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Ziel: Der native Glaskörper ist ein transparentes Hydrogel aus Kollagenfasern, Hyaluronan und wenigen Zellen, den Hyalozyten, und trägt wesentlich zur optischen, mechanischen und biochemischen Homöostase des Auges bei. Mit zunehmendem Alter unterliegt der humane Glaskörper jedoch ausgeprägten strukturellen und funktionellen Veränderungen, die mit verschiedenen vitreoretinalen Erkrankungen assoziiert sind. Ziel ist es, altersabhängige Veränderungen des Glaskörpers systematisch zu charakterisieren, um das Verständnis der Glaskörperdegeneration und ihrer Bedeutung für vitreoretinale Pathologien zu fördern.

Methode: Untersucht wurden postmortale humane Glaskörper (n = 464) aus dem Spendernetzwerk der Deutschen Gesellschaft für Gewebetransplantation sowie intraoperativ gewonnene humane Glaskörperproben (n = 70) von Patienten mit vitreoretinalen Erkrankungen im Rahmen medizinisch indizierter Vitrektomien. Die Analysen umfassten die Bestimmung von Dimension (Masse, Volumen), physikalischen Parametern (Dichte, pH-Wert, Osmolarität), biochemischer Komposition (Kollagen-, Hyaluronsäure-, Wasser-, Protein- und Ascorbinsäuregehalt), ultrastruktureller Organisation (Dunkelfeld-, Fluoreszenz-Lebensdauer-Bildgebungs- und Multiphotonenmikroskopie) sowie optischer Eigenschaften (Lichttransmission, Brechungsindex und Streulichtverhalten). Zusätzlich wurden relevante Spender- und Patientendaten (Alter, Geschlecht, Linsenstatus, Pathologie, Vorbehandlungen, Visus, Augeninnendruck und Postmortem-Zeit) dokumentiert und in die statistische Interpretation der Ergebnisse mittels Regressionsanalysen und Clusterverfahren einbezogen.

Ergebnisse: Die untersuchten Proben umfassten Spender im Alter von 15 bis 89 Jahren (mittleres Alter 69,0 ± 9,62 Jahre). Die Indikationen der intraoperativen Spender (n=70) waren epiretinale Gliose (39/70), Makulaforamen (18/70), Ablatio retinae (9/70), vitreomakuläre Traktion (2/70), rubeotisches Sekundärglaukom (1/70) sowie IOL-Subluxation (1/70). Mit zunehmendem Alter kommt es zu einer fortschreitenden Verflüssigung des Glaskörpers, die mit strukturellen und kompositorischen Veränderungen einhergeht. Hyaluronsäure und Kollagenfasern reorganisieren sich, wobei die ursprünglich fein und homogen verteilten Kollagenfibrillen zu dickeren Strukturen und Aggregaten zusammenlagern. Mit der zunehmenden Separation der Hyaluronsäure vom Gelnetzwerk sinkt der Anteil gebundenen Wassers von 25,2% auf 15,7%, während der Anteil freien Wassers von 74,6% auf 84,3% steigt. Diese Prozesse führen zu einer Abnahme des Gelvolumens um 54,4% und des Gelgewichts um 53,5% bei gleichzeitiger Zunahme des flüssigen Anteils. Darüber hinaus zeigt sich eine altersabhängige Erhöhung des pH-Wertes von pH 6 auf bis zu pH 8 sowie eine vermehrte Akkumulation von Proteinen im Glaskörper von 3,84 µg/mL auf 22,9 µg/mL. Die zunehmende strukturelle Inhomogenität wirkt sich ebenfalls auf die optischen Eigenschaften aus: Während die Lichttransmission abnimmt, nehmen Brechungs- und Streulichteffekte zu.

Schlussfolgerung: Die altersbedingte Degeneration des Glaskörpers ist mit messbaren Veränderungen seiner physikochemischen und optischen Eigenschaften verbunden. Diese und weitere Befunde liefern eine experimentelle Grundlage für das Verständnis altersassoziierter Veränderungen der vitreoretinalen Grenzfläche und können zur Weiterentwicklung diagnostischer Ansätze sowie zukünftiger Glaskörperersatzmaterialien beitragen.