Der intakte Sehnerv: Funktion, Bedeutung und Störungen

Der Sehnerv ist eine lebenswichtige Struktur für unser Sehvermögen. Er stellt die Verbindung zwischen dem Auge und dem Gehirn dar und ermöglicht es uns, die Welt um uns herum visuell wahrzunehmen. Ein intakter Sehnerv ist unerlässlich, damit wir scharf sehen, Farben erkennen und unsere Umgebung räumlich erfassen können.

Die Anatomie und Funktion des Sehnervs

Der Sehnerv ist ein Teil des zentralen Nervensystems (ZNS) und besteht aus Millionen von Nervenfasern, die von den retinalen Ganglienzellen ausgehen. Diese Ganglienzellen sind den lichtempfindlichen Fotorezeptoren und weiteren Zwischenneuronen nachgeschaltet. Sie gewährleisten, dass Informationen über die Umwelt wie Ortsbeziehung, Farben, Kontrast, Bewegung usw. an die visuellen Verarbeitungszentren im Gehirn weitergeleitet werden.

Grob vereinfacht kann man sagen: vorn im Auge wird der Lichteinfall geregelt und dafür gesorgt, daß sich dann hinten im Auge auf der Netzhaut ein Bild abbilden kann. Wir sehen nur dann, wenn der Lichteinfall so passt, dass das Licht genau auf die Netzhaut fällt, nicht davor landet und nicht zu weit zielt. Ist das Auge im hinteren Abschnitt gesund und der Lichteinfall nicht ideal regeln die „Zusatzlinsen/Gläser“ in Brillen und Kontaktlinsen den Lichteinfall und wir sehen wieder scharf, weil die Linsen in den Hilfsmitteln dafür sorgen, dass das Licht wieder genau auf der Netzhaut landet. Auch die typischerweise im höheren Lebensalter sich allmählich trübende eigene Linse (Grauer Star) vorn im Auge kann den Lichteinfall behindern und wenn sie ersetzt ist durch eine Kunstlinse (Grauer Star-Operation , Katarakt-Operation) sehen wir wieder klar. Hinten im Auge an Netzhaut und Makula entscheidet sich schließlich, ob wir überhaupt sehen können, ob ein Bild entstehen kann. Hinten im Auge an der Netzhaut und der Makula entscheidet sich die Bildqualität, ob wir Farben sehen, verzerrt sehen usw.. An der Makula, der Stelle des schärfsten Sehens entscheidet sich schließlich, ob wir gezielt scharf sehen können und z.B. lesen können. Bilden sich hier Ablagerungen, Gefäßneubildungen, Blutungen, Löcher oder Gefäßverschlüsse in der Netzhaut und vor allem der Makula wird das Sehen häufig stark behindert.

Was sich am hinteren Augenpol befindet, ist der Sehnerv, der gebündelt alle Nervenfasern der Netzhaut umfasst und hinten das Auge verläßt und es mit dem Gehirn verbindet.

Erkrankungen und Schädigungen des Sehnervs

Verschiedene Erkrankungen und Schädigungen können die Funktion des Sehnervs beeinträchtigen. Dazu gehören:

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• Glaukom (Grüner Star): Das Glaukom ist eine Erkrankung des Sehnerven, die zu einer Schädigung und Verlust von Nervenfasern führt. Die Schädigung hat im Verlauf der Krankheit zunächst eine Einschränkung des peripheren Sehens (äußeren Gesichtsfelds) zur Folge. Dies wird von den meisten Betroffenen erst sehr spät oder gar nicht bemerkt. In einem fortgeschrittenen Stadium der Krankheit, kann die Schädigung der Nervenzellen von einer sehr starken Minderung der Sehschärfe bis hin zu einer Erblindung führen.
• Optikusneuropathien: Entzündliche Optikusneuropathien treten meist bei Patienten im jungen Erwachsenenalter auf und sind klassischerweise durch eine (sub)akute Visusminderung mit Augenbewegungsschmerzen gekennzeichnet. Bei den kompressiven Optikusneuropathien sind bei Kindern Gliome (Assoziation mit Neurofibromatose Typ 1) und bei Erwachsenen Meningeome führend.
• Verletzungen: Verletzungen entlang des Sehnervs, die mit der Zerstörung und Unterbrechung der Ganglienzellfasern einhergehen wie traumatische Durchtrennungen, tumorbedingte Kompressionen oder glaukomatöse Zerstörung des Sehnervenkopfs führen zu entsprechenden Funktionsstörungen bis hin zur Erblindung.

