Die UV-Keratitis ist eine Erkrankung, bei der UV-Strahlen von Nukleinsäuren und aromatischen Aminosäuren im lebenden Gewebe absorbiert werden, Gene und Proteine denaturieren und das Hornhautepithel schädigen. Sie tritt als akute Hornhautepithelschädigung auf, und chronische Exposition kann Katarakte, Pinguecula, Pterygium, Plattenepithelmetaplasie und Plattenepithelkarzinom verursachen.
Akute Schädigung des Auges relativ selten. Hauptsächlich Hautwirkungen
UVB (mittelwelliges Ultraviolett)
280–315 nm
Hauptursache für Schneeblindheit und Sonnenbrand. Wird von Hornhaut und Linse absorbiert.
UVC (kurzwelliges Ultraviolett)
100–280 nm
Am schädlichsten. Nicht im Sonnenlicht enthalten. Wird von künstlichen Lichtquellen abgestrahlt.
UVC ist nicht im Sonnenlicht enthalten, wird aber von künstlichen Lichtquellen wie Elektroschweißen, Acetylenschweißen, Keimlampen und Quecksilberdampflampen abgestrahlt. Daher ist die durch UVC verursachte elektrische Keratitis als Berufsverletzung bei Schweißern von Bedeutung.
Eine elektrische Keratitis tritt auf, wenn eine Person ohne Schutzbrille direkt in eine künstliche Lichtquelle blickt. Schneeblindheit entwickelt sich bei Touristen in Skigebieten oder im Hochgebirge, die ohne Schutzbrille oder Sonnenbrille längere Zeit im Freien verbringen. Der typische Verlauf ist eine notfallmäßige Vorstellung mit starken Augenschmerzen in der Nacht nach Schweißarbeiten oder Skifahren am Tag. Sie tritt häufig beidseitig auf12.
In einer prospektiven Studie mit Outdoor-Aktiven betrug die Inzidenz von Schneeblindheit bei Teilnehmern unter UV-Exposition 0,06 %, und 87 % der Fälle trugen keine Sonnenbrille2. Je höher die Höhe, desto geringer die UV-Abschwächung durch die Atmosphäre; auf 5.000 m Höhe ist die UV-Menge etwa 40 % höher als auf Meereshöhe, was das Risiko für Schneeblindheit bei Bergsteigern erhöht2.
QWas ist der Unterschied zwischen elektrischer Keratitis und Schneeblindheit?
A
Der Hauptunterschied liegt in der Wellenlänge des UV-Lichts und der Lichtquelle. Elektrische Keratitis wird durch Exposition gegenüber künstlichen Quellen (Schweißen, Keimlampen) verursacht, die UVC enthalten, mit schwereren Symptomen und schnellerem Beginn. Schneeblindheit wird durch UVB des Sonnenlichts verursacht, mit relativ milden Symptomen und längerer Latenzzeit. Die UV-Strahlung des Sonnenlichts hat eine längere Wellenlänge als die künstlicher Quellen und ist daher für den Körper relativ weniger schädlich.
Wenn Sie ohne Schutzbrille direkt in eine künstliche Lichtquelle blicken oder bei klarem Wetter 1,5 bis 2 Stunden oder länger ohne Schutzbrille oder Sonnenbrille in einem Skigebiet sind, treten die Symptome nach einer Latenzzeit von 30 Minuten bis 24 Stunden auf. Diese Latenzzeit ist ein charakteristisches klinisches Merkmal der UV-Keratitis, und der Patient ist sich der Exposition möglicherweise nicht bewusst.
Die Hornhautpathologie bei Elektroophthalmie und Schneeblindheit besteht aus ausgedehnter superfizieller punktförmiger Keratopathie (SPK) und Hornhauterosion, einer Schädigung des Hornhautepithels. Die Fluorescein-Färbung zeigt grüne punktförmige oder diffuse Anfärbung.
QWarum treten Symptome erst Stunden nach der Exposition auf, nicht sofort?
