Eine angeborene Farbsehstörung ist ein Zustand, bei dem die Fähigkeit, Farben zu unterscheiden, aufgrund eines angeborenen Mangels oder einer Funktionsstörung der Zapfenphotopigmente (L-Zapfen, M-Zapfen, S-Zapfen) von der Norm abweicht. Da es sich um eine angeborene Sehweise handelt, bemerkt die betroffene Person, insbesondere im Kindesalter, ihre eigene Farbsehstörung oft nicht. Die Sehfunktion abgesehen vom Farbsehen ist normal, und die Störung schreitet nicht fort (bei angeborener Rot-Grün-Sehschwäche und angeborener Blau-Gelb-Sehschwäche).
Die angeborene Rot-Grün-Sehschwäche ist am häufigsten; die meisten angeborenen Farbsehstörungen, die im klinischen Alltag auftreten, sind dieser Typ. Sie entsteht durch einen Mangel an L-Zapfen- (Rot-Zapfen) oder M-Zapfen- (Grün-Zapfen) Photopigment oder durch eine Expressionsstörung der L- und M-Gene auf dem X-Chromosom. Aufgrund des X-chromosomalen Erbgangs tritt sie deutlich häufiger bei Männern auf.
Die früheren Begriffe „Farbenblindheit“ und „Farbenschwäche“ werden heute vermieden, da sie zu Vorurteilen gegenüber Betroffenen führen können. Stattdessen werden die Begriffe „Farbsehstörung“ oder „Farbsehvielfalt“ empfohlen.
Bei der anormalen Trichromasie, die den Großteil der angeborenen Rot-Grün-Sehschwäche ausmacht, sind alle drei Zapfentypen vorhanden, jedoch ist der Empfindlichkeitsgipfel eines Typs verschoben. Es werden also nicht überhaupt keine Farben gesehen. Rot und Grün erscheinen sehr ähnlich und sind schwer zu unterscheiden. Vollständige Farbenblindheit tritt nur bei der Stäbchenmonochromasie (angeborene totale Farbenblindheit) auf, die sehr selten ist.
Im Vergleich zu normalem Farbsehen ist die Empfindung für Rot und Grün nicht vorhanden oder sehr schwach. Während normale Trichromaten Rot und Grün als sehr unterschiedliche Farben empfinden, sind sie bei angeborener Rot-Grün-Farbsehschwäche sehr ähnlich und manchmal nicht unterscheidbar. Da es sich um eine angeborene Sehweise handelt, ist sich die Person der Anomalie oft nicht bewusst.
Zu den konkreten Schwierigkeiten im Alltag gehören:
Der Schweregrad nimmt von anomaler Trichromasie (leicht) zu Dichromasie (schwer) zu.
Sehschärfe, Gesichtsfeld und Augenhintergrund sind unauffällig; die Störung wird nur durch Farbsehtests (Pseudoisochromatische Tafeln, Panel D-15, Anomaloskop) nachgewiesen.
Typ-1-Farbsehstörung (Protan-Typ)
Wird durch eine Anomalie der L-Zapfen verursacht.
Typ-1-Dichromasie: Fehlen der L-Zapfen (nur M- und S-Zapfen).
Typ-1-Trichromasie: Statt L-Zapfen liegen M’-Zapfen (unvollständige M-Zapfen) vor.
Im Allgemeinen ist die Trichromasie milder als die Dichromasie.
Typ-2-Farbsehstörung (Deutan-Typ)
M-Zapfen-Anomalie verursacht dies.
Dichromasie Typ 2: M-Zapfen-Defekt (nur L- und S-Zapfen).
Trichromasie Typ 2: Statt M-Zapfen gibt es L’-Zapfen (unvollständige L-Zapfen).
Dies ist die häufigste Form der angeborenen Rot-Grün-Sehstörung.
Das S-Zapfen-Sehpigment fehlt, sodass Blau und Gelb schwer zu unterscheiden sind. Es wird autosomal-dominant vererbt und betrifft Männer und Frauen gleichermaßen. Die Häufigkeit wird auf 1 von 13.000 bis 65.000 Personen geschätzt. Die Sehfunktion ist bis auf das Farbsehen normal und die Störung schreitet nicht fort.
