Emmetropisierung – Wie das Auge seine Größe regelt

Das kurzsichtige Auge ist weder krank noch funktioniert es falsch oder schlecht. Es weicht aus diversen Gründen lediglich von der Normalentwicklung ab. Welche Mechanismen das Größenwachstum des Auges steuern und wie das normalsichtige (emmetrope) Auge seine Form entwickelt, darum geht es hier.

Das ist optionale Info! Du musst nichts hiervon verstehen, um deine Kurzsichtigkeit umkehren zu können. Trotzdem hilft es sehr, wenn man die Biologie hinter der Entwicklung des Auges verstehen lernt.

Größenanpassung von Organen

Der Körper besitzt die Fähigkeit, die Größe und Form von Organen und Körperteilen, je nachdem was gebraucht wird, anzupassen.1 Entfernt man einen Teil der Leber aus Ratten, so bildet sich die ursprüngliche Größe innerhalb weniger Tage wieder zurück.2 Bei Schlangen, die nur gelegentlich essen, nimmt die Größe von Herz, Leber und Nieren nach einer Mahlzeit um das zwei- bis dreifache zu und nimmt nach der Verdauung wieder ab.3 Genauso gibt es Mechanismen, die die Größe des Augapfels steuern.

Erzeugung eines scharfen Bildes

Um ein scharfes Bild im Auge zu erzeugen, gibt es zwei Wege:

  1. Größenanpassung des Auges
  2. Akkomodation (Fokussierung)

In den meisten Fällen von Kurzsichtigkeit ist ein zu langer Augapfel die Ursache.4 Das Auge weicht aus diversen Gründen von der Normalentwicklung ab.5 Es passt seine Größe also nicht gut genug an. Die zusätzliche Möglichkeit, die die Akkomodation bietet, reicht nicht aus, um den zu langen Augapfel zu kompensieren. Das Bild ist unscharf.

Größenanpassung des Auges

Alle bisher untersuchten Spezies (einschließlich dem Menschen) kommen entweder kurz- oder weitsichtig zur Welt und entwickeln erst im späteren Verlauf Normalsichtigkeit durch eine Größenanpassung des Auges (Emmetropisierung).6 Studien an Hühnern7, Affen und Fischen zeigen:

Das Sehen bestimmt das Wachstum des Auges.

Legt man den Hühnern Plus-Linsen an, wird das Auge nach einer Zeit kürzer und die Hühner können (mit den Plus-Linsen) wieder normal sehen. Entfernt man die Linsen, passt sich die Größe des Auges wieder so an, dass das Huhn normalsichtig wird. Einen analogen Effekt beobachtet man auch mit Minus-Linsen.

Deckt man nur eine Hälfte des Auges mit einer Linse ab, passt sich sogar nur ein Teil des Auges in seiner Größe an.8 Erstaunlich! So weit geht die Anpassungsfähigkeit des Auges.

Das Auge regelt seine Größe also, je nach Umständen so, dass es (nach einer Zeit) wieder normalsichtig ist. Was und wie wir sehen (scharf oder unscharf), bestimmt also, wie das Auge seine Größe ändert. Das Auge hilft uns, das scharf zu sehen, was wir häufig und lange sehen.

Wie regelt das Auge seine Größe?

Auch hier gibt es im Wesentlichen zwei Mechanismen (s. Abbildung9):

  1. Anpassung der Länge des Augapfels
  2. Anpassung der Dicke der Aderhaut (choroid)
Emmetropisierung

Blau: Plus-Linse
Rot: Minus-Linse
A: Das Bild entsteht vor (blau) bzw. hinter (rot) der Netzhaut.
B: Das Auge passt sich entsprechend an.

1. Anpassung der Länge

Entsteht das Bild hinter der Netzhaut (retina), so wird der Augapfel länger. Ist das Bild vor der Netzhaut, wird der Augapfel kleiner.
Das Auge passt sich also so an, dass das Bild wieder auf die Netzhaut trifft.

2. Anpassung der Aderhaut

Der zweite Mechanismus ist die Anpassung der Dicke der Aderhaut. (Diese tritt bei Hühnern schneller ein, als die Anpassung der Länge und übernimmt sozusagen das “Feintuning”). Die Aderhaut liegt zwischen der Lederhaut (sclera, das Weiße am Auge) und der Netzhaut.

Entsteht das Bild hinter der Netzhaut, wird diese Aderhautschicht dünner. Wenn das Bild vor der Netzhaut entsteht, wird die Schicht dicker. Auch die Aderhaut passt sich also so an, dass das Auge wieder optimal sehen kann.

Das Auge passt sich an

Das Auge passt sich also an äußere visuelle Reize an und regelt seine Größe. Es sieht also, was es sehen soll. Genau diesen Mechanismus können wir also auch nutzen, um das Auge wieder dazu zu bringen, kürzer zu wachsen und somit näher an die Normalsichtigkeit zu gelangen.

Emmetropisierung

Hast du Fragen oder ist etwas unverständlich? Dann schreib mir einfach einen kurzen Kommentar. Ich freue mich, wenn ich helfen kann!