A
UV-Strahlung schädigt DNA und Proteine der Hornhautepithelzellen unmittelbar nach der Exposition, aber es dauert eine Weile, bis die Zelldegeneration fortschreitet und die Entzündungskaskade aktiviert wird. Diese zeitliche Verzögerung zwischen Zelldegeneration und Aktivierung der Entzündungsreaktion äußert sich als Latenzzeit von 30 Minuten bis 24 Stunden. Deshalb spürt man beim Schweißen oder Skifahren keine Symptome, die dann plötzlich Stunden später auftreten.
Elektroschweißen / Acetylenschweißen: Lichtbogenschweißen emittiert starke UVC-Strahlung. Tritt bei unsachgemäßer Verwendung von Schweißerschutzbrillen auf1
Keimtötende Lampen (UV-C-Lampen): Verwendung in medizinischen, lebensmittelverarbeitenden und Wasseraufbereitungsanlagen. Fehlbedienung oder unsachgemäße Verwendung kann zu direkter Bestrahlung der Augen führen. In einer südkoreanischen Hühnerverarbeitungsanlage entwickelten 26 von 41 Personen (63,4%) nach einem Ausfall der automatischen Abschaltung einer keimtötenden Lampe eine Hornhautepitheliopathie3
Quecksilberdampflampen: Verwendung in Fabriken und Außenbeleuchtung
In den letzten Jahren hat die Verbreitung von haushaltsüblichen UV-C-Desinfektionsprodukten zu einer Zunahme von Unfällen mit Exposition in Innenräumen geführt4
Skigebiete und Pisten: Schnee reflektiert UVB stark. In höheren Lagen ist die UV-Abschwächung durch die Atmosphäre geringer, und die UV-Menge kann ein Vielfaches der am Boden betragen
Hochgebirgstouren: Je höher die Höhe, desto dünner die Atmosphäre und desto geringer die UVB-Abschwächung
Sandstrände und Schneefelder: Umgebungen mit hoher UVB-Reflexion
Die Spaltlampenuntersuchung mit Fluorescein-Färbung ist das Mittel zur Diagnosebestätigung.
Fluorescein-Färbung: Beobachten Sie die gesamte Hornhaut unter kobaltblauem Licht. Bei ausgedehnter punktförmiger epithelialer Keratopathie (SPK) oder Hornhauterosion ist die Diagnose bestätigt.
Diffuse, punktförmige Anfärbung ist charakteristisch für UV-Schäden und unterscheidet sich von linearen Verletzungen durch einfaches mechanisches Trauma oder infektiöser Keratitis.
Die ultraviolette Keratitis heilt normalerweise innerhalb von 24 bis 48 Stunden spontan ab15. Ziel der Akutbehandlung ist die Schmerzkontrolle und die Verhinderung einer Sekundärinfektion.
Behandlung
Inhalt
Hinweise
Topisches Anästhetikum
Verwendung von Oxybuprocainhydrochlorid o. Ä. bei der Untersuchung
Wiederholte Anwendung ist kontraindiziert. Wiederholte Anwendung verzögert die Epithelheilung und verursacht Hornhauttoxizität.
Topisches Antibiotikum
Neues Chinolon wie Levofloxacin (0,5%) 4- bis 6-mal täglich
Ziel: Verhinderung einer Sekundärinfektion. Bei Hornhautepitheldefekten steigt das Infektionsrisiko.
Topische NSAR
Diclofenac-Natrium 0,1% oder Bromfenac-Natrium 0,1% 2- bis 4-mal täglich
Wirksam zur Schmerzlinderung. Bei längerer Anwendung auf Hornhautepithelstörungen achten.
Therapeutische weiche Kontaktlinse
Tragen einer Verbandskontaktlinse
Schmerzlinderung und Förderung der Epithelheilung. In Kombination mit topischem Antibiotikum anwenden.
Augenverband und Ruhe im Dunkeln
Bei Bedarf durchführen
Nützlich bei starker Photophobie und Blepharospasmus
Leichter Fall (nur SPK): Epithelheilung innerhalb von 12–24 Stunden
Mittelschwerer Fall (ausgedehnter SPK, Hornhauterosion): Spontanheilung innerhalb von 24–48 Stunden
Schwerer Fall (tiefe Hornhauterosion): Kann 48–72 Stunden dauern. Schwere Sehbeeinträchtigungen sind jedoch selten.
QHeilt eine UV-Keratitis auch ohne Behandlung?