Diagnostik von Sehnervenerkrankungen

Zur Diagnose von Sehnervenerkrankungen stehen verschiedene Untersuchungsmethoden zur Verfügung:

• Gesichtsfelduntersuchung: Diese Untersuchung dient dem Auffinden und Darstellen von Gesichtsfelddefekten.
• Pachymetrie: Die Kenntnis der Dicke der Hornhaut ist von wesentlicher Bedeutung bei der Diagnostik und Therapie des “Grünen Stars”. Über- oder unterschreitet die Hornhautdicke den Durchschnittswert 550μm, ist die Beurteilung der gemessenen Augeninnendruckwerte nicht korrekt. Bei einer dünnen Hornhaut werden zu niedrige Werte gemessen und bei einer dicker Hornhaut zu hohe Werte. Die Pachymetrie kann sowohl bei einem Verdacht auf grünen Star als auch bei manifestem Glaukom medizinisch sinnvoll sein und bei der Therapieentscheidung helfen.
• Pupillendiagnostik: Die Überprüfung der Afferenz mithilfe des Swinging-Flashlight-Tests setzt eine normale Beweglichkeit der Pupillen voraus und die Dynamik der Lichtreaktion ist auch von der Pupillenausgangsweite abhängig. Daher ist der 1. Schritt in der Pupillendiagnostik, eine efferente Störung auszuschließen. Beeinträchtigungen - sowohl entlang des parasympathischen Verlaufs zum Pupillensphinkter als auch im sympathischen System zum Pupillendilatator - führen je zu einer Anisokorie, dem Kardinalzeichen einer efferenten Pupillenstörung. Der 1. Schritt in der Pupillendiagnostik sollte der Ausschluss einer efferenten Pupillenstörung sein. Der Swinging-Flashlight-Test schließt sich zur Überprüfung der Afferenz an.

Der Swinging-Flashlight-Test

Eine afferente Pupillenstörung ist durch das Vorliegen eines relativen afferenten Pupillendefekts (RAPD) gekennzeichnet. Zur Überprüfung eines RAPD dient der Swinging-Flashlight-Test. Dieser einfache und schnelle Test erlaubt eine von der Compliance des Patienten unabhängige objektive Beurteilung eines möglichen Sehnervenschadens und benötigt lediglich eine Lichtquelle und etwas Erfahrung des Untersuchers. In Dunkelheit wird mehrmals abwechselnd zunächst das rechte Auge und anschließend das linke Auge mit einer hellen Lichtquelle idealerweise von schräg unten beleuchtet und die jeweilige direkte Lichtreaktion des gerade beleuchteten Auges beurteilt. Der Wechsel zwischen den Augen sollte zügig und auf direktem Weg erfolgen. Da die Pupillenregulation ein dynamisches System ist und gewissen Fluktuationen unterliegt, sind mehrfache Wiederholungen wichtig, um das Ergebnis zu validieren. Ist die direkte Lichtreaktion am rechten und linken Auge seitengleich, liegt ein regelrechter Befund vor. Verengen sich die Pupillen beim Wechsel auf ein Auge weniger stark oder mit verminderter Konstriktionsgeschwindigkeit als bei Beleuchtung der Gegenseite oder erweitern sich die Pupillen sogar, so liegt an diesem Auge ein RAPD vor.