  1. Wallman, Winawer. Homeostasis of Eye Growth and the Question of Myopia. Neuron (2004)
  2. Michalopoulos, DeFrances. Liver Regeneration. Science (1997)
  3. Secor, Diamond. A vertebrate model of extreme physiological regulation. Nature (1998)
  4. Morgan, Megaw. Using Natural STOP Growth Signals to Prevent Excessive Axial Elongation and the Development of Myopia. Annals-Academy Of Medicine (2004)
  5. Schaeffel. Myopieforschung – was wissen wir heute? 29. Fielmann Akademie Kolloquium (2015)
  6. Wallman, Winawer. Homeostasis of Eye Growth and the Question of Myopia. Neuron (2004)
  7. Schaeffel et al. Accommodation, refractive error and eye growth in chickens. Vision Research (1988)
  8. Wallman, Winawer. Homeostasis of Eye Growth and the Question of Myopia. Neuron (2004)
  9. Wallman, Winawer. Homeostasis of Eye Growth and the Question of Myopia. Neuron (2004)

4 Kommentare

Füge deinen hinzu →

  1. Ich muss mir bei Gelegenheit mal die ganzen von Dir verlinkten Beiträge durchlesen. Mich interessiert vor allem die Geschwindigkeit mit der das Auge sich anpasst. Es heißt ja das man pro Jahr nur etwa 1 Dioptrie Veränderung erreichen kann. Bei einigen Tieren scheint das aber schneller zu gehen.

    Gruss Mario

    • Hey Mario,

      zur Geschwindigkeit habe ich leider bisher auch nichts aussagekräftiges finden können.
      Mein persönlicher Eindruck ist der, dass bei Tieren mit kürzerer Lebenserwartung die Anpassung schneller läuft. So dauert es z.B. bei Hühnern (Lebenserwartung bis 10 Jahre) nur wenige Tage, um 5 Dioptrien auszugleichen, bei Rhesusaffen (Lebenserwartung um die 20 Jahre) einige Wochen.
      Entsprechend geht die Anpassung beim Menschen noch langsamer.
      Das ist aber lediglich mein persönlicher Eindruck. Keine Garantie auf Richtigkeit 🙂

      Viele Grüße
      Boris

  2. Hallo

    Auch hier eine Frage. In diesem und anderen Beiträgen steht, dass sich das Auge anpasst, indem es auf Reize reagiert.

    Mal angenommen ich habe einen Affen kurzsichtig gemacht, indem ich ihm Minuslinsen vor die Augen gesetzt habe. Nun hat dieser Affe aber durch das Tagen der Minusgläser auch einen Astigmatismus bekommen und ist, naja, sagen wir mal -3 Dioptrien kurzsichtig und hat einen Astigmatismus von -1 Dioptrien. Nun nehme ich die Minusgläser weg und – so steht es in einem Beitrag “Ursachen Astigmatismus” – das Auge strebt in Richtung Normalsichtigkeit.

    Wie macht der Affe das aber? Er müsste ja theoretisch immer im Bereich von zu viel Verschwommenheit sein. Die Forscher werden ihm ja auch nicht durch immer weniger Minusgläser geholfen haben. Auch werden sie nicht gesagt haben, hören wir mal bei -0,25 Dioptrien auf, damit der Affe es schafft, ohne unsere Hilfe wieder normalsichtig zu werden. Der Affe macht ja im Prinzip nichts, weil ihm ja gar nicht bewusst ist, dass er etwas machen muss, um weniger kurzsichtig zu werden und nebenbei seinen Astigmatismus loszuwerden. Dennoch wird er weniger kurzsichtig und verringert seinen Astigmatismus.

    Ja, wir sind keine Affen. Wir gehen aber davon aus, dass es (Mechanismen der Tiere) auch bei uns funktioniert, weil es bei den Tieren so ist.

    LG
    Peter

    • Hey Peter,

      ein bewusstes Tun ist auch gar nicht notwendig. Die Mechanismen, die die Größe des Auges regulieren sind intrinsisch in der Biologie des Affen verankert. Genauso, wie er auch “nichts tun” muss, um Nährstoffe im Verdauungsprozess aus der Nahrung zu ziehen oder Sauerstoff mit seinen Lungen aus der Atemluft zu ziehen.

      Was den Affen (im Hinblick auf Kurzsichtigkeit) vom Menschen unterscheidet, ist, dass er nicht 8+ Stunden am Tag vor dem Bildschirm hockt und seine Augen eher so benutzt, wie sie gedacht sind.

      Was ein “zu viel” an Verschwommenheit ist, scheint von Tier zu Tier unterschiedlich zu sein. Ich glaube, mich erinnern zu können, dass z.B. bei Meerschweinchen erst +/- 6,00 dpt zu viel Verschwommenheit ist und das Auge reagiert nicht mehr. Beim Menschen scheint ein viel geringerer Dioptriewert schon zu viel zu sein.

      Falls es dir gelingt, eine genauere Gesetzmäßigkeit herauszufinden, wäre das eine gute Gelegenheit, einen Artikel in einem wissenschaftlichen Journal zu veröffentlichen. Ich denke, diese Fragestellung ist auch für aktuelle Forschung durchaus von Interesse.

      Viele Grüße
      Boris

Schreibe einen Kommentar