Die Zapfen funktionieren nicht, sodass nur mit den Stäbchen gesehen wird. Ab der frühen Kindheit bestehen Sehstörungen mit einer Sehschärfe um 0,1, Lichtempfindlichkeit (Blendung), Nachtblindheit (schlechtes Sehen bei Helligkeit) und Nystagmus. Da die Zapfen nicht funktionieren, fehlt die Farbunterscheidungsfähigkeit; bei Dämmerlicht verbessert sich die Sehschärfe. Die Prävalenz ist mit etwa 0,0025–0,0055 % sehr selten. Es gibt eine vollständige und eine unvollständige Form, bei der die Zapfenfunktion teilweise erhalten ist.
Dieser Zustand beruht auf der Wahrnehmung nur durch S-Zapfen und Stäbchen und zeigt einen X-chromosomal-rezessiven Erbgang. Die Häufigkeit beträgt weniger als 1 pro 100.000 Personen und ist damit eine seltene Erkrankung. Ähnlich der Stäbchen-Monochromasie, kann jedoch ein geringes Farbunterscheidungsvermögen erhalten bleiben. Obwohl sie als nicht fortschreitend galt, gibt es nicht wenige Fälle mit fortschreitender Sehverschlechterung und Makuladegeneration.
| Typ | Häufigkeit |
|---|---|
| Angeborene Rot-Grün-Sehstörung | Männer ca. 5%, Frauen ca. 0,2% (Japaner) |
| Angeborene Blau-Gelb-Farbenfehlsichtigkeit | 1 von 13.000 bis 65.000 Personen |
| Stäbchenmonochromasie | Prävalenz ca. 0,0025–0,0055 % |
| S-Zapfen-Monochromasie | Weniger als 1 von 100.000 Personen |
| Typ | Vererbungsmuster | Verantwortliches Gen | Anmerkungen |
|---|---|---|---|
| Angeborene Rot-Grün-Sehstörung (Typ 1 und 2) | X-chromosomal rezessiv | L-Gen, M-Gen (auf X-Chromosom) | Häufiger bei Männern. Frauen sind häufiger Überträgerinnen. |
| Angeborene Blau-Gelb-Sehstörung (Typ 3) | Autosomal-dominant | S-Gen (auf Chromosom 7) | Kein Geschlechtsunterschied |
| Stäbchen-Monochromasie | Autosomal-rezessiv | CNGA3, CNGB3, GNAT2 | Sehr selten |
| S-Zapfen-Monochromasie | X-chromosomal-rezessiv | LCR-Region-Anomalie oder L/M-Missense-Mutation | Weniger als 1 pro 100.000 |
Bei X-chromosomal-rezessiver Vererbung (angeborene Rot-Grün-Sehstörung, S-Zapfen-Monochromasie) erkranken 50% der Söhne, wenn die Mutter Überträgerin ist. Auch weibliche Überträger können aufgrund des X-Chromosom-Inaktivierungsmusters eine leichte Farbsehstörung aufweisen. Bei autosomal-rezessiver Vererbung der Stäbchen-Monochromasie erkranken 25% der Kinder, wenn beide Eltern Überträger sind.
Der Entstehungsmechanismus der angeborenen Rot-Grün-Sehstörung wird in folgende zwei Kategorien unterteilt.
Angeborene Farbsehstörungen sind ohne Farbsehtest nicht erkennbar, da Sehschärfe, Gesichtsfeld und Augenhintergrund normal sind.
Schritt 1: Screening – Pseudoisochromatische Tafeln
Die Ishihara-Farbtafeln werden am häufigsten verwendet. Es wird empfohlen, möglichst zwei oder mehr verschiedene Tafeln zu kombinieren. Sie dienen dem Nachweis des Vorliegens einer Farbsehstörung.
Schritt 2: Schweregradbestimmung – Farbtonanordnungstest
Der Panel D-15 Test (Farnsworth Panel D-15) ist geeignet. Er bewertet den Schweregrad der Farbsehstörung (stark, mittel, leicht) und ermöglicht eine grobe Unterscheidung zwischen Typ 1 und Typ 2.
Schritt 3: definitive Diagnose und Typbestimmung – Anomaloskop
Das Nagel-Anomaloskop ist der Standard. Die Mischung von Rot (670 nm) und Grün (546 nm) wird mit Gelb (589 nm) abgeglichen, um den Typ zu bestimmen. Eine genaue Typbestimmung (Typ 1 vs. Typ 2, Dichromasie vs. anomale Trichromasie) ist möglich und dient auch der endgültigen Entscheidung über das Vorliegen einer Farbsehstörung.
