5 Spezielle Untersuchung der Augen und deren Anhangsorgane Es folgt die makroskopische Adspektion der Augen und der Augenlider sowie eine mikroskopische Untersuchung mittels ophthalmologischer Untersuchungsleuchte1 oder Handspaltlampe2. Die Irisfarbe wird dokumentiert. Es erfolgt eine subjektive Unterteilung in die Farben: Grün, Grüngelb, Gelb und Blau. Anschließend erfolgt die Untersuchung der kornealen Sensibilität beider Auges mittels Haarästhesiometer nach COCHET und BONNET3. Mit einem Abstand von mindestens 10 Minuten nach der Ästhesiometrie erfolgt die Untersuchung der Tränenproduktion beider Augen mittels Schirmer-Tränen-Test I4. Fol- gend wird im Speziellen auf die korneale Ästhesiometrie und den Schirmer-Tränen-Test I eingegangen. 3.5.1 Ästhesiometrische Augenuntersuchung Die korneale Sensibilität wird mittels Haarästhesiometer nach COCHET und BONNET der Firma Luneau gemessen. Dabei wird die Kornea am zentralen Messpunkt (Kreuzungs- punkt des horizontalen und vertikalen Meridian) gemessen. Die Untersuchung findet in ruhiger Umgebung und in einem gut beleuchteten Raum statt. Dies geschieht entweder in der Augenabteilung der Klinik für Kleintiere, Chirurgie, oder in gewohnter Umgebung des Studienpatienten. Die Messung wird mit der maximalen Fadenlänge von 60 mm begonnen, da der auf die Hornhaut ausgeübte Druck pro mm2 bei maximaler Fadeneinstellung am geringsten ist. Mit Verkürzen der Fadenlänge steigt der Druck an. Die Fadenlänge wird so lange um jeweils 5 mm verkürzt bis der Kornealreflex (Lidschlag, Retraktion des Bulbus oculi, Be- wegung des Kopfes) ausgelöst wird. Um das Auftreffen des Messfilamentes auf die Kornea besser beurteilen zu können, wird eine seitliche Position des Untersuchers zum Patienten bevorzugt. Während der Untersuchung wird auf eine ruhige Handhabung und ein langsa- mes Heranführen des Ästhesiometers geachtet. Die Biegung des Filamentes soll bei etwa 4 % liegen, was eine minimal sichtbare Biegung des Fadens darstellt. Das Ergebnis wird in mm (CTT1) für jedes Auge getrennt notiert. Um ein willkürliches Zwinkern vom Kornealreflex abgrenzen zu können, müssen diese Beobachtungen bei mindestens zwei von drei bis vier gesetzten Impulsen eindeutig ge- macht werden können. Anschließend werden die entsprechenden Umrechnungswerte CTT2 in mg/AQ und CTT3 in g/mm2 angegeben. 1 Ophthalmoskop Heine Beta 200, Heine, Herrsching, Deutschland. 2 Handspaltlampe Kowa SL-15,Kowa, Japan. 3 Ästhesiometer der Firma Luneau, Frankreich. 4 Schirmer-Tränen-Teststreifen, Firma Intervet, Unterschleißheim, Deutschland. 44 Material und Methoden Die Reinigung des Messfilamentes erfolgt nach jeder zusammengehörigen, untersuchten Katzengruppe mittels Sekusept® Plus5 (4 %). Hierzu wird der Nylonfaden über 15 Minuten eingelegt, dann mit sterilem Wasser abgespült und anschließend an der Luft getrocknet. 