Pathologische Myopie

Die Region des Sehnervenkopfes (Papilla N. optici) besteht aus dem okulären Sehnervenkanal und der parapapillären Region. Der Sehnervenkanal ist zusammengesetzt aus der Öffnung in der Retina, Öffnung in der RPE-Schicht, BMÖ, Aderhautöffnung, und Öffnung im peripapillären Skleralsteg, überspannt von der Lamina cribrosa (Wang et al. 2021). Im Kanal verlaufen ca. 1,2 Mio. Sehnervenfasern durch ca. 160–300 Lamina-cribrosa-Poren (Jonas et al. 1990, 1991). Der retinale Zentralgefäßstamm ist leicht nach nasal oben dezentriert gelegen (Jonas und Fernández 1994). Die Papilla N. optici („Papille“) kann definiert werden als der ophthalmoskopisch sichtbare Anteil von neuroretinalem Randsaum und Papillenexkavation (Jonas et al. 2023a). Nach dieser Definition gehören unter der BM verdeckt liegenden Anteile der Lamina cribrosa, Exkavation und Randsaum nicht zur Papille. Mit zunehmender Achsenlänge verändert sich die Papillenform von einer annähernden Kreisform in emmetropen Augen zu einer hochovalen Form in mittelgradig myopen Augen (oft in Verbindung mit einer relativ kleinen Papille mit einem kurzen horizontalen Papillendurchmeser) bis hin zu einer sehr variablen Form in hochmyopen Augen (Guo et al. 2018; Jonas et al. 1988a, b, 2021; Kim et al. 2012; Samarawickram et al. 2011). Die Orientierung der längsten Papillenachse ist bei der Emmetropie und mittelgradigen Myopie meist vertikal oder leicht nach temporal gedreht (d. h. der obere Papillenpol ist zur Fovea hingeneigt), und bei der hohen Myopie kann die längste Papillenachse deutlich nach temporal gedreht oder auch in eine andere Richtung rotiert sein.

Eine Verschiebung der BMÖ meist in Richtung der Fovea führt zu einem Überhängen der BM in den nasalen Teil des intrapapillären Kompartments, und korrespondierend zu einem Fehlen von BM am temporal Papillenrand, d. h. der parapapillären γ-Zone (Jonas et al. 2021, 2023c; Reis et al. 2012; Wang et al. 2021; Zhang et al. 2019). Die BMÖ-Verschiebung führt zu einer Verminderung der gemeinsamen Fläche von BMÖ und Lamina cribrosa, sodass die Papille als der ophthalmoskopisch sichtbare Teil der Lamina cribrosa sich verkleinert und eine hochovale Form annimmt. Ein weiterer, aber weniger wichtiger Grund für die hochovale Papillenform bei mittelgradig myopen und hochmyopen Augen ist, dass der ophthalmoskopische Blick mit zunehmender Achsenlänge eher schräg auf die Papille fällt, sodass es zu einer perspektivischen Verkleinerung des horizontalen Papillendurchmessers kommt (Dai et al. 2015). Während mittelgradig myope Augen damit eine relativ kleine Papille haben können, kommt es in hochmyopen Augen zu einer Vergrößerung der Papille in Verbindung mit einer Vergrößerung der BMO, der RPE-Öffnung, und der Lamina cribrosa (Jonas et al. 1988a, b; Xu et al. 2007b: Zhang et al. 2019). Die Vergrößerung der Lamina cribrosa resultiert in einer Verlängerung und Verdünnung der Lamina cribrosa, deren Volumen eher unabhängig von der Achsenlänge ist (Jonas et al. 2004). Durch die Verdünnung der Lamina cribrosa verkürzt sich der Abstand zwischen dem Intraokulärraum mit dem Augeninnendruck und der Kompartment hinter der Lamina cribrosa, in dem der orbitale Liquordruck vorherrscht (Jonas et al. 2003). Bei gleichen Druckwerten führt damit die Verdünnung der Lamina cribrosa zu einem steileren Trans-Lamina-cribrosa-Druckgefälle, was in Verbindung mit den morphologischen Veränderungen in der Lamina cribrosa zu einer erhöhten Druckanfälligkeit und damit höheren Glaukomempfindlichkeit von hochmyopen Augen führen könnte (Jonas et al. 2016c, 2017e; Ren et al. 2010; Wang et al. 2023; Xu et al. 2007a, b).