A
Normalerweise regeneriert sich das Hornhautepithel innerhalb von 24–48 Stunden spontan und heilt ab. Es ist jedoch nicht wünschenswert, die Erkrankung unbehandelt zu lassen. Aufgrund des Risikos einer Sekundärinfektion (bakterielle Keratitis) sollten antibiotische Augentropfen verabreicht werden. Zudem sind die Schmerzen oft sehr stark, und es ist wichtig, die Beschwerden des Patienten durch symptomatische Behandlung wie NSAID-Augentropfen oder therapeutische weiche Kontaktlinsen zu lindern.
Zur Vermeidung von Rezidiven und zum Risikomanagement bei beruflichen und Freizeitaktivitäten sind folgende Anweisungen zu geben.
Schweißarbeiten: Stets eine geeignete Schutzmaske oder Schutzbrille mit ausreichender Abdunklung (Schutzstufe ca. 10–14) tragen.
Skifahren und Aktivitäten in großer Höhe: Tragen Sie eine UV400-konforme Schutzbrille oder Sonnenbrille. Besonders bei klarem Wetter und Neuschnee ist die reflektierte UVB-Strahlung stark.
Keimtötende Lampe: Während des Betriebs den Raum unbedingt verlassen. Die Verwendung eines Timers wird empfohlen.
Ultraviolette Strahlung wird direkt von Nukleinsäuren und aromatischen Aminosäuren im Organismus absorbiert und schädigt Gene (DNA) und Proteine durch Denaturierung. Die wichtigsten Schädigungsmechanismen in den Hornhautepithelzellen sind:
DNA-Schäden: UVB und UVC werden von der DNA der Hornhautepithelzellen absorbiert und bilden Photoprodukte wie Thymindimere (Cyclobutan-Pyrimidin-Dimere). Diese Schäden beeinträchtigen die DNA-Replikation und -Transkription und induzieren Zelltod.
Proteindenaturierung: Aromatische Aminosäuren (Tyrosin, Phenylalanin usw.) absorbieren UV-Strahlung, wodurch die dreidimensionale Proteinstruktur denaturiert wird. Dies führt zum Funktionsverlust von Enzymen und Strukturproteinen.
Produktion reaktiver Sauerstoffspezies (ROS): UV-Strahlung erzeugt indirekt ROS, was zu Lipidperoxidation, Proteinoxidation und oxidativen DNA-Schäden führt.
Die Latenzzeit von 30 Minuten bis 24 Stunden zwischen UV-Exposition und Symptombeginn entsteht wie folgt:
UV-Exposition → Beginn von DNA-Schäden und Proteindenaturierung.
Geschädigte Hornhautepithelzellen lösen sich ab und gehen in Apoptose über.
Zellabbauprodukte induzieren die Freisetzung von Entzündungsmediatoren (Prostaglandine, Zytokine usw.).
Aktivierung der Entzündungskaskade → Symptome wie Schmerz, Rötung, Ödem, Blepharospasmus treten auf.
Diese zeitliche Verzögerung manifestiert sich als Latenzzeit. Je weiter die Zelldegeneration fortschreitet, desto ausgeprägter ist die Entzündungsreaktion.
Gewebeabsorptionsstellen für jedes Wellenlängenband
UVC (100–280 nm) : Fast vollständig vom Hornhautepithel absorbiert. Am schädlichsten für den vorderen Augenabschnitt und Hauptursache der Elektroophthalmie.
UVB (280–315 nm) : Ein Teil dringt durch die Hornhaut und erreicht die Linse. Akute Störungen verursachen Schneeblindheit und Hornhautschäden. Langfristige chronische Exposition erhöht das Kataraktrisiko.
UVA (315–400 nm) : Dringt leicht ins Auge ein. Akute Hornhautschäden sind relativ selten, aber langfristig wirkt es sich auf Linse und Netzhaut aus.
Natürliche Reparatur → Regeneration durch Hornhautepithel-Stammzellen (limbale Stammzellen) innerhalb von 24–48 Stunden.
Das Hornhautepithel hat eine hohe Regenerationsfähigkeit, und ohne Sekundärinfektion ist eine vollständige Heilung innerhalb von 1–2 Tagen zu erwarten.
