Zusammenfassung
Hintergrund: Spektrometrische Methoden gestatten die nicht-invasive Detektion von Pigmenten am
Augenhintergrund durch deren wellenlängenabhängige Absorption oder Fluoreszenz sowie
deren zeitabhängigen Abfall der Fluoreszenz. Aus den relativen Konzentrationen von
Hämoglobin und Oxyhämoglobin kann die Sauerstoffsättigung berechnet werden. Eine hohe
optische Dichte des Makulapigments könnte den Ausbruch der altersbezogenen Makulopathie
verzögern. Die Messung von Änderungen in der Autofluoreszenz des Fundus ermöglicht
Hinweise zu Pathomechanismen alterskorrelierter Vorgänge (Akkumulation von Lipofuszin
oder Bildung von Bindegewebe). Messungen der Autofluoreszenz von Redoxpaaren von Koenzymen
liefern Aussagen zum Stoffwechselzustand auf zellulärem Niveau, wodurch eine Früherkennung
altersbezogener Veränderungen bereits in einem reversiblen Stadium möglich erscheint.
Methoden: Durch die Auswertung von Reflexionsspektren, die mittels der Imaging-Ophthalmo-Spektrometrie
gewonnen wurden, werden die Sauerstoffsättigung des retinalen Blutes sowie die optische
Dichte des Makulapigments oder des Melanins berechnet. Spektren der Autofluoreszenz
können ebenfalls mit dieser Methode gemessen werden. Zur Bestimmung der 2-dimensionalen
Verteilung des Makulapigments wurde eine besonders einfache Methode entwickelt, bei
der der Fundus mit nur einer Wellenlänge beleuchtet wird. Bei der Messung der zeitaufgelösten
Autofluoreszenz wird die Fluoreszenzlebensdauer zur Erkennung der endogenen Fluorophore
genutzt. Ergebnisse: Vergleichende Studien an ARM-Patienten und Augengesunden ergaben bereits bei Kindern
von ARM-Patienten einen erhöhten retinalen Sauerstoffverbrauch. Es konnte eine Erhöhung
der optischen Dichte des Makulapigments nach Luteinsupplementation nachgewiesen werden.
Mittels der Fluoreszenzlebensdauer konnten Unterschiede zwischen ARM-Patienten und
Augengesunden bestimmt werden, deren Entstehung in Modelluntersuchungen an Zell- oder
Organkulturen zu erforschen ist. Schlussfolgerungen: Die beschriebenen Methoden ermöglichen Grundlagenuntersuchungen zur ARM am lebenden
Auge und liefern einen Anstoß für künftige Geräteentwicklungen.
Abstract
Background: Spectroscopic methods permit the non-invasive detection of fundus pigments by the
wavelength-dependent absorption of fluorescence as well as by the fluorescence lifetime.
From the relative concentrations of haemoglobin and oxyhaemoglobin, the oxygen saturation
can be calculated. The onset of age-related maculopathy might be delayed by a high
optical density of xanthophyll. The detection of alterations in fundus autofluorescence
points to age-related pathomechanisms (accumulation of lipofuscin, formation of connective
tissue). The detection of autofluorescence of redox-pairs of coenzymes results in
information about metabolic states at the cellular level, and might make possible
an early detection of age-related changes when they are still reversible. Method: The evaluation of reflectance spectra, detected by imaging ophthalmo-spectrometry,
results in the calculation of oxygen saturation or in the optical density of xanthophyll
or of melanin. Fluorescence spectra can be measured also by this technique. For the
2-dimensional determination of the distribution of xanthophyll, a very simple method
was developed, requiring fundus illumination by one wavelength only. In the detection
of time-resolved autofluorescence, the fluorescence lifetime is used for the determination
of endogenous fluorophores. Results: As result of comparing studies between ARM patients and healthy subjects, the consumption
of retinal oxygen was increased already in the children of ARM patients. An increasing
optical density of xanthophyll was determined after lutein supplementation. Differences
in fluorescence lifetime were determined between ARM patients and healthy subjects,
but their interpretation requires investigations of cell or of organ model cultures.
Conclusions: The described methods permit in vivo basic investigations of ARM and can be considered
as impulses for the development of diagnostic devices.
Schlüsselwörter
Fundusspektrometrie - altersbezogene Makulopathie - Sauerstoffsättigung - Xanthophyll
- Autofluoreszenz - Fluoreszenzlebensdauer
Key words
Fundus spectrometry - age-related maculopathy - oxygen saturation - xanthophyll -
autofluorescence - fluorescence lifetime
Literatur
Dietrich.schweitzer@med.uni-jena.de