Es gibt Tafeln im Standard-Farbsehtest Teil 2 (für erworbene Störungen), die diese Störung erkennen können. Vorsicht ist geboten, da sie mit dem üblichen Ishihara-Test nicht erkannt wird.
Im Ganzfeld-ERG ist die Stäbchenantwort normal, aber die Zapfenantwort ist deutlich abgeschwächt. Die Foveastruktur wird mittels OCT beurteilt.
Die Farbsehprüfung bei Schuluntersuchungen wird seit der Mitteilung des japanischen Kultusministeriums von 2014 nur auf Wunsch empfohlen. Ideal ist eine detaillierte Typbestimmung in der Augenarztpraxis etwa in der 4. Klasse der Grundschule (einer körperlich und psychisch ruhigen Phase). Vor der Berufswahl sollte der genaue Typ und Schweregrad bekannt sein, um dem Betroffenen bei der geeigneten Berufswahl zu helfen.
Für angeborene Rot-Grün-Sehschwäche, angeborene Blau-Gelb-Sehschwäche und Stäbchenmonochromasie gibt es keine kausale Therapie. Brillen mit Farbfiltergläsern (Farbkorrekturgläser) verbessern die Unterscheidung einiger Farben, stellen aber kein normales Farbsehen wieder her. Sie sind bei Untersuchungen nicht verwendbar. Zur Gentherapie im Forschungsstadium siehe Abschnitt 7.
Da die Farbsehstörung angeboren ist, muss man bedenken, dass eine Farbverwechslung für den Betroffenen keinesfalls ein „Fehler“ ist. Das Wichtigste ist, bei der zukünftigen Schul- und Berufswahl die Farbsehstörung ausreichend zu berücksichtigen, um zu vermeiden, dass der Betroffene aufgrund der Farbsehstörung in Schwierigkeiten gerät.
Im Schulalter muss darauf geachtet werden, dass Kinder mit Farbsehschwäche kein Minderwertigkeitsgefühl entwickeln. Es ist besser, die Lehrkräfte über die Farbsehschwäche zu informieren. Durch die Weitergabe von Informationen an den Klassenlehrer können Unterstützungen wie farblich gekennzeichnete Tafelanschriften, Rücksichtnahme auf Farbgrafiken und Sitzplatzanordnung erleichtert werden.
Die Informationsvermittlung, die sich nicht nur auf Farben verlässt (Kombination von Farbe + Form, Muster, Textbeschriftung), ist wichtig. Im Bildungsbereich werden folgende Maßnahmen empfohlen:
Aufgrund des X-chromosomal-rezessiven Erbgangs ist die Mutter häufig Überträgerin. Söhne von Überträgerinnen erkranken mit 50%iger Wahrscheinlichkeit. Die autosomal vererbte Blau-Gelb-Sehschwäche und Stäbchenmonochromasie zeigen andere Vererbungsmuster, daher wird eine je nach Typ angepasste genetische Beratung empfohlen.
Die Farbsehschwäche ist eine angeborene Eigenschaft, und die betroffene Person muss kein Minderwertigkeitsgefühl entwickeln. Es ist praktische Unterstützung, den Klassenlehrer zu informieren und um Rücksichtnahme bei der Farbwahl an der Tafel und bei Lehrmaterialien zu bitten. Vor der Berufsberatung in der Mittel- und Oberstufe sollte beim Augenarzt der genaue Typ und Schweregrad bestimmt werden, damit die betroffene Person selbstbewusst die Berufswahl treffen kann.
Die menschliche Netzhaut enthält drei Arten von Zapfenzellen.
Das Gehirn verarbeitet die Signalverhältnisse der drei Zapfentypen, um Farben wahrzunehmen (Young-Helmholtz-Dreifarbentheorie). Die L- und M-Gene sind auf dem X-Chromosom tandemartig angeordnet, und diese besondere Anordnung ist der Hintergrund für die hohe Mutationsrate1).
Die L- und M-Gene weisen eine etwa 98%ige Homologie auf, was während der Meiose zu ungleichem Crossing-over führen kann1). Ungleiches Crossing-over führt zum Verlust des L- oder M-Gens oder zur Bildung von L/M-Hybridgenen. Entsteht ein Hybridgen, verschiebt sich das Absorptionsspektrum des Zapfenphotopigments von seiner ursprünglichen Position, was zu einer anomalen Trichromasie führt. Bei vollständigem Verlust des Gens entsteht eine Dichromasie.
