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Retinale Biokompatibilität

Durch unterschiedliche Reizintensitäten oder durch Zugabe von Aspartat zur Nährlösung kann die Antwort der Photorezeptoren proportional stärker dargestellt, oder vollständig isoliert werden. Es kann nicht nur das Wirkverhalten, sondern auch der Wirkort verschiedener Substanzen auf die einzelnen Neuronenschichten untersucht werden. Wird z.B. eine Verminderung der b-Welle unter Exposition eines Wirkstoffs beobachtet, so kann dies an einer Schädigung der Photorezeptoren liegen, die sich dann indirekt auf die Amplitude der b-Welle auswirkt; oder an den Zelltypen, die die b-Welle erzeugen. Mithilfe der separaten Untersuchung von a- und b-Welle kann dies differenziert werden. Mit dem ERG hat man ideale Ausgangsbedingungen, um hoch standardisierte Biokompatibiltiätsstudien an einem Organkulturmodel durchzuführen.

Kontakt

frontend.sr-only_#{element.contextual_1.children.icon}: Prof. Dr. Kai Januschowski Leitung


E-Mail-Adresse: kai.januschowski@med.uni-tuebingen.de


Netzhaut und ERG

Netzhaut und ERG

Die Netzhaut befindet sich im hinteren Teil des Auges, in dem die Lichtrezeptoren liegen und die ersten Informationen über das Sehen verarbeitet werden. Sie ist, wie das Gehirn, durch die sogenannte Blut-Retina-Schranke vom restlichen Organismus getrennt. Als erste Schicht, die das Licht verarbeitet, sind die Photorezeptoren (Stäbchen und Zapfen) zu nennen. Danach schließt sich die äußere plexiforme Schicht an, in der die Fortsätze der Photorezeptoren synaptisch mit den Horizontal- und Bipolarzellen verschaltet sind, die mit den Zellkörpern der Amakrinenzellen die innere Körnerschicht bilden.

Wieder weiter nach Innen hin schließt sich die innere plexiforme Schicht an, in der die Synapsenkontakte der amakrinen Zellen und die der Bipolarzellen mit den Ganglienzellen zu treffen sind. Aus den Axonen der Ganglienzellen wird die Ganglienzellfaserschicht gebildet, die als Nervus opticus zur Sehrinde ziehen. Die Müllerstützzellen bilden die Lamina limitans externa und die Lamina limitans interna. Die Reiztransduktion in der Netzhaut ist für die Wahrnehmung visueller Reize essentiell und kann zugleich durch Ableitung eines ERGs gemessen werden. Das besondere an den Sinnesrezeptoren der Retina ist, dass Sie im Ruhezustand depolarisiert und im Erregungszustand hyperpolarisiert sind. Bei anderen neuronalen Mechanismen der Reizverarbeitung im Körper ist das Gegenteil der Fall. Diese Hyperpolarisation ist im ERG messbar.

Das ERG wurde erstmalig 1849 von Du-Bois-Raymond am Bulbus eines enukleierten Fischauges abgeleitet. Bereits 1945 wurde das ERG klinisch nutzbar gemacht. Heute ist es der Goldstandard zur Diagnostik bei Netzhautdegenerationserkrankungen oder -dystrophien. Bei einem ERG kann man zwei Wellenkomponenten unterscheiden, eine a-Welle (Hyperpolarisation) und eine b-Welle (Depolarisation). Die a-Welle liefert Informationen über die Funktionalität der Lichtrezeptoren der Netzhaut. Sie ist das durch die Photorezeptoren gebildete Summenpotential, welches als erste Antwort auf einen Lichtreiz in Form eines negativen  Ausschlags im ERG erscheint. Auf diesen ersten negativen Ausschlag folgt mit einer kurzen Latenz ein positiver Ausschlag, die b-Welle. Von der b-Welle im ERG zieht man Rückschlüsse auf die Funktion der höheren  neuronalen Netzwerke innerhalb der Netzhaut. Das Zusammenspiel mehrerer Zelltypen generiert die b-Welle. Sie ist damit als Indikator für die komplexen, integrierenden Netzwerkfunktionen sehr sensibel.

Publikationen

Ausgewählte Publikationen

  • Mueller S, Krupp C, Schnichels S, Hofmann J, Spitzer M, Bartz-Schmidt KU, Szurman P, Januschowski K.
    Investigating retinal toxicity of a lutein-based dye in a model of isolated and perfused bovine retina. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol. 2019 May;257(5):961-966. doi: 10.1007/s00417-019-04260-y. Epub 2019 Feb 20.
    PMID:30788607
  • Januschowski K, Mueller S, Dollinger R, Schnichels S, Hofmann J, Spitzer MS, Bartz-Schmidt KU, Szurman P, Thaler S. Investigating retinal toxicity of tempol in a model of isolated and perfused bovine retina. Graefes
    Arch Clin Exp Ophthalmol. 2014 Jun;252(6):935-41. doi: 10.1007/s00417-014-2632-4. Epub 2014 May 2. PMID: 24789463
  • Januschowski K, Schnichels S, Hagemann U, Koch V, Hofmann J, Spitzer MS, Bartz-Schmidt KU, Szurman P, Lüke M, Aisenbrey S. Electrophysiological toxicity testing of VEGF Trap-Eye in an isolated perfused vertebrate retina organ culture model.Acta Ophthalmol. 2014 Jun;92(4):e305-11. doi: 10.1111/aos.12300. Epub 2013 Nov 8. PMID: 24206925
  • Januschowski K, Maddani R, Mueller S, Lueke M, Spitzer MS, Schultheiss M, Bartz-Schmidt KU, Szurman P. Comparing the effects of two different irrigation solutions on an isolated perfused vertebrate retina. Ophthalmic Res. 2012
  • Januschowski K, Krupp C, Mueller S, Hofmann K, Schnichels S, Hagemann U, Spitzer MS, Bartz-Schmidt KU, Aisenbrey S. Investigating short-term toxicity of melphalan in a model of an isolated and superfused bovine retina. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol. 2015 Sep 3. [Epub ahead of print] PMID: 26335534
     

Siehe auch

Zertifikate und Verbände

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