In hochmyopen Augen führt die Streckung der Lamina cribrosa zusammen mit der Dehnung der parapapillären Region (parapapilläre γ-Zone und δ Zone) zu einer Abflachung der Papillenexkavation. Dies erschwert das ophthalmoskopische Erkennen einer glaukomatösen Papillenexkavation (Jonas et al. 1988b; Tan et al. 2019; Xu et al. 2007b). Durch die Vergrößerung der BMÖ kommt es wahrscheinlich zu einer Retraktion des ursprünglich in den intrapapillären Bereich überhängenden Teils der BM, sodass eine zirkuläre γ-Zone entsteht (Jonas et al. 2012, 2023a; Tan et al. 2019; Wang et al. 2021; Zhang et al. 2019).

Die Papillenform in hochmyopen Augen zeigt eine hohe interindividuelle Variabilität (Jonas et al. 1988b; Xu et al. 2007b). Der längste Papillendurchmesser kann vertikal oder schräg oder manchmal auch horizontal ausgerichtet sein. In extrem hochmyopen Augen wird möglicherweise die Papillenform (möglicherweise in Verbindung mit einer vertikal verlaufenden parapapillären Skleraleiste) durch einen Rückwärtszug des Sehnerven bedingt, der bei extrem verlängerten Augen vielleicht zu kurz wird, um eine volle Adduktion dieser Augen zu erlauben (Demer 2016; Wang et al. 2016). Da der Sehnerv von der nasal oberen Region in der Orbitaspitze in die Orbita hineinverläuft und nasal am Bulbus ansetzt, ist der wahrscheinlich über die Dura mater des Sehnerven ausgeübte Zug des Sehnerven auf die parapapillären Strukturen am temporal unteren Papillenrand (d. h. am peripheren Ende des peripapillären Skleralsteges) am stärksten (Jonas et al. 2016d). Eine solche Kraft würde zu einer Rotation der Papille um deren vertikale Achse führen, sodass die ophthalmoskopisch erfasste Papillenform vertikal oval wird. Da der Rückwärtszug nicht genau am temporalen, sondern temporal unteren Papillenrand am stärksten sein wird, kann zusätzlich eine Papillenrotation um die horizontale Papillenachse erfolgen, sodass sich der obere Papillenpol zur Fovea hindreht. Ein solcher Mechanismus könnte das relative häufige Vorkommen einer sagittal Papillenrotation in Makularichtung erklären (Dichtl et al. 1998; Wang et al. 2021).

Die verschiedenen Schichten des okulären Sehnervenkanals (d. h. die Retinaöffnung, RPE-Öffnung, BMÖ, choroidale Öffnung und die Öffnung im peripapillären Skleralsteg) liegen bei Geburt übereinander, sodass ein zur Augeninnenoberfläche weitgehend senkrechter Kanalverlauf vorliegt (Abb. 1, 2, 3, 4, 5 und 6). Im Rahmen der myopischen Achsenverlängerung insbesondere im 2. Lebensjahrzehnt entsteht aus dem rechtwinkligen Kanalabgang ein schräg von innen hinten nach vorne außen verlaufender Verlauf („schräger Sehnervenausgang“), wahrscheinlich durch eine Verschiebung der BMÖ in Richtung zur Fovea. Diese BMÖ-Verschiebung erfolgt zunächst ohne Vergrößerung der BMÖ (Zhang et al. 2019). Hierdurch entsteht eine am temporalen Papillenrand gelegene Zone ohne BM, die sog. parapapilläre γ-Zone. Im Übergang zur hohen Myopie entsteht eine Vergrößerung der BMÖ, sodass, wie oben dargestellt, eine zirkuläre γ-Zone entsteht (Jonas et al. 2012, 2023a; Reis et al. 2012; Wang et al. 2021; Zhang et al. 2019).

Die Ursache für eine BMÖ-Verschiebung in Richtung Fovea ist noch unklar. Sie könnte eventuell mit einem segmentalen Wachstum (Vergrößerung) der BM in der mittleren Fundusperipherie erklärt werden, wodurch nicht nur das Auge länger würde, sondern auch die BMÖ- Verschiebung nach hinten erklärt werden könnte (parallel zu einer Verschiebung der makulären BM nach hinten mit sekundärer subfovealer Aderhautverdünnung) (Jonas et al. 2017a).

