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Hornhaut und äußeres Auge

Photokeratitis (UV-Keratitis)

Photokeratitis ist eine akute Schädigung des Hornhautepithels, die nach ungeschützter Exposition gegenüber ultravioletter (UV) Strahlung auftritt1. Es handelt sich um das Äquivalent eines „Sonnenbrands“ des Auges und wird auch als UV-Keratitis bezeichnet2.

Ultraviolette Strahlung wird nach Wellenlänge in die folgenden drei Typen unterteilt:

  • UVC (kurzwelliges UV) : am schädlichsten. Nicht im Sonnenlicht enthalten, aber von künstlichen Quellen wie Elektroschweißen, Keimlampen, Quecksilberdampflampen und Acetylenschweißen abgestrahlt.
  • UVB (mittelwelliges UV) : im Sonnenlicht enthalten. Wird direkt von der DNA absorbiert und schädigt sie.
  • UVA (langwelliges UV) : im Sonnenlicht enthalten. Schädigt Zellen indirekt über oxidativen Stress.

Photokeratitis wird je nach verursachender Lichtquelle in zwei Typen unterteilt.

  • Elektroophthalmie : verursacht durch Exposition gegenüber künstlichen Quellen (z. B. Schweißlichtbogen), die UVC enthalten.
  • Schneeblindheit (Schneeophthalmie) : Verursacht durch massive UVB-Exposition durch Sonnenlicht. Da Sonnenlicht eine längere Wellenlänge als künstliche Lichtquellen hat, sind die Symptome in der Regel mild und die Zeit bis zum Auftreten länger.

ICD-10-Code: H16.131 (rechtes Auge), H16.132 (linkes Auge), H16.133 (beide Augen), H16.139 (nicht näher bezeichnet).

Q Was ist der Unterschied zwischen Elektroophthalmie und Schneeblindheit?
A

Die Art der verursachenden ultravioletten Strahlung ist unterschiedlich. Die Elektroophthalmie wird durch UVC (kurzwelliges Ultraviolett) von künstlichen Quellen wie Schweißen oder keimtötenden Lampen verursacht und ist stark schädigend. Die Schneeblindheit wird durch UVB (mittelwelliges Ultraviolett) des Sonnenlichts verursacht, die Symptome sind in der Regel mild und die Latenzzeit bis zum Auftreten etwas länger. Einzelheiten finden Sie im Abschnitt „Pathophysiologie und detaillierter Mechanismus“.

Die Symptome treten nach einer Latenzzeit von 30 Minuten bis 24 Stunden nach der UV-Exposition auf1. Typisch ist, dass tagsüber geschweißt oder Ski gefahren wird und nachts Symptome auftreten, die einen Notfallbesuch erforderlich machen4.

  • Augenschmerzen : Das auffälligste Symptom. Viele Patienten können die Augen nicht selbstständig öffnen.
  • Fremdkörpergefühl : Entsteht durch Ablösung des Hornhautepithels.
  • Tränenfluss : Reflexartig verstärkt.
  • Photophobie (Lichtempfindlichkeit) : Starke Überempfindlichkeit gegenüber Licht.
  • Sehverschlechterung : Leicht bis mittelschwer. Die Untersuchung kann aufgrund von Schmerzen schwierig sein.
  • Lidkrampf (Blepharospasmus) : Tritt begleitend zu Schmerzen auf.

In der Regel beidseitig. Kann mit Erythem im Gesicht und an den Augenlidern (Sonnenbrand durch UV-Strahlung) einhergehen.