Therapieansätze bei Sehnervenschädigungen

Die Behandlung von Sehnervenschädigungen richtet sich nach der zugrunde liegenden Ursache. Beim Glaukom zielt die Therapie darauf ab, den Augeninnendruck zu senken, um eine weitere Schädigung des Sehnervs zu verhindern. Dies kann durch Augentropfen, Laserbehandlungen oder operative Eingriffe erreicht werden.

In einigen Fällen, insbesondere bei Verletzungen des Sehnervs, kann eine operative Rekonstruktion in Erwägung gezogen werden. Die Forschung arbeitet zudem an neuen Therapieansätzen, um die Regeneration von Nervenfasern im Sehnerv zu fördern.

Hoffnung durch Forschung: Regeneration des Sehnervs

Verletzungen entlang des Sehnervs, die mit der Zerstörung und Unterbrechung der Ganglienzellfasern einhergehen wie traumatische Durchtrennungen, tumorbedingte Kompressionen oder glaukomatöse Zerstörung des Sehnervenkopfs führen zu entsprechenden Funktionsstörungen bis hin zur Erblindung. Diese nicht regenerativen Eigenschaften zentraler Nervenbahnen, die für den Sehnerv typisch sind, stehen im Gegensatz zu peripheren Nervenbahnen. Bei Letzteren können nach einer Durchtrennung spontan Fasern nachwachsen, wobei auch funktionelle Verbindungen wieder hergestellt werden, zum Beispiel mit der Muskulatur oder anderen Zielgebieten.

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Man konzentrierte sich in den letzten Jahrzehnten auf mehrere Aspekte der Traumatologie des Sehnervs, zumal er als einziger extrakranieller Teil des ZNS experimentell relativ zugänglich ist.

Beim Transplantationsmodell im Tierversuch wurde erreicht, dass man die hemmende Umgebung des Sehnervs umgehen kann, indem man ein Stück eines peripheren Nervs (z.B. eines Beinnervs) an einer experimentell zugefügten Durchtrennung des Sehnervs annäht. Dies führt dazu, dass die Stümpfe der Fasern nun eine regenerationsfördernde Umgebung antreffen. Sie können tatsächlich in ein solches Transplantat hineinwachsen und erreichen mehrere Millimeter Länge. Verbindet man das andere Ende des Transplantats mit bestimmten visuellen Verarbeitungszentren, treten mit der Zeit Fasern aus dem Transplantat in die Hirnsubstanz aus und es kommt zur Bildung funktionsfähiger Synapsen. Die Zahl der auf diese Weise zur Regeneration gelangten Fasern beträgt ca. 20 Prozent aller durchtrennten Fasern.

Der beschriebene Weg ist erfolgreich im Tierversuch und gibt den Forschern vor allem deshalb Hoffnung, weil er zeigt, dass Regeneration überhaupt möglich ist. Das visuelle System des Menschen ist allerdings in seinem Verlauf und in seiner Verschaltung viel komplizierter als das von Labortieren. Es bedarf noch weiterer chirurgischer Verfeinerungen, ehe man ähnliche Techniken beim Menschen als Therapie anwenden kann. Die Tatsache allerdings, dass eine massive Nervenregeneration stattfindet, gibt Anlass zur Hoffnung.

Das Verständnis der Mechanismen der verletzungsbedingten Degeneration und die Möglichkeit, die Moleküle zu identifizieren, die zur Regeneration bestimmt sind, werden dazu beitragen, dass gentechnische Verfahren entwickelt werden können, um diese Moleküle den verletzten Zellen anzubieten.