Wiederholte UV-Exposition erhöht nicht nur das Risiko einer akuten Keratitis, sondern auch das folgender chronischer Erkrankungen.
Katarakt : Durch oxidative Denaturierung von Linsenproteinen (hauptsächlich Kristalline). UVB wird als Hauptursache angesehen.
Pterygium : Degenerative Erkrankung, bei der Bindehautgewebe vom Limbus in die Hornhaut eindringt. UV-Exposition ist ein Hauptrisikofaktor.
Pinguecula : weiß-gelblicher Knoten auf der bulbären Bindehaut nahe dem Hornhautrand. UV-Exposition und Trockenheit sind Auslöser.
Plattenepithelmetaplasie und Plattenepithelkarzinom : maligne Veränderung des Bindehaut- und Hornhautepithels. Langfristige UV-Exposition ist beteiligt.
In den letzten Jahren haben sich UV-C-Desinfektionslampen und -geräte für den Haushalt infolge der COVID-19-Pandemie rasant verbreitet. Die Verbreitung von UV-C-Quellen, die für den medizinischen und gewerblichen Gebrauch konzipiert sind, in Privathaushalten hat zu einer Zunahme von Fällen geführt, in denen ungeschulte Benutzer versehentlich ihre Augen bestrahlen. Eine Beobachtungsstudie in Suzhou, China, zeigte einen sprunghaften Anstieg der UV-Keratitis von 31 Fällen vor der Pandemie (Oktober–Dezember 2019) auf 109 Fälle danach (Februar–April 2020), wobei sich die Ursache dramatisch von Schweißen (68 %) auf unsachgemäße Verwendung von Keimtötungslampen (57 %) verlagerte 4. Neben der traditionellen beruflichen Exposition (Schweißen usw.) machen häusliche Unfälle nun einen nicht zu vernachlässigenden Anteil der Ursachen von Elektroophthalmie aus.
Ausweitung der industriellen Nutzung von UV-C-LEDs
Als Ersatz für herkömmliche Quecksilberdampf-UV-C-Quellen breitet sich die industrielle Nutzung von UV-C-LEDs (Wellenlänge um 260–280 nm) rasant aus. Während die Anwendungen in der Wasser-, Luft- und Oberflächendesinfektion zunehmen, sind UV-C-LEDs klein, leicht und einfach zu installieren, was Bedenken hinsichtlich des Risikos von Augenverletzungen bei unsachgemäßer Verwendung in ungeeigneten Umgebungen aufkommen lässt.
Bewertung des Krebsrisikos durch wiederholte Exposition
Die Forschung zum Zusammenhang zwischen UV-Strahlung und Plattenepithelkarzinom der Augenoberfläche (OSSN: Ocular Surface Squamous Neoplasia) des Hornhaut- und Bindehautepithels wird fortgesetzt. Insbesondere wird angenommen, dass langfristige UV-Exposition in Berufen mit viel Außentätigkeit (Landwirtschaft, Bau, Schweißen usw.) die Inzidenz von Tumoren der Augenoberfläche erhöht, was die Bedeutung regelmäßiger augenärztlicher Untersuchungen und Lichtschutzmaßnahmen unterstreicht.
Die Entwicklung neuer lichtabsorbierender Schutzausrüstungen und transparenter Folienmaterialien für den Augenschutz in UV-C-Desinfektionseinrichtungen schreitet voran. Es gibt auch Forschung zur Möglichkeit, dass UV-absorbierende Kontaktlinsenmaterialien bei Trägern normaler weicher Kontaktlinsen einen UV-Schutzeffekt bieten.
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. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26680683/↩↩2↩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. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21396859/↩↩2↩3
Kwon DH, Moon JD, Park WJ, et al. Case series of keratitis in poultry abattoir workers induced by exposure to the ultraviolet disinfection lamp. Ann Occup Environ Med. 2016;28:3. doi:10.1186/s40557-015-0087-7. PMID: 26779342. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26779342/↩
Wang Y, Lou J, Ji Y, Wang Z. Increased photokeratitis during the coronavirus disease 2019 pandemic: Clinical and epidemiological features and preventive measures. Medicine (Baltimore). 2021;100(24):e26343. doi:10.1097/MD.0000000000026343. PMID: 34128883. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34128883/↩↩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. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29067921/↩
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