Abstract

DO.20.07

Oximetrie und zeitaufgelöste Fluoreszenz endogener Fluorophore als Biomarker für den Stoffwechselzustand

Schweitzer D.
Experimentelle Ophthalmologie, Augenklinik der FSU Jena, Jena

Während mittels OCT hervorragend okuläre Strukturen darstellbar sind, ist die objektive Erfassung von funktionellen Parametern des Gewebestoffwechsels noch Forschungsgegenstand. Es ist das Ziel, Parameter des Stoffwechsels mit Hilfe von endogenen Biomarkern sowohl global, als auch auf zellulärem Niveau zu bestimmen. Methoden: Auf der Grundlage der unterschiedlichen Extinktionsspektren von oxigeniertem (HbO₂) und von reduziertem Blut (Hb) ist die Sauerstoffsättigung (OS) des Blutes messbar. Werden gleichzeitig Arterien und Venen spaltförmig beleuchtet, so können mit einem Ophthalmo Imaging Spektrometer Reflexionswerte bei 76 Wellenlängen gemessenen werden. Diese werden durch eine Modellfunktion angepasst, die neben den spektralen Extinktionen von HbO₂ und Hb auch die Streuung im Blut berücksichtigt. Zur Beschreibung zellulärer Stoffwechselvorgänge sind die Unterschiede in den Fluoreszenzspektren der Redox Paare NADH-NAD und FADH2-FAD sowie deren unterschiedliche Fluoreszenzabklingzeiten geeignet. Im Gewebe fluoreszieren auch Lipofuszin, AGE, Porphyrine, Collagen und Elastin, die ebenfalls als funktionelle Marker nutzbar sind. Es wird eine Anordnung für Fluoreszenz Lifetime Imaging vorgestellt. Ergebnisse: Die arterielle OS ist ein Maß für das Angebot und die arterio-venöse Sättigungsdifferenz (a-vOS) kennzeichnet den Sauerstoffverbrauch im versorgten Gewebe. Mit 35% entspricht der Normwert der retinale a-vOS der Sättigungsdifferenz im Gehirn. Diese ist bei Kindern von AMD Patienten erhöht, wahrscheinlich, um aktiv die erhöhte Anreicherung von Xanthophyll zu ermöglichen. Gefäßwandveränderungen führen im Alter und auch bei Diabetes zu einer Erhöhung der venösen OS. Die Fluoreszenzlebensdauer T2 ist in der Makula von AMD Patienten nach Anregung mit ps Lasern bei tri-exponentieller Approximation verlängert. In Koagulationseffekten sind die Fluoreszenzen von neuronaler Netzhaut und von RPE bei Diabetikern reduziert; es ist die Fluoreszenz von Bindegewebe nachweisbar. Schlussfolgerung: Mit der Oximetrie wird der Gewebestoffwechsel global, mit der Fluoreszenz Lifetime auf zellulärem Niveau charakterisiert.

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