  • Punktförmige oberflächliche Keratitis (SPK) : Eine ausgedehnte punktförmige oberflächliche Keratitis über die gesamte Hornhaut ist ein charakteristischer Befund. Bestätigung durch Fluorescein-Färbung. In schweren Fällen kann die punktförmige oberflächliche Keratitis konfluieren und zu einer Hornhauterosion führen.
  • Bindehautrötung und Bindehautödem : Rötung und Ödem der Bulbärbindehaut sind erkennbar.
  • Schutz der Lidbindehaut : Die Lidbindehaut ist relativ geschützt, da die ultravioletten Strahlen durch die Augenlider blockiert werden.
  • Iritis : tritt gelegentlich begleitend auf.
  • Rötung und Schwellung der Augenlider : kann als Hautschädigung durch ultraviolette Strahlung auftreten.
Q Warum treten die Schmerzen erst einige Stunden nach der UV-Exposition auf und nicht sofort?
A

Ultraviolette Strahlung induziert Apoptose (programmierten Zelltod) in den Hornhautepithelzellen. Da es eine zeitliche Verzögerung zwischen dem tatsächlichen Ablösen der Zellen und der Freilegung der subepithelialen Nerven gibt, treten die Symptome 30 Minuten bis 24 Stunden nach der Exposition auf, nicht sofort. Siehe Abschnitt „Pathophysiologie und detaillierter Mechanismus“ für Details.

Elektroophthalmie

Lichtbogenschweißen : die häufigste Ursache. Tritt bei Arbeiten ohne Schutzmaske oder bei Exposition in der Nähe auf.

Keimtötende Lampen und Quecksilberdampflampen : emittieren kurzwelliges UVC. Unfallbedingte Expositionen treten in Laboren und medizinischen Einrichtungen auf.

Acetylenschweißen : eine der künstlichen Lichtquellen, die UVC enthalten.

Schneeblindheit

Skigebiete : Aufgrund der hohen Reflektivität der Schneeoberfläche wird eine große Menge UVB ausgesetzt3.

Höhenbergsteigen : Die Atmosphäre ist dünner und die UV-Streuung ist reduziert. Die Albedo (Reflektivität) von frischem Schnee kann bis zu 90 % betragen1. Es wird angenommen, dass die UV-Exposition pro 300 m Höhenzunahme um etwa 4 % zunimmt3.

Sonnenstudios und Sonnenlampen: Exposition gegenüber künstlichen UVB/UVA-Lichtquellen.

Weitere Expositionsquellen sind beschädigte Metallhalogenidlampen (z. B. in Sporthallen) und das Platzen von Halogenlampen.

Wenn man an einem sonnigen Tag mehr als eineinhalb bis zwei Stunden ohne Schutzbrille oder Skibrille auf der Skipiste verbringt, steigt das Risiko, eine UV-Keratitis zu entwickeln. Tatsächlich berichtete eine Studie mit Bergsteigern und Outdoor-Arbeitern, dass etwa 87 % der UV-Keratitis-Fälle bei Personen auftraten, die keine Schutzbrille trugen, und die restlichen Fälle trugen Sonnenbrillen ohne Seitenschutz3.

Q Wie lange muss man UV-Strahlung ausgesetzt sein, um die Krankheit zu entwickeln?
A

Ohne Schutz gilt eine Exposition von mehr als etwa eineinhalb bis zwei Stunden auf einer sonnigen Skipiste als Auslöser. Bei künstlichen Quellen mit UVC, wie Schweißlichtbögen, kann jedoch bereits eine sehr kurze Exposition ausreichen.

Die Anamnese ist am wichtigsten. Die UV-Expositionsgeschichte und die Latenzzeit bis zum Auftreten der Symptome sind der Schlüssel zur Diagnose.

  • Spaltlampenmikroskopie: Beobachtung der gesamten Hornhautoberfläche.
  • Fluorescein-Färbung: Erkennt punktförmige oberflächliche Keratitis (SPK) oder Hornhauterosion. Durch Anregung mit einem Kobaltblaufilter und Einlegen eines Fluoresceinfilters in das Beobachtungssystem wird eine klarere Darstellung erreicht.
  • Bestätigung der Bilateralität: Bei Photokeratitis zeigen beide Augen in der Regel ähnliche Befunde. Bei Einseitigkeit sollte nach anderen Ursachen gesucht werden.

Eine Abgrenzung zu anderen Erkrankungen mit beidseitiger Rötung, Schmerzen und Lichtscheu ist erforderlich.

