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Foto: Archiv/Spektrum der Augenheilkunde
Abb.: Lichtmikroskopische Aufnahme eines Bindehautabstrichs direkt nach Exposition mit aggressiven Birkenpollen.
 
Augenheilkunde 17. November 2009

Pollen auf dem Augapfel

Aktuelle Studien haben gezeigt, dass Pollen, neben ihrem allergenen Potenzial, den Tränenfilm und die Augenoberfläche auch über eine Proteasereaktion schädigen und damit eine saisonale nicht-allergische Konjunktivitis (SNAK) auslösen können. Beobachtungen bestätigen, dass die Verweildauer von Pollen an der Augenoberfläche ausreichend ist, um eine solche Reaktion auszulösen.

Im Rahmen von Studien präparieren biochemische AnalytikerInnen in den Laboratorien der Universitäts-Augenklinik in Graz regelmäßig Birkenpollen (Betula pendula). Diese sind für ihre besondere Aggressivität bekannt. Wiederholt klagen die Analytikerinnen noch einige Stunden nach der Pollenexposition über Trockenheits- und Fremdkörpergefühl an der Augenoberfläche und in der Nase.

In der Pollenflugsaison leiden viele Menschen an geröteten, tränenden, juckenden oder verklebten Augen sowie an einer rinnenden oder verstopften Nase. Auch das Syndrom des Trockenen Auges kann durch Pollen hervorgerufen bzw. verstärkt werden. Häufig werden diese Reaktionen auf Pollen auch bei Nicht-Allergikern beobachtet, weshalb man hierbei auch von saisonaler nicht-allergischer (Rhino-) Konjunktivitis (SNA(R)K) sprechen kann. Ursächlich hierfür sind die in Pollen enthaltenen Proteasen.

Okuläre Reizerscheinungen

Untersuchungen zur Wirkung von Pollen auf den Tränenfilm zeigten, dass Pollenproteasen imstande sind, die in der Tränenflüssigkeit enthaltenen Proteine zu zerstören, wodurch der Tränenfilm instabil wird. Im Zuge dessen kommt es zur Ausbildung von trockenen Stellen an der Augenoberfläche, die mit dem Auftreten von okulären Reizerscheinungen und entzündlichen Reaktionen einhergehen. Diese nicht-allergische Reaktion kann in ähnlicher Weise auch bei Kontakt von Pollen mit Nasensekret beobachtet werden.

Erste Untersuchungen an Bindehautzellen zeigten, dass deren Inkubation mit Pollenextrakten zu zytomorphologischen Veränderungen und zu einer signifikanten Reduktion der Zellvitalität führt. Ob die Verweildauer von Pollen an der Augenoberfläche in vivo allerdings ausreicht, um eine nicht-allergene schädigende Wirkung zu entfalten, ist unklar. Wir beobachteten zwei biochemische Analytikerinnen beim Präparieren von Birkenpollen in unserem Labor nach einem festgelegten, routinemäßig eingesetzten Ablauf. Bei Raumtemperatur wurden die zuvor luftgetrockneten männlichen Blütenstände, welche die Pollen enthalten, getrennt, gesiebt und entleert. Bei einer Arbeitsentfernung von ungefähr 40 cm präparierten die Analytikerinnen 50 mg Pollen für 30 Minuten.

Abstriche von der Bindehaut

Unmittelbar nach Abschluss der Präparation, zehn Minuten später sowie nach drei und fünf Stunden wurde ein Bindehautabstrich im Bereich des medialen unteren Fornix mit Hilfe einer Plastiköse abgenommen. Das so gewonnene Material wurde auf staubfreie, entfettete Objektträger aufgebracht. Nach dem ersten Abstrich wurde bei jeder Analytikerin ein Auge vier Mal mit 0.25 % Na-Hyaluronat gespült. Weiters wurde nach dem letzten Bindehautabstrich ein Objektträger an die Haut in der Umgebung der Augen angepresst, um zu untersuchen, ob sich auch in diesem Bereich noch Pollen finden lassen.