Die Klassifikation und die molekularen Mechanismen der angeborenen Rot-Grün-Sehstörung sind im Folgenden dargestellt1).
| Klassifikation | Zapfenstatus | Molekularer Mechanismus |
|---|---|---|
| Normales Trichromat | L + M + S alle normal | — |
| Protanopie | L-Defizienz (nur M + S) | Vollständiger Verlust des L-Gens |
| Dichromasie Typ 2 | M-Defekt (nur L + S) | Vollständiger Verlust des M-Gens |
| Trichromasie Typ 1 | L→M’-Substitution (M’ + M + S) | L/M-Hybridgen (zur M-Seite verschoben) |
| Trichromasie Typ 2 | M→L’-Substitution (L + L’ + S) | L/M-Hybridgen (zur L-Seite verschoben) |
Mutationen im S-Gen (auf Chromosom 7) führen zu einem Defekt des S-Zapfen-Sehpigments. Es handelt sich um einen autosomal-dominanten Erbgang, der unabhängig vom X-Chromosom ist, daher gibt es keine Geschlechtsunterschiede. Da bereits eine Mutation in einem Allel die Erkrankung auslöst (dominante Vererbung), beträgt die Wahrscheinlichkeit der Weitergabe an ein Kind 50%, wenn ein Elternteil betroffen ist.
Ursache ist eine Anomalie der Untereinheiten des cGMP-abhängigen Kationenkanals (CNG-Kanal) in den Zapfen.
Durch den Funktionsverlust des CNG-Kanals kommt es zu keiner Lichtantwort der Zapfen, sodass das Sehen nur über die Stäbchen erfolgt.
Eine Deletion der LCR (Locus Control Region) führt dazu, dass weder das L-Gen noch das M-Gen exprimiert werden können, oder Missense-Mutationen in L- und M-Zapfen verursachen einen Funktionsverlust. Obwohl die Erkrankung als nicht progressiv galt, gibt es nicht wenige Fälle, die eine fortschreitende Sehverschlechterung oder Makuladegeneration entwickeln.
Mancuso et al. berichteten, dass sie durch Einführung des L-Opsin-Gens mittels AAV-Vektor in ein Totenkopfaffen-Modell die Rot-Grün-Sehfähigkeit wiederherstellen konnten 2). Dies ist ein bahnbrechender Bericht, der zeigt, dass auch im reifen Nervensystem von Säugetieren durch Gentransfer neue Farbsehkanäle erworben werden können. Die Gentherapie beim Menschen für angeborene Rot-Grün-Sehstörungen hat aufgrund von Sicherheits- und ethischen Bedenken noch nicht zu klinischen Studien geführt.
Für die Achromatopsie (Stäbchen-Monochromasie) laufen derzeit klinische Studien (Phase I/II) zur Gentherapie mit AAV-Vektoren, die auf die Gene CNGA3 und CNGB3 abzielen 1).
Es sind kommerziell erhältliche Farbseh-Hilfsbrillen (z. B. EnChroma), die Licht bestimmter Wellenlängen filtern und bei manchen Personen die Unterscheidung bestimmter Farben verbessern können. Sie fügen jedoch keine neuen Farbsehkanäle hinzu und verbessern nicht die Ergebnisse von Farbsehtests.
Im Jahr 2003 wurde die Farbsehuntersuchung durch eine Änderung der Durchführungsverordnung zum Schulgesundheits- und Sicherheitsgesetz aus den Pflichtbestandteilen der regelmäßigen Gesundheitsuntersuchungen gestrichen. Danach wurde über Fälle berichtet, in denen Betroffene ohne Kenntnis ihrer Farbsehstörung bei der Berufswahl auf Schwierigkeiten stießen. Im Jahr 2014 wurde durch eine Mitteilung des Ministeriums für Bildung, Kultur, Sport, Wissenschaft und Technologie erneut empfohlen, Farbsehuntersuchungen in Schulen durchzuführen (nur für Interessierte) 3).
Klinische Studien zur Gentherapie der Stäbchenmonochromasie (angeborene totale Farbenblindheit) sind im Gange, und zukünftige Fortschritte werden erwartet. Bei angeborener Rot-Grün-Sehschwäche wurde bei Affen eine Wiederherstellung des Farbsehens berichtet, jedoch sind für die Anwendung beim Menschen Sicherheits- und ethische Überprüfungen erforderlich; der Zeitpunkt einer praktischen Umsetzung steht noch nicht fest.