ErkrankungDifferenzialdiagnostische Punkte
Virale KonjunktivitisEinseitiger Beginn, auch Hyperämie der Lidbindehaut
Übermäßiges Tragen von KontaktlinsenKontaktlinsenanwendung in der Vorgeschichte
Trockenes AugeVerkürzte Tränenfilmaufrisszeit (BUT), keine UV-Exposition
MedikamententoxizitätAnwendung von Augentropfen in der Vorgeschichte
ChemikalienexpositionKontakt mit Chemikalien in der Vorgeschichte
Fremdkörper des oberen AugenlidsEinseitig, vertikale linienförmige Schürfwunde

Die Photokeratitis ist eine Erkrankung, die in der Regel von selbst ausheilt. Das Hornhautepithel regeneriert sich normalerweise innerhalb von 24–72 Stunden 1. Die Behandlung ist hauptsächlich unterstützend 1,4.

  • Antibiotische Augentropfen : werden zur Infektionsprophylaxe verschrieben. Verhindern Sekundärinfektionen aus dem Epitheldefekt
  • Hyaluronsäure-Augentropfen : fördern die Regeneration des Hornhautepithels
  • Augensalbe : schützt die Augenoberfläche und erhöht den Komfort. Eine Methode ist die Anwendung von Erythromycin-Salbe 4-mal täglich für 2–3 Tage
  • Orale Schmerzmittel : zur Schmerzkontrolle. Kostengünstiger als lokale NSAID-Augentropfen
  • Lokale NSAID-Augentropfen : Die Anwendung von Ketorolac oder Diclofenac ist umstritten. Ein Cochrane-Review von 2017 (637 Patienten, 9 Studien) zeigte keine klinisch bedeutsame Wirkung auf Schmerzen bei traumatischen Hornhautabschürfungen, nur eine mögliche Reduktion des oralen Schmerzmittelverbrauchs 5
  • Augenklappe : kann die Heilung von Hornhautabschürfungen verzögern, nicht empfohlen
  • Zykloplegika : Die Wirksamkeit von Cyclopentolat oder Homatropin ist nicht belegt

Kontaktlinsenträger sollten das Tragen bis zur Heilung der Hornhaut einstellen.

Wiederholen Sie die Untersuchung innerhalb von 1–2 Tagen nach der Erstvorstellung und bestätigen Sie die Besserung der Symptome und Befunde. Bei Auftreten oder Verschlechterung neuer Schmerzen sofort neu bewerten.

Q Warum werden keine schmerzlindernden Augentropfen verschrieben?
A

Betäubende Augentropfen behindern die Reparatur des Hornhautepithels und verschlimmern die Schädigung, daher ist ihre Verschreibung an Patienten kontraindiziert. Sie sind nur für die vorübergehende Anwendung während der Untersuchung vorgesehen; für die Anwendung zu Hause verwenden Sie orale Schmerzmittel.


6. Pathophysiologie und detaillierte Entstehungsmechanismen

Abschnitt betitelt „6. Pathophysiologie und detaillierte Entstehungsmechanismen“

Die Hornhaut ist transparent und lässt sichtbares Licht (400–700 nm) durch, während sie ultraviolette Strahlung (10–400 nm) absorbiert. Das Hornhautepithel macht nur etwa 10 % der Gesamtdicke der Hornhaut aus, enthält jedoch eine hohe Dichte an Nukleinsäuren und Proteinen, sodass es den Großteil der UV-Absorption übernimmt1.

Ultraviolette Strahlung wird von Nukleinsäuren und aromatischen Aminosäuren in lebenden Organismen absorbiert und schädigt Gene und Proteine durch Denaturierung. Besonders Cyclobutan-Pyrimidin-Dimere (CPD), die durch UVB-Bestrahlung entstehen, sind die häufigsten DNA-Schäden und lösen Apoptose aus, wenn die Reparatur nicht ausreicht6.

Die Unterschiede der Auswirkungen auf die Hornhaut in Abhängigkeit von der UV-Wellenlänge sind unten dargestellt.