Die parapapilläre δ-Zone wurde definiert durch eine durch die myopische Achsenverlängerung induzierte Verlängerung und Verdünnung des peripapillären Skleralsteges (Jonas et al. 2012, 2017e; Wang et al. 2021). Die hinterer Sklera teilt sich auf in einer äußere Schicht, die in die Dura mater des Sehnerven übergeht, und eine innere Schicht, die über den peripapillären Skleralsteg zur Lamina cribrosa führt (Dichtl et al. 1998; Ren et al. 2009). Der Skleralsteg bildet die vordere Begrenzung des orbitalen Kompartments des Liquor cerebrospinalis. In Augen mit γ-Zone ist der peripapilläre Skleralsteg nur von retinalen Nervenfasern und der Membrane limitans interna bedeckt (Jonas et al. 2012, 2017e; Jonas und Holbach 2020; Wang et al. 2021). In Augen ohne γ-Zone und ohne β-Zone ist der peripapilläre Skleralsteg bedeckt von Choroidea, BM, RPE und den tiefen und oberflächlichen retinalen Schichten. Da der Skleralsteg als biomechanischer Anker für die Lamina cribrosa fungiert, ist die Achsenverlängerung assoziierte Verdünnung und Verlängerung des Skleralsteges möglicherweis ein Faktor für die bei der pathologischen Myopie erhöhte Häufigkeit einer Optikusatrophie. Dementsprechend haben klinische Studien gezeigt, dass eine große δ-Zone mit einer höheren Prävalenz einer glaukomatösen oder glaukomähnlichen Optikusatrophie verbunden ist (Chihara et al. 1997; Jonas et al. 2017e; Nagaoka et al. 2015; Wang et al. 2021; Xu et al. 2007a).

Die parapapilläre β-Zone ist gekennzeichnet durch das Vorhandensein von BM und durch das Fehlen von RPE. Eventuell kann man unterscheiden zwischen einer glaukomatösen β-Zone, bei der die parapapillären RPE-Zellen, möglicherweise durch Augendruckschwankungen, verloren gehen, und einer myopischen β-Zone, die durch eine Vergrößerung der papillären RPE-Öffnung bedingt sein könnte (Jonas JB et al. 2022b)

Innerhalb des okulären Sehnervenkanals grenzen die peripapillären Grenzgewebe den intrakanalikulären Bereich von den angrenzenden Bereichen ab. Das peripapilläre Grenzgewebe des peripapillären Skleralstegs ist die Fortsetzung der Pia mater und durchzieht die Verbindungstelle zwischen Skleralsteg und Lamia cribrosa in sagittaler Richtung nach vorne (Elschnig 1901; Jacoby 1905; Jonas et al. 2020). Es dient damit der sagittalen Verankerung und Stabilisierung des gesamten Sehnervenkopfes. Das peripapilläre Grenzgewebe der Chorioidea ist die Fortsetzung des Grenzgewebes des Skleralsteges und endet an der Spitze der BM. Es stellt damit die einzige Verbindung zwischen der „inneren Augenkugel“, bestehend aus Uvea, RPE, Retina, Linse und Glaskörper, und der Sklera als äußerer Hülle im hinteren Augenabschnitt dar. Im vorderen Augenabschnitt ist die innere Augenkugel über den Skleralsporn mit der Sklera verbunden. Da die innere Augenkugel aufgrund ihrer Massenträgheit den durch die äußeren Augenmuskeln auf die Sklera übertragenen Beschleunigungs- und Abbremsungskräften zeitlich versetzt nachkommt, entstehen bei jeder Augenbewegung Scherkräfte an den Verbindungsstellen zwischen der inneren Augenkugel und der Sklera, d. h. vorne am Skleralsporn und hinten am choroidalen peripapillären Grenzgewebe. Durch die Entwicklung und Vergrößerung der parapapillären γ-Zone verlängert sich der Abstand zwischen dem Ende der BM und der Papille, d. h. dem Rand der Lamina cribrosa. Damit kommt es zu einer Verlängerung und Verdünnung des choroidalen peripapillären Grenzgewebes. Die biomechanische Bedeutung dieser an die Achsenverlängerung assoziierten Verlängerung und Verdünnung des choroidalen Grenzgewebes ist bisher unklar. In Augen mit großer γ-/δ-Zone kann möglicherweise auch das choroidale Grenzgewebe reißen, wodurch das BM-Ende nicht mehr fest am Papillenrand fixiert ist und dadurch eine wellenförmige Form der BM („BM corrugation“) entstehen, wie auch histologisch und in der optischen Kohärenztomografie (OCT) dargestellt (Jonas et al. 2018c). Das choroidale Grenzgewebe grenzt das intrachoroidale Kompartment mit den gefensterten albumindurchgängigen Gefäßwänden der Choriokapillaris ab von dem intrapapillären Kompartment mit albuminundurchlässigen Gefäßwänden. Es ist damit Teil der Blut-Retina-Schranke. Interessanterweise haben Augen mit vermuteter Ruptur des choroidalen Grenzgewebes in der Angiografie keinen Fluoreszeinaustritt im intrapapillären Kompartment.