3.5.2 Schirmer-Tränen-Test I Mindestens zehn Minuten nach Abschluss der kornealen Ästhesiometrie erfolgt die Messung der Tränenflüssigkeit mittels Schirmer-Tränen-Test I (STT I). Der STT I gibt die von den Tränendrüsen unter Reizung gebildete Menge an Tränenflüssigkeit in einer Minute an. Abbildung 17: Zwei Schirmer-Tränen-Teststreifen mit Millimeterskala (bis 35 mm) und Indikatorstreifen bei 5 mm (schwarzer Pfeil). Der am vorderen Ende vor- handene Keil (weißer Pfeil) stellt die Knickstelle, zum besseren Einlegen der Teststreifen in den Konjunktivalsack sowie die Nullmarke dar. Zur Durchführung wird in jedes Auge ein spezieller Filterpapierstreifen (siehe Abb. 17) mit dem abgerundeten Ende in den unteren Konjunktivalsack im lateralen Drittel zwischen Hornhaut und Unterlid eingelegt. Um einen besseren Halt der Teststreifen im Konjunktival- sack zu gewährleisten, werden diese an der vorgesehenen Knickstelle vor dem Einlegen gefaltet. Die Lider der Katze werden nach Einlegen des Papiers sanft geschlossen, um ein Herausrutschen der Streifen durch Zwinkern zu vermeiden. Nach 60 Sekunden werden die Papierstreifen entfernt und die Werte der erreichten Flüssigkeitsmenge in Millime- tern pro Minute sofort abgelesen und notiert. Je nach Verhalten der Katze wird die Tränenproduktion beider Augen gleichzeitig oder auch nacheinander erfasst. Es wird jeweils 5 Sekusept® Plus, Ecolab Deutschland GmbH, Monheim am Rhein, Deutschland. Material und Methoden 45 die beginnende Körperseite sowie der zeitliche Abstand notiert. Der zeitliche Abstand wird dann später in ” kurz“, d.h. weniger als 15 Sekunden, oder ” lang“, d.h. bis zu 2 Minuten, zusammengefasst. 3.5.3 Lufttemperatur und Luftfeuchtigkeit Die Dokumentation von Lufttemperatur und Luftfeuchtigkeit erfolgt kurz nach den ästhesiometrischen Untersuchungen. Die Messung wird mittels einer handelsüblichen Wetterstation der Firma Hama (Modell EWS-800) durchgeführt. 3.6 Nachsorge Nach Abschluss der Untersuchungen werden die Augen erneut mittels ophthalmologi- scher Untersuchungsleuchte bzw. Handspaltlampe untersucht und mittels Fluoreszein6 an- gefärbt, um eine Verletzung der Kornea auszuschließen. Abschließend wird nach der Untersuchung Corneregel®7, ein Tränenersatzgel zum Schutz der Hornhaut, in beide Lidspalten eingegeben. Das Tränenersatzpräparat enthält als Wirkstoff 50 mg Dexpanthenol pro 1 g Augengel. Weitere Bestandteile sind: Cetrimid, Carbomer, Natriumedetat, Natriumhydroxid und Wasser für Injektionszwecke. 3.7 Statistische Auswertung Die statistische Auswertung erfolgt durch die Arbeitsgruppe Biomathematik und Daten- verarbeitung des Fachbereiches Veterinärmedizin der Justus-Liebig-Universität Gießen. Dabei wird das Statistikprogrammpaket BMDP/Dynamic, Release 8.1, (DIXON, 1993) verwendet. Jedes Auge wird zu Beginn der statistischen Auswertung als eine statistische Einheit gesehen. Nach Überprüfung des Seiteneinflusses werden verschiedene Merkmale von rech- tem und linkem Auge gemittelt. Die Sensibilitätsäquivalente CTT1, CTT2 und CTT3 werden statistisch gesondert ausgewertet. Zur allgemeinen Datenbeschreibung werden bei den annähernd normalverteilten Merkmalen arithmetische Mittelwerte (X), Standardabweichungen (SD), Minimal- und Maximalwerte berechnet und wiedergegeben. Dazu zählen Geschlecht, Alter, Brachyze- phaliegrad, Rasse, Irisfarbe, CTT1, STT I sowie Lufttemperatur und Luftfeuchtigkeit. In Bezug auf das Geschlecht wird der Kastrationszustand aufgrund der ungleichmäßigen Verteilung im Hinblick auf Alter und Rassen vernachlässigt. 6 Fluoreszein Papier, Firma Haag-Streit AG, Köniz, Schweiz. 7 Corneregel®, Firma Dr. Mann Pharma und Bausch & Lomb GmbH, Berlin, Deutschland. 