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Sauerstoffnot im visuellen System

Tübingen: Augenforschung auf 4.500 Metern

Wie reagiert das Auge auf Sauerstoffmangel? Tübinger Augenforscher wollen das ganz genau wissen. Sie machten in den Alpen die bisher aufwendigste Untersuchung dazu - unter extremen Bedingungen.

19.11.2010
  • RAIMUND WEIBLE

Stürmisch und kalt war es an diesem Tag Ende August, und es fiel Schnee. Für den bergerfahrenen Christian Faller jedoch erträgliche Bedingungen, und technisch, sagt er, sei die Tour problemlos gewesen. Auch wenn es vorbei an Gletscherspalten ging. Doch am Ziel fingen die Schwierigkeiten an. Übelkeit und Kopfweh stellten sich noch am Abend ein. "Am schlechtesten ging es mir am nächsten Morgen", erinnert sich der 33-jährige Alpinist aus dem Schwarzwald. Zwei Tage und drei Nächte war Faller oben auf der Signalkuppe, mit 4554 Meter der vierthöchste Schweizer Alpengipfel. In der Zeit, so Faller, "habe ich mich nie richtig fit gefühlt". Einer Kameradin erging es schlimmer. Sie erbrach sich jeden Tag.

Aber was mutet man sich nicht alles zu im Dienste der Wissenschaft. Die Hochgebirgstour war kein gewöhnlicher Bergtrip - Faller absolvierte sie als Testperson für Tübinger Augenforscher. Belohnt für die Mühe wurden er und die anderen Probanden durch die herrliche Aussicht, die sich von der Berghütte "Capanna Regina Margherita" aus bietet. Die Signalkuppe, auf der sie steht, ist ein Gipfel im Monte-Rosa-Massiv. Der Anblick des Matterhorns im Morgenlicht wird Faller nie vergessen.

Gut 300 Bergsteiger hatten sich um die Teilnahme an der Studie beworben. Die Augenärzte wählten 18 von ihnen aus. Gute Kondition und das Beherrschen alpinistischer Technik wurden vorausgesetzt. Aber die Testpersonen mussten sich auch dazu verpflichten, zwei Wochen vor dem Hüttenaufenthalt keine Höhentour zu machen. Denn sie sollten die Tests ohne Akklimatisierung bestreiten. Bis auf ein paar kleinere Ausflüge mussten Faller und seine Kameraden in der kargen Hütte bleiben. Zudem mussten sie für eine jeweils ganztägige Vor- und Nachuntersuchung in der Tübinger