Zum Nachweis der Enzymaktivität der verwendeten Pollen wurde eine Zymographie durchgeführt. Dazu wurden 20 mg Birkenpollen und als Vergleichsprobe 10 mg Knäuelgraspollen mit je 100 µl physiologischer Kochsalzlösung in Eppendorf-Hütchen vermischt und 24 Stunden bei Raumtemperatur inkubiert. Danach wurden die Proben für fünf Minuten bei 10.000 U/min zentrifugiert, sodass sich ein Überstand bildete. Die so gewonnenen Pollenextrakte wurden mittels Zymographie auf ihre Enzymaktivität getestet.

Pollenkörner lange auffindbar

Im Rahmen der mikroskopischen Untersuchungen wurden Pollen in den Bindehautabstrichen aller Augen direkt nach Pollenexposition gefunden (siehe Abb.). In den Abstrichen der ungespülten Augen konnte nach zehn Minuten, drei und fünf Stunden immer noch die Anwesenheit von Pollen bestätigt werden. Die Abstriche der gespülten Augen hingegen zeigten bereits nach zehn Minuten kaum mehr Pollen. Auf den Objektträgern, die nach fünf Stunden an die Haut in der Umgebung der Augen angepresst wurden, fanden sich ebenfalls noch vereinzelt Pollen.

Die Analytikerinnen klagten noch für mehrere Stunden über Trockenheits- und Fremdkörpergefühl vor allem an der Augenoberfläche der ungespülten Augen und in der Nase. Die ausgiebige viermalige Spülung eines Auges mit 0.25 % Na-Hyaluronat direkt nach der Pollenexposition empfanden alle Analytikerinnen als sehr angenehm.

Die enzymatische Aktivität der eingesetzten Birkenpollen konnte mit Hilfe der Zymographie nachgewiesen werden. Die Zymographie-Spektren von Birkenpollen und Knäuelgraspollen als Vergleichsprobe unterschieden sich voneinander.

Augenreaktion auf Proteasen

Wenn bei Patienten nachweislich eine Allergie gegen bestimmte Pollenspezies besteht, wird durch die Therapie mit Antiallergika lediglich in den Ablauf der allergischen Reaktion eingegriffen. Aktuelle Studien haben gezeigt, dass Pollen, neben ihrem allergenen Potenzial, den Tränenfilm und die Augenoberfläche auch über eine Proteasereaktion schädigen können. Dies ruft auch bei Nicht-Allergikern allergieähnliche Symptome hervor, die Reaktion unterscheidet sich aber grundlegend von der allergischen Reaktion.

Nichtallergische Konjunktivitis

Unsere Beobachtungen bestätigten, dass die Verweildauer von Pollen an der Augenoberfläche ausreichend ist, um eine saisonale nicht-allergische Konjunktivitis (SNAK) auszulösen. Aus diesem Grund bedürfen sowohl Nicht-Allergiker als auch Allergiker einer Therapie, welche die nicht-allergische Pollenprotease-Reaktion einzudämmen bzw. ihre Entstehung zu verhindern vermag.

Nach derzeitiger Sicht sollten sich daher auch Nicht-Allergiker an den Empfehlungen für allgemeine Präventionsmaßnahmen für Allergiker orientieren. Ein beschränkter Aufenthalt in pollenbelasteter Luft, das Waschen des Gesichts und eventuell auch der Haare nach Pollenexposition werden empfohlen. Darüber hinaus hat sich die ausgiebige Spülung der Augenoberfläche mit 0.25% Na-Hyaluronat bei unseren Untersuchungen als vorteilhaft erwiesen.

Weitere Untersuchungen sind geplant. Besonders interessant scheint, ob sich die Verweildauer bestimmter Pollenspezies voneinander unterscheidet und welche Stoffe in dieser Zeit freigesetzt werden können. Auf Grund der enormen, großteils noch nicht spezifizierten Enzymvielfalt in Pollen scheint auch eine Schädigung der Augenoberfläche abseits einer reinen durch Proteasen vermittelten Reaktion denkbar.

Die Autoren sind an der Universitäts-Augenklinik, MedUniGraz, tätig.

Der Originalartikel inklusive Literaturquellen ist nachzulesen in Spektrum der Augenheilkunde 5/2009 © Springer-Verlag, Wien.

Von Dr. Dieter F. Rabensteiner, Dr. Eva Spreitzhofer, Sieglinde Kirchengast, Christine Wachswender, PD Dr. Jutta Horwath-Winter und Prof. Mag. Dr. Otto Schmut, Ärzte Woche 47 /2009

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