UV-TypWellenlängeHauptwirkmechanismus
UVC10–280 nmWird direkt vom Epithel absorbiert. Am schädlichsten.
UVB280–320 nmDirekte DNA-Schädigung
UVA320–400 nmOxidativer Stress (indirekt)

Wenn Hornhautepithelzellen UV-Strahlung absorbieren, wird Apoptose (programmierter Zelltod) induziert2. In Tierversuchen wurde nach UV-Bestrahlung mit 300 nm innerhalb von 5 Stunden Apoptose in allen drei Schichten der Hornhaut beobachtet2. Geschädigte Epithelzellen lösen sich zeitlich verzögert ab und legen den subepithelialen Hornhautnervenplexus frei. Diese Nervenfreilegung ist die Ursache für die starken Schmerzen1.

Die Latenzzeit zwischen Exposition und Symptombeginn (30 Minuten bis 24 Stunden) spiegelt die Zeit wider, die für Apoptose und Ablösung der Epithelzellen benötigt wird1.

Pathologische Unterschiede zwischen Elektroophthalmie und Schneeblindheit

Abschnitt betitelt „Pathologische Unterschiede zwischen Elektroophthalmie und Schneeblindheit“

Die Elektroophthalmie wird durch kurzwellige UV-Strahlung einschließlich UVC verursacht und ist tendenziell schädlicher mit kürzerer Latenzzeit. Die Schneeblindheit hingegen wird hauptsächlich durch sonnenlichtbedingte UVB-Strahlung verursacht, und da die Wellenlänge relativ länger ist, sind die Symptome milder und die Zeit bis zum Auftreten länger.

Tierversuche haben gezeigt, dass massive UV-Exposition über das Epithel hinaus auch das Hornhautstroma und -endothel schädigen kann.

Die lebenslange kumulative UV-Exposition ist ein Risikofaktor für Pterygium, UV-bedingte Hornhautdegeneration, malignes Melanom und nicht-melanozytären Hautkrebs 2. Darüber hinaus verursacht chronische UV-Exposition oxidativen Stress in den Hornhautendothelzellen und der Linse, was zu Hornhautendothelstörungen und Katarakten beiträgt 2,6.


以下はいずれも PubMed/PMC で実在を確認した peer-reviewed の文献である。

  1. Willmann G. Ultraviolet Keratitis: From the Pathophysiological Basis to Prevention and Clinical Management. High Alt Med Biol. 2015;16(4):277-282. doi:10.1089/ham.2015.0109. PMID: 26680683.
  2. Izadi M, Jonaidi-Jafari N, Pourazizi M, Alemzadeh-Ansari MH, Hoseinpourfard MJ. Photokeratitis induced by ultraviolet radiation in travelers: A major health problem. J Postgrad Med. 2018;64(1):40-46. doi:10.4103/jpgm.JPGM_52_17. PMID: 29067921; PMCID: PMC5820813.
  3. McIntosh SE, Guercio B, Tabin GC, Leemon D, Schimelpfenig T. Ultraviolet keratitis among mountaineers and outdoor recreationalists. Wilderness Environ Med. 2011;22(2):144-147. doi:10.1016/j.wem.2011.01.002. PMID: 21396859.
  4. Joumany BS, Dahi S, Khamaily M, Tarib I, Laaribi N, Reda K, Oubaaz A. Keratoconjunctivitis photoelectrica (arc eye). Pan Afr Med J. 2020;36:42. PMID: 32774618.
  5. Wakai A, Lawrenson JG, Lawrenson AL, et al. Topical non-steroidal anti-inflammatory drugs for analgesia in traumatic corneal abrasions. Cochrane Database Syst Rev. 2017;5(5):CD009781. doi:10.1002/14651858.CD009781.pub2. PMID: 28516471; PMCID: PMC6481688.
  6. Volatier T, Schumacher B, Cursiefen C, Notara M. UV Protection in the Cornea: Failure and Rescue. Biology (Basel). 2022;11(2):278. doi:10.3390/biology11020278. PMID: 35205145; PMCID: PMC8868636.

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