46 Material und Methoden Bei rechtsschiefen Verteilungen positiver, quantitativer Merkmale (CTT2 und CTT3) wird eine Logarithmierung der Daten vorgenommen. Die Datenbeschreibung erfolgt mit Hilfe von geometrischen Mittelwerten (Xg) und Streufaktoren (SF), dargestellt in Form von Intervallen [Xg*SF ±1] Die Überprüfung eines quantitativen Merkmals auf eine annähernde Normalverteilung erfolgt durch Berechnung der Residuen unter Zugrundelegung des entsprechenden linearen Modells mit dem Programm BMDP1R mit Hilfe des Wahrscheinlichkeitsplots (Q-Q-Plot). Beim Nichtvorliegen einer Normalverteilung, wie im Falle von CTT2 und CTT3, werden die Originaldaten logarithmiert und die Prozedur mit transformierten Daten wiederholt, um die am besten geeignete Datentransformation zu finden. Die statistische Auswertung des Einflusses der verschiedenen Variablen auf die Sensi- bilitätsäquivalente CTT1, lgCTT2 und lgCTT3 bzw. auf die Tränenproduktion erfolgt durch einen Mittelwertvergleich mit mehrfaktorieller Kovarianzanalyse mit Messwieder- holung bezüglich der Seite. Diese wird mit dem Programm BMDP2V durchgeführt. Beim Vergleich der Sensibilitätsäquivalente CTT1, lgCTT2 und lgCTT3 zwischen mesozephalen und brachyzephalen Katzen kommt der Wilcoxon-Mann-Whitney-Test unter Verwendung des Programms BMDP3D zum Einsatz. Für die Untersuchung des Zusammenhanges zwischen den verschiedenen Brachyzepha- liegraden und den Sensibilitätsäquivalenten CTT1, lgCTT2 und lgCTT3 wird der Rang- korrelationskoeffizent nach Spearman (rS) unter Verwendung des Programms BMDP3D herangezogen. Bei der Bewertung der statistischen Prüfungen wird grundsätzlich ein Signifikanzniveau von α = 0,05 zu Grunde gelegt, d.h. Ergebnisse mit p ≤ 0,05 werden als statistisch signifi- kant angesehen. 47 4 Ergebnisse 4.1 Patientendaten Es werden 140 Katzen im Zeitraum von März 2012 bis Oktober 2012 im Rahmen der vorliegenden Arbeit untersucht. 4.1.1 Geschlecht Von 140 Katzen wurden 82 weibliche und 58 männliche Tiere untersucht. 48 der 82 weib- lichen Tiere sind unkastriert, 34 sind kastriert. Von den 58 männlichen Katzen sind 18 unkastriert und 40 kastriert. Es besteht ein annähernd ausgeglichenes Verhältnis zwischen den Geschlechtern mit 58,6% zu 41,4% zwischen weiblichen und männlichen Tieren (siehe Abb. 18). Abbildung 18: Absolute Häufigkeit der Geschlechterverteilung der untersuchten Katzen (n=140). 4.1.2 Alter Das Alter der untersuchten Katzen reicht von 1 Jahr bis zu 15 Jahren, mit einem mittlerem Alter (X) von 4,7 Jahren. Die Altersverteilung unter den mannlichen und weiblichen Tieren ist ahnlich (siehe Tab. 4). X der verschiedenen Brachyzephaliegrade variiert mit Werten zwischen 3,4 und 5,6 Jahren etwas stärker (siehe Tab. 5). 48 Ergebnisse Tabelle 4: Altersverteilung der untersuchten Katzen in Bezug auf das Geschlecht (n = 140) unter Angabe des Minimal-, Maximal- und Mittelwertes (X) (n = untersuchte Tierzahl). Geschlecht Alter in Jahren Minimum Maximum X Katzen (n = 82) 1 13 4,6 Kater (n = 58) 1 15 4,8 Gesamt (n = 140) 1 15 4,7 Tabelle 5: Altersverteilung der untersuchten Katzen in Bezug auf die Kopfform (n = 140) unter Angabe des Minimal-, Maximal- und Mittelwertes (X) (n = untersuchte Tierzahl). Geschlecht Alter in Jahren Minimum Maximum X Mesozephal (n = 78) 1 11 4,6 Brachyzephaliegrad 1 (n = 18) 1 15 5,6 Brachyzephaliegrad 2 (n = 18) 1 13 5,3 Brachyzephaliegrad 3 (n = 17) 1,5 11