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Die Cornea (Hornhaut) bildet die äußerste, stark gekrümmte und durchsichtige Schicht der äußeren Augenhaut (Tunica fibrosa bulbi) des Augapfels. Zur äußeren Augenhaut wird auch die Lederhaut (Sklera), gekennzeichnet durch den weißen Anteil des Auges, gezählt.
Speziell aufgrund der Struktur ist die Cornea ein bedeutender Bestandteil für das menschliche und tierische Auge: Sie erfüllt einerseits eine wichtige Schutzfunktion; andererseits fungiert sie als transparentes Fenster, durch welches Lichtreize aus der Umwelt aufgenommen werden. Diese werden anschließend im Gehirn zu Bildern zusammengesetzt. In Summe trägt die Hornhaut zu rund 66 Prozent zu Lichtbrechung unseres Sehapparates bei. Ohne diese Fähigkeit wäre scharfes Sehen nicht möglich.
Um nicht auszutrocknen, wird die Hornhaut kontinuierlich von salzhaltiger Tränenflüssigkeit benetzt, wodurch diese Schicht in einem andauernden Zustand der Entquellung gehalten wird.
Warum heißt die Hornhaut eigentlich so?
Der Name Hornhaut stammt daher, da sie die Härte von Hornsubstanz aufweist. Jedoch ist sie, mit einem Durchmesser von durchschnittlich einem halben Millimeter im zentralen Bereich, sowie knapp einem Millimeter an den Randbereichen, deutlich dünner.
Verletzungen im Bereich der Cornea können zu unterschiedlichen medizinischen Problemen führen und das Sehvermögen maßgeblich beeinflussen.
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Cornea (Hornhaut) – Definition
Die Hornhaut (Cornea) stellt die äußerste Schicht der Tunica fibrosa bulbi (Augenhaut) dar und erfüllt wichtige Schutzfunktion für die innenliegenden Strukturen des Auges.
Neben dieser Schutzfunktion ist diese Schicht des Auges das primäre lichtbrechende Medium, welches von extern einfallenden Lichtreizen auf ihrem Weg zur Netzhaut (Retina) durchquert werden muss. Somit ist die Fähigkeit der Lichtbrechung und Lichtweiterleitung eine weitere, bedeutungsvolle Eigenschaft der Hornhaut im menschlichen Auge, wodurch scharfes Sehen überhaupt erst möglich gemacht werden kann.
Zusammen mit der weißen Lederhaut (Sklera) bildet die Cornea die äußere Augenhaut. Als stark gekrümmte, vorderste und transparente Schicht liegt sie, eingebettet in die Sklera, vor der Pupille und wird für die Erhaltung ihrer optischen Eigenschaften fortlaufend durch Tränenflüssigkeit benetzt.
Hornhaut vs. Hornhaut – Begriffliche Abgrenzung
Im Gegensatz zur Hornhaut im Auge erfüllen Hornhäute auf anderen Körperoberflächen zum Teil völlig unterschiedliche Funktionen und stehen in keinerlei Verbindung zueinander. Die Hornhaut im Auge wird in Reihen der Medizin als "Cornea" bezeichnet, während Hornhäute auf Körperoberflächen (typisch z. B. an Fußballen, Ferse) in der medizinischen Fachsprache als "Callus" bezeichnet werden und das Resultat von Belastung, hohem Druck und/oder Reibung sind.
Cornea (Hornhaut) – Anatomie und Aufbau
Die Cornea hat die Form einer elliptisch geformten Scheibe und weist pro Auge einen Durchmesser von rund 11,5 Millimetern auf. An den seitlichen Rändern steht die Hornhaut in Verbindung mit der Lederhaut (Sklera), die den Augapfel nach hinten überzieht.
Der Übergangsbereich von Cornea zur Sklera wird als Sulcus sclerae, welcher durch die unterschiedliche Krümmung beider Häute entsteht. Am Sulcus sclerae liegt ein als Limbus corneae bezeichneter Übergangsbereich, in dem das Kollagen der Hornhaut seine Durchsichtigkeit (Transparenz) verliert und in weißes Kollagen der Sklera übergeht.
Die Cornea–Schicht enthält keinerlei Blutgefäße, da diese einen negativen Einfluss auf die Lichtbrechung zur Folge hätten. Um die Sauerstoffversorgung dennoch zu gewährleisten, wird Sauerstoff aus der Umgebungsluft aufgenommen. Eine ausreichende Versorgung mit Nährstoffen wird durch die salzhaltige Tränenflüssigkeit (außen), sowie das Kammerwasser (innen) sichergestellt.