Die myopische Achsenverlängerung vergrößert die Innenoberfläche des Auges. Gemäß einer rezenten Untersuchung von enukleierten menschlichen Augen führt die Verlängerung des sagittalen Augendurchmesser um 1 mm zu einer Verlängerung des Abstandes der Ora serrata von der Papille um 0,73 mm (95 %iges Konfidenzintervall (95 % KI): 0,65 –0,81) und zu einer Verlängerung des Ziliarkörpers um 0,16 mm (95 % KI: 0,12 –0,20) (Panda-Jonas et al. 2022a). Die Länge der Retina und die des Ziliarkörpers sind positiv miteinander korreliert, wobei eine Verlängerung des Ziliarkörpers um 0,12 mm (95 % KI: 0,07–0,17) einer Retinaverlängerung um 1 mm entspricht.

Entsprechend der Vergrößerung der Innenoberfläche des Auges verringert sich die Dichte der Fotorezeptoren mit zunehmender Achsenlänge, am stärksten ausgeprägt im retroäquatorialen und äquatorialen Gebiet. Wie oben ausgeführt, deutet dies daraufhin, dass die Bulbusverlängerung wesentlich durch eine Wandvergrößerung in der retroäquatorialen und äquatorialen Region erfolgt. Dementsprechend nimmt die Dicke der gesamten Retina in diesem Bereich ab, während sie in der Fovearegion unabhängig oder weitgehend unabhängig von der Achsenlänge ist (Chua et al. 2019; Jonas et al. 2016a; Panda-Jonas et al. 2022b). Entsprechend haben Studien mit adaptiven Optiken und Darstellung der einzelnen Fotorezeptoren im Makulagebiet gezeigt, dass das foveale Zapfenmosaik mit längerer Achsenlänge in der Dichte abnimmt (Dabir et al. 2015; Eckmann-Hansen et al. 2021; Wang et al. 2019). Es ist bisher unklar, wie sich die Winkeldichte der Zapfen (gemessen in Zapfenanzahl/Winkelgrad²) mit längerer Achsenlänge verändert (Dabir et al. 2015; Eckmann-Hansen et al. 2021; Wang et al. 2019).

Weitere morphologische retinale Charakteristika der (hohen) Myopie sind äquatoriale gittrige Netzhautdegenerationen und periphere Pflastersteine (Celorio und Pruett 1991; Flaxel et al. 2020; Grossniklaus und Green 1992). Die Häufigkeit der gittrigen Netzhautdegeneration nimmt mit höherer Achsenlange bis zu einem Wert von ca. 26,0–26,9 mm (oder einer myopische Ametropie von von ca. −6,00 bis −8,70 Dioptrien) zu, und verringert sich danach mit weiterem Anstieg der Achsenlänge (Flaxel et al. 2020). Die Prävalenz der Pflastersteine nimmt kontinuierlich mit längerer Achsenlänge zu und ist am höchsten bei der hohen und extremen Myopie. Die ophthalmoskopisch als helle, weißliche, abgerundete, areoläre Stellen imponierenden Pflastersteine entsprechen histologisch einem weitgehend Fehlen des RPE, einer leicht dünneren BM und Choriokapillaris und einer festen Adhäsion zwischen der darüber liegenden, desorganisierten Retina, während die Sklera und die Aderhaut insgesamt keine lokalisierte Verdünnung zeigten (Jonas et al. 2022).

Ähnlich wie bei den Fotorezeptoren vermindert sich auch für das RPE die Zelldichte mit längerer Achsenlänge, am stärksten ausgeprägt in der retroäquatorialen Region, gefolgt vom äquatorialen Gebiet (Jonas et al. 2017c). Die RPE-Zelldichte in der Fovea ist interessanterweise nicht und nur gering abhängig von der Achsenlänge (Jonas et al. 2017c). Dies entspricht anderen Befunden, dass die Dicke der Choriokapillaris, die BM-Dicke und die Gesamtdicke der Retina in der Fovea nicht mit der Achsenlänge korrelieren (Jonas et al. 2017a, 2023a). Korrespondierend ist die Dichte der fovealen Fotorezeptoren nicht wesentlich mit der Achsenlänge korreliert. Diese Befunde deuten daraufhin, dass die myopische Achsenverlängerung wesentlich durch eine segmentale Bulbuswandvergrößerung in der retroäquatorialen bis äquatorialen Region erfolgt.