Im spontanen Regenerationsmodell im eigenen Sehnerv wurden bereits die angesprochenen Moleküle zum Teil identifiziert und im Tierversuch angewandt. Wir fanden regenerationsfördernde Substanzen in der Augenlinse, einem Gewebe, das sich durch einen hohen Gehalt an zellschützenden Stoffen auszeichnet. Sie dienen dazu, fototoxischen Stress durch die einfallende UV-Strahlung zu neutralisieren. Verwendet man die gleichen Substanzen in der Netzhaut nach einer kompletten Durchtrennung des Sehnervs, so werden auch die Ganglienzellen ähnlich geschützt und die Zellen überleben die Verletzung. Werden bei diesem Experiment die beiden Schnittenden des Sehnervs mikrochirurgisch adaptiert, wachsen tatsächlich die proximalen, d.h. die dem Gehirn näheren Stümpfe, in den distalen, den dem Gehirn ferneren Nerv ein und erreichen nach gewisser Zeit das Gehirn, indem sie innerhalb der natürlichen präformierten visuellen Bahn wachsen. Dieses Modell ist neu und es bedarf weiterer Analysen, um vor allem herauszufinden, wie die Ganglienzellen zur Regeneration stimuliert werden und wie die ansonsten hemmende Umgebung des Sehnervs neutralisiert wird.

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Noch ist nicht vorhersehbar, in welcher Form und wann die Ergebnisse aus der Forschung eine klinische Relevanz erlangen.

Elektronische Chips als Hoffnung für Blinde

Es klingt wie Zukunftsmedizin, doch ist es Forschern gelungen, Blinde mit einem elektronischen Chip wieder zum Sehen zu bringen.

In einer Pilotstudie transplantierten Forscher drei blinden Patienten einen Photodiodenchip unter die Netzhaut. Alle drei Studienteilnehmer versetzte das Implantat in die Lage, Licht in bestimmten Formen und Mustern wahrzunehmen und dadurch die Umrisse verschiedener Gegenstände auf einem Tisch schemenhaft zu erkennen.

Der Chip übernahm im Auge die Funktion abgestorbener Sehzellen. Ein Proband war sogar in der Lage, daumengroße Buchstaben zu erkennen und ganze Wörter zu lesen. Die Wissenschaftler hatten diesem Patienten das Implantat direkt unter den „gelben Fleck“ eingesetzt, dem Netzhautbereich mit der höchsten Dichte an Sehnerven.

Voraussetzung ist ein intakter Sehnerv. Die Studienteilnehmer litten an der bisher unheilbaren Krankheit Retinitis pigmentosa, einem erblich bedingten Rückgang der Netzhaut, der in Deutschland 30 000 bis 40 000 Menschen betrifft. Die Erblindung schleicht sich über Jahre hinweg in das Leben der Erkrankten ein. Die sogenannten Zapfen und Stäbchen, die Zellen die in der Netzhaut des Auges eintreffendes Licht in elektrische Impulse umwandeln, sterben allmählich ab. Dadurch engt sich das Sehfeld zunehmend ein. Schließlich schwindet die Sehkraft vollständig. Elf Prozent aller Blinden betrifft diese Erbkrankheit. Doch für sie besteht Hoffnung, weil bei dieser Form der Blindheit die Sehnerven noch intakt sind.

Bisher führte das Forscherteam insgesamt elf Chiptransplantationen dieser Art durch. Im Frühjahr dieses Jahres startete eine Follow-up-Studie. Die Wissenschaftler implantierten darin den Chip erstmals für mindestens zwei Jahre, also achtmal so lang wie in der vorherigen Studie. Der Chip wird jetzt per Funk gesteuert. Außerdem beobachten die Forscher die schon erfolgreich behandelten Patienten weiter.

Prävention und Früherkennung

Um Sehnervenschädigungen vorzubeugen oder frühzeitig zu erkennen, sind regelmäßige Vorsorgeuntersuchungen beim Augenarzt wichtig. Insbesondere Personen mit Risikofaktoren wie familiärer Vorbelastung für Glaukom oder Diabetes sollten sich regelmäßig untersuchen lassen.

Wir empfehlen daher eine Vorsorgeuntersuchung ab dem 40 Lebensjahr, um ein Glaukom und andere altersbedingte Erkrankungen ausschließen zu können. Bei vorhandenen Risikofaktoren wie z.B.

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