Untersuchung der neurovaskulären Kopplung bei Glaukompatienten und gesunden Probanden

Das Glaukom ist durch einen fortschreitenden Verlust retinaler Ganglienzellen (RGCs) gekennzeichnet, was zu einer Schädigung des Sehnervenkopfes (ONH) und damit verbundenen Gesichtsfelddefekten führt. Der Hauptrisikofaktor für ein Glaukom ist ein erhöhter Augeninnendruck (IOD). Die Senkung des Augeninnendrucks verlangsamt das Fortschreiten der Krankheit, wie mehrere große multizentrische Studien gezeigt haben. Bei einigen Patienten kommt es jedoch trotz angemessen kontrolliertem Augeninnendruck immer noch zu Fortschritten. Daher besteht ein erhebliches Interesse an Ansätzen, die RGCs unabhängig vom Augeninnendruck retten, eine Strategie namens Neuroprotektion. Obwohl dieses Feld in den letzten 20 Jahren im Gehirn und Auge aktiv entdeckt wurde, ist bis heute keine nicht-IOP-bezogene Behandlung klinisch verfügbar. Derzeit werden verschiedene Ansätze eingehend untersucht. Eine interessante Strategie konzentriert sich auf die neurovaskuläre Einheit.

Der Blutfluss der menschlichen Netzhaut wird durch komplexe Mechanismen gesteuert, die myogene, metabolische und hormonelle Faktoren umfassen. Der hohe Sauerstoffverbrauch in der menschlichen Netzhaut ist entscheidend für die normale Funktion des Organs. Wie im Gehirn wird auch der Blutfluss in der Netzhaut durch neurovaskuläre Kopplung gesteuert. Das bedeutet, dass die Netzhaut Regionen verstärkt durchblutet, in denen Neuronen aktiviert werden. Dies geschieht, um die aktiven Neuronen mit mehr Sauerstoff und Glukose zu versorgen. In den letzten Jahren haben sich Beweise dafür angesammelt, dass Astrozyten eine Schlüsselrolle bei der Vermittlung dieses Vasodilatator-Signals spielen.

Im Gehirn wurden Anomalien in der neurovaskulären Kopplung bei Krankheiten wie Schlaganfall, Bluthochdruck, Rückenmarksverletzungen und der Alzheimer-Krankheit beobachtet. Es wird angenommen, dass dieser Zusammenbruch der neurovaskulären Kopplung eine Schlüsselrolle beim neuronalen Tod bei diesen Krankheiten spielt. In der Netzhaut wurden Anomalien in der neurovaskulären Kopplung bei Krankheiten wie Diabetes und Glaukom beobachtet.

Die meisten Daten, die in der menschlichen Netzhaut gewonnen werden, stammen von einem System, das die retinale Vasodilatation während der Stimulation mit flackerndem Licht misst. Die Forscher haben zuvor gezeigt, dass die Flimmerstimulation der Netzhaut jedoch auch mit einem starken Anstieg der retinalen Blutgeschwindigkeiten einhergeht. In dieser Studie verwendeten die Forscher die Laser-Doppler-Velocimetrie (LDV) zur Messung der retinalen Blutgeschwindigkeiten, aber diese Technik ist klinisch nicht anwendbar, da sie eine hervorragende Fixierung des zu untersuchenden Subjekts erfordert. In der vorliegenden Studie schlagen die Forscher vor, ein alternatives System zur neurovaskulären Kopplung zu verwenden, das sie kürzlich entwickelt haben. Bei diesem Ansatz verwenden die Forscher eine bidirektionale optische Kohärenztomographie im Fourier-Bereich zur Beurteilung des retinalen Blutflusses. Die optische Kohärenztomographie (OCT) ist eine nicht-invasive optische Bildgebungsmethode, die eine tomographische In-vivo-Querschnittsvisualisierung der inneren Mikrostruktur in biologischen Systemen ermöglicht. In der Augenheilkunde ist die OCT zu einem Standardwerkzeug zur Darstellung der Netzhaut geworden und gilt heute auch als Standardwerkzeug bei der Diagnose von Netzhauterkrankungen. In den letzten Jahren wurde die herkömmliche Time-Domain-OCT durch die Fourier-Domain-OCT ersetzt, die eine deutlich verbesserte Signalqualität bietet.

Dieses bidirektionale System überwindet die Beschränkungen früher realisierter Techniken, die zweifelhafte Gültigkeit und begrenzte Reproduzierbarkeit beinhalten. Darüber hinaus werden Muster-ERG, multifokales ERG und oszillierende Potentiale gemessen, um eine begleitende Beurteilung der neuralen Funktion zu ermöglichen.

Die Forscher versuchen, die neurovaskuläre Kopplung in der menschlichen Netzhaut bei Patienten mit frühem primärem Offenwinkelglaukom (POAG), Normaldruckglaukom, okulärer Hypertonie und einer gesunden Kontrollgruppe zu messen. Um Informationen über die neurovaskuläre Kopplung zu erhalten, müssen sowohl die neuronale Funktion als auch der retinale Blutfluss gemessen werden. In der vorliegenden Studie werden die Forscher Muster-ERG, multifokales ERG sowie oszillierende Potentiale verwenden, um die Funktion der inneren Netzhaut zu beurteilen. Der retinale Blutfluss durch die großen retinalen arteriellen und venösen Zweiggefäße wird vor, während und nach der Flicker-Stimulation mit dem bidirektionalen Dual-Beam-Fourier-Doppler-OCT gemessen, das mit dem kommerziell erhältlichen Dynamic Vessel Analyzer (DVA) von IMEDOS, Jena, Deutschland, gekoppelt ist. die eine ausreichende Auflösung bietet, um die Netzhautzirkulation zu untersuchen.