Histomorphometrische Studien von Meerschweinchenaugen als auch von enukleierten menschlichen Augen zeigten, dass die Dicke der BM unabhängig von der Achsenlänge ist, sodass sich das Volumen der BM mit längerer Achsenlänge und damit größerer Augeninnenoberfläche erhöht (Bai et al. 2017; Dong et al. 2019b; Jonas et al. 2014a, b). Dies ist im Gegensatz zur Choroidea und Sklera, deren Dicke am hinteren Pol sich mit längerer Achsenlänge verdünnen und deren Gesamtvolumen eher unabhängig von der Achsenlänge sind (Dong et al. 2019b; Jonas et al. 2014a; Shen et al. 2015). Der Befund der Volumenzunahme der BM mit längerer Achsenlänge deutet auf ein aktives Wachstum der BM im Prozess der Achsenverlängerung hin.

Wie schon oben dargestellt, verringert sich die Dicke der Aderhaut mit zunehmender Achsenlänge, wobei 1 mm Zunahme in der Achsenlänge einer subfovealen Choroideaverdünnung um 32 μm (95 % KI: 37,1–26,0 μm) entspricht (Flores-Moreno et al. 2013; Fujiwara et al. 2009; Wei et al. 2013; Xu et al. 2017). Die Aderhautverdünnung betrifft im Wesentlichen die Lage der mittelgroßen Aderhautgefäße (Sattler-Schicht) und die der großen Aderhautgefäße (Haller-Schicht), während die Choriokapillaris eher unabhängig von der Achsenlänge ist (Cheng et al. 2021; Mo et al. 2017; Xu et al. 2017). Dementsprechend verringert sich das Verhältnis von der Dicke der Schicht der großen und mittelgroßen Aderhautgefäße zur Dicke der Schicht der kleinkalibrigen Aderhautgefäße (Choriokapillaris) (Xu et al. 2017).

In ca. 17 % von hochmyopen Individuen zeigt sich eine suprachoroidale (oder intrachoroidale), parapapilläre Kavität („suprachoroidal parapapillary cavitation“). Sie entspricht einer Dehiszenz zwischen der Innenoberfläche der Sklera und der Aderhaut, die über die Choriokapillaris an der BM-Unterseite haftet. Die suprachoroidale parapapilläre Kavität ist in der Regel am temporal unteren Papillenrand gelegen und ist leicht orangefarben (Freund et al. 2003; Jonas et al. 2016d; Spaide et al. 2012; Toranzo et al. 2005; You et al. 2013). Pathogenetisch liegt den parapapillären Kavitäten bei hochmyopen Augen möglicherweise ein nach hinten gerichteter Zug des Sehnerven an den parapapillären Strukturen zugrunde, indem der Sehnerv zu kurz ist, um eine volle Adduktion des Bulbus zu erlauben. Die suprachoroidalen peripapillären Kavitäten bewirken in der Regel keinen Funktionsverlust.

Im Rahmen der Achsenverlängerung wird die Sklera ausgeprägt restrukturiert, parallel zu einer Verdünnung, die am ausgeprägtesten am hinteren Augenpol ist und am wenigsten ausgeprägt, wenn überhaupt, in der Region an und vor der Ora serrata (Heine 1899). Das Gesamtvolumen der Sklera unterliegt dabei keinen wesentlichen Änderungen, sodass die achsenlängenassoziierten Skleraveränderungen eher nur eine Remodellierung des vorhandenen Skleragewebes und keine Zunahme von Skleravolumen und -gewebe darstellen (Jonas et al. 2014a; Shen et al. 2015).

Die Remodellierung der Sklera erfolgt mit markanten Änderungen in der extrazellulären Matrix und skleralen Fibroblasten und Myofibroblasten mit Expression von Wachstumsfakoren wie Transforming Growth Factor β (TGF-β) und „tissue inhibitor of metalloproteinase 2“ (TIMP-2) (McBrien et al. 2000, 2001; McBrien und Gentle 2003; Liu et al. 2017; Norman et al. 2010; She et al. 2022; Srinivasalu et al. 2018).

Die hohe und pathologische Myopie führt zu keinen charakteristischen Änderungen im Augenvordersegment, abgesehen von einer Vertiefung der Vorderkammer, und manchmal einer Phakodonesis. Die Linsendicke verringert sich bei mittelgradig myopen Auge, während sie in hochmyopen Augen unabhängig von der Achsenlänge ist.