Attrition und Osmokinetik – Zwei Konzepte zur Pathogenese des Trockenen Auges

Abstract

ZusammenfassungDie neuen Erkenntnisse der Pathophysiolgie des Trockenen Auges erkennen das Zusammenspiel von Tränen, Augenoberfläche und Lidoberfläche als eine funktionelle Einheit an. Der Begriff der Benetzungsfähigkeit der Tränen in Abhängigkeit der mikrotektonischen Anatomie der Augenoberfläche relativiert die Anforderungen an Träne und Tränenersatzmittel. Das Model der Attrition, welches die Effekte der friktionsneutralisierenden Kapazität des Tränenfilms, der Reibung und die Bedeutung der Mechanotransduktionskapazität des Epithels zusammenfasst, wird eingeführt und dessen pathophysiologische Bedeutung erläutert. Attrition und Benetzung bestimmen zusammen grundlegende pathophysiologische Vorgänge in der Augenoberfläche wie Aktivierung von Nerven (subjektive Beschwerden) sowie Entzündung und beeinflussen damit die Dynamik der Pathophysiologie, und den Übergang von vorübergehenden Beschwerden zu einer manifesten Erkrankung des Trockenen Auges. Die Betrachtung der Osmolarität als numerischer statischer Grenzwert zur alleinigen Diagnose des Trockenen Auges ist klinisch nicht haltbar. Das neue, dynamische Model der Osmokinetik, zeigt dagegen eine Alternative auf, in der die Tageschwankungen und die Beachtung des durchschnittlichen Osmolaritätsniveaus gröβere Bedeutung gewinnen und damit der eigentlichen pathophysiologischen Bedeutung der Osmolarität gerechter wird.

Ocular Surface Allostasis—When Homeostasis Is Lost: Challenging Coping Potential, Stress Tolerance, and Resilience

“…Cell stress is an essential cellular biological equivalent of stress resulting from lubrication insufficiencies and environmental changes. At present, in dry eye disease, this dominantly contributes to mechano-stimulation such as attrition and friction [ 71 , 72 ], challenging osmotic deviations, as well as hyperosmolarity.…”

“…Another stress factor, hyperosmolarity itself has been suggested to be a driving force within the vicious circle [ 10 ], albeit that recently, the models on osmokinetics and osmotic variation [ 71 , 123 ] have given more consideration to the importance of osmotic alterations. In osmokinetics, both the amplitude and level around which DVO pivots are suggested to contribute to the intensity of stress provoked [ 72 ] and with that, the impact on heterostasis. Within the current model of ocular surface homeostasis, this would suggest an osmotic equilibrium in the tear film hovering around the normal osmolarity with values of around 305 mosmol/L [ 124 , 125 , 126 ].…”

“…Alterations in the tear fluid’s composition could enhance the evaporation of a decreased tear film volume and drive osmolarity to challenging levels. At higher levels of average osmolarity, any broader DVO could have a significantly higher stress impact (Allostatic Load factor; see above) as the comfortable range of the cell is exceeded [ 72 , 123 ]. That is, the more the cell experiences osmotic stress, either to the level of osmolarity, the magnitude of DVO, or the frequency of major changes [ 123 ], the more sensitive it becomes to fluctuations as the time for recovery becomes shorter and, at a certain point, insufficient.…”

“…Any premature re-exposure of the cell to stress under these conditions could have for the cell a far higher detrimental effect and cause different cellular reactions than at the initial exposure when the original unused and fresh coping mechanisms were being utilised by the cell to the full extent. This is the essence of the dynamic models of dry eye disease addressing attrition [ 72 ] and osmolarity, i.e., osmokinetics [ 71 , 123 ]. In hyper-osmotic conditions, the endoplasmatic reticulum (ER) of corneal epithelial cells can be disturbed, resulting in pro-inflammatory signaling [ 155 ].…”

“…Complete healing indicates complete re-establishment of the original mechanotolerance. (van Setten 2020) [ 71 , 72 ].…”