In Summe ist die Hornhaut aus fünf Schichten aufgebaut, die nachfolgend von außen nach innen kurz beschrieben werden:
Vorderes Hornhautepithel
Die äußerste der fünf Schichten wird als vorderes Hornhautepithel bezeichnet, welches folglich ohne definierte Grenze in die Bindehaut übergeht. Die Hauptfunktion dieser Schicht besteht darin, das Eindringen von Fremdkörpern (z. B. Keime) zu verhindern. In dieser Hornhautschicht enden zudem die Hornhautnerven, wodurch sich Verletzungen im Bereich der Cornea (z. B. Kratzer durch Fingernägel) meist unter Schmerzen äußern.
Bowman-Membran
An das vordere Hornhautepithel schließt sich die Bowman-Membran (zellfreie Glashaut) mit ihrer glatten Oberfläche an. Diese Schicht besitzt keine Fähigkeit zur vollständigen Regeneration und heilt im Rahmen von Verletzungen nur unter Narbenbildung ab.
Stroma
Die mittlere und zugleich dickste Hornhautschicht wird als Stroma bezeichnet. Dieser Bereich enthält parallel angeordnete Kollagenfaserbündel (Hornhautlamellen), die sich im rechten Winkel überkreuzen und in die amorphe Grundsubstanz eingelagert sind. Die Konsistenz des Stroma ist elastisch und fest zugleich, ähnlich wie Leder. Aufgrund der parallelen Ausrichtung der Hornhautlamellen ist das Stroma transparent.
Als Folge von Verletzungen oder Entzündungen kann diese parallele Ausrichtung gestört werden, was zu einem Verlust der Transparenz führt. Aufgrund der Narbenbildung ist scharfes Sehen zumeist nicht mehr möglich. Für Abhilfe kann in solch einem Fall eine Hornhauttransplantation schaffen.
Descemet-Membran
Auf das Stroma folgt eine weitere Glashaut-Schicht, die als Descemet-Membran bezeichnet wird. Ihre einfache Zellschichtung sowie die große Widerstandsfähigkeit sind von enormer Bedeutung für den Aufbau der Cornea. Mit steigendem Lebensalter nimmt die Dicke dieser Schicht zu.
Selbst bei schweren Verletzungen der Hornhaut bleibt die Descemet-Membran in der Regel erhalten und unterbindet das Abfließen des für die Nährstoffversorgung wertvollen Kammerwassers.
Des Weiteren erfüllt die Descemet-Membran, die keine Nervenfasern enthält, eine Schutzfunktion für die innerste Hornhautschicht (Endothel) gegenüber Infektionen und Verletzungen diverser Ursachen (mechanisch, chemisch).
Endothel
Die innerste Schicht der Hornhaut, auch einschichtiges Endothel genannt, sorgt für die Abgrenzung der Hornhaut zur vorderen Augenkammer, die mit Kammerwasser gefüllt ist. Durch die enge Verbindung der Endothelzellen ist diese Hornhautschicht aktiv an der Aufrechterhaltung des Stoffwechsels der Augen beteiligt. Im Endothel enden, so wie auch in der darüberliegenden Descemet-Membran, keine Nervenfasern.
Cornea (Hornhaut) – Aufgaben und Funktion
Die Transparenz und die spezielle Krümmung (Durchsichtigkeit) der Cornea erlauben es, dass einfallende Lichtstrahlen ungehindert bis zur Retina (Netzhaut) durchdringen können. Die Krümmung ist sowohl ausschlaggebend für die maßgeschneiderte Lichtbrechung als auch für die Fokussierung des einfallenden Lichtes auf die Retina. Das sich in der vorderen Augenkammer befindliche Kammerwasser ist wegen seiner lichtbrechenden Eigenschaften hauptverantwortlich für die hohe Brechkraft von insgesamt 43 Dioptrien.
Neben der Fähigkeit zur optimierten Lichtbrechung erfüllt die Hornhaut des Auges eine wichtige Schutzfunktion gegen Verletzungen und Infektionen.
Cornea (Hornhaut) – Klinik
Eine ganze Reihe medizinischer Probleme (Erkrankungen, Verletzungen) können im Bereich der Hornhaut auftreten und zu einer massiven Beeinträchtigung des Sehvermögens führen. Bei Problemen mit und an den Augen können Experten/-innen für Augenheilkunde weiterhelfen, wie ein/e Augenarzt/-ärztin oder ein/e Orthoptist/in. Zu den Krankheiten und Beschwerden im Augenbereich, etwa mit der Augenlinse oder den Zellen an der Vorderseite der Haut, gehören unter anderem diese:
Astigmatismus
Astigmatismus bezeichnet eine typische Form der Fehlsichtigkeit. In diesem Fall sind die Meridiane, die durch das Zentrum der Cornea verlaufen, nicht einheitlich gekrümmt. Dies führt letzten Endes dazu, dass ein Punkt auf der Retina nicht als Punkt, sondern als Strich abgebildet wird.
Hornhauttrübung
Als Folge einer Verletzung (z. B. Eindringen eines Fremdkörpers), Verbrennung oder Entzündung (z. B. Hornhautgeschwür) geht ein Teil der Transparenz der Hornhaut verloren, was zu einer Reduktion der Sehkraft führen kann.
Sicca-Syndrom
Im Zuge dieser Autoimmunerkrankung kommt es zu einer Schädigung der Tränendrüsen, ausgehend vom eigenen Immunsystem. Resultierend daraus trocknet die Cornea der Augen aus, was zu einer erhöhten Neigung für Infektionen aufgrund der fehlenden Benetzung durch Tränenflüssigkeit führt.
Infektionen der Hornhaut
Trotz zahlreicher Schutzmechanismen i Augeninneren besteht kein hundertprozentiger Schutz vor Eindringlingen in Form Viren, Pilzen oder Bakterien. Dieser Befall der Hornhaut kann Augenentzündungen hervorrufen und bei einem schweren Verlauf zur Einschränkung der Sehkraft oder Erblindung führen.
Degenerative Veränderungen
Als klassisches Beispiel für eine degenerative Veränderung der Cornea gilt Keratoconus, einem Fehlwuchs (Dystrophie) der Hornhaut. Als erstes Anzeichen für diese Erkrankungen gilt eine Störung im Bereich der Bowman-Membran (zellfreie Glashaut, zweite Schicht). Primäre Ursache ist eine über einen langen Zeitraum anhaltende Fehlversorgung mit Nährstoffen und die damit verbundene, negativ beeinträchtigte Lichtbrechung. Um diesen Mangel auszugleichen, kann zunächst das Tragen einer Brille hilfreich sein. Bei schweren Verläufen wird in vielen Fällen auf eine operative Hornhauttransplantation zurückgegriffen.
Häufige Fragen
- Welche Funktion hat die Cornea?
- Wie nennt man die Cornea noch?
- Was passiert, wenn die Cornea beschädigt wird?
Die Cornea (Hornhaut, vorderste Schicht der Augenhaut) erfüllt eine Reihe wichtiger Funktionen für das menschliche Auge. Aufgrund ihrer Krümmung besitzt die den mit einem prozentualen Anteil von 43 Dioptrien die größte Brechkraft des gesamten Sehapparates (gesamt 60 Dioptrien). Die Durchsichtigkeit der Hornhaut und die Fähigkeit der exakten Lichtbrechung der fünfschichtigen Hornhaut ermöglicht es, dass Lichtsignale in exakter Fokussierung auf die Netzhaut (Retina) treffen. Somit fungiert die Cornea als eine Art transparentes Fenster. Die gebündelten Signale werden ausgehend von der Netzhaut über den Sehnerv (Nervus opticus) ins Gehirn zum primär visuellen Kortex weitergeleitet, wo die Signale in Bilder zusammengebaut werden. Die Hornhaut ist dadurch der Beginn einer Kaskade, die scharfes Sehen sicherstellt. Rund zwei Drittel der gesamten Brechkraft werden durch die Cornea sichergestellt.
Neben der Lichtbrechung erfüllt die Hornhaut weitere wichtige Schutzfunktionen. Aufgrund der Benetzung mit Tränenflüssigkeit kann Verletzungen und Infektionen (z. B. durch Pilze, Bakterien) vorgebeugt werden.
Die Bezeichnung Cornea stammt vom lateinischen Wort “corneus”, was so viel wie “hornartig” bedeutet. Neben dieser Bezeichnung ist der Terminus “Hornhaut” eine weitere Benennung für diesen Bestandteil des Auges.
Beschädigungen der Cornea können sowohl durch Erkrankungen als auch Verletzungen hervorgerufen werden. Je nach Art der Erkrankung bzw. Verletzung können unterschiedliche medizinische Probleme auftreten, die in den schlimmsten Fällen zu einer starken Einschränkung der Sehkraft führen können. Zu den häufigsten Erkrankungen der Hornhaut zählen Entzündungen (z. B. Hornhautgeschwür, Ulcus corneae), meist hervorgerufen durch das Eindringen von Krankheitserregern. Ebenso zählen Verletzungen der äußersten Schicht der Cornea, sowie eine Hornhauttrübung zu typischen Krankheitsbildern. Je nach Schwere der Erkrankung/Verletzung ist von einer einfachen Behandlung bis hin zu einer Hornhauttransplantation alles im Bereich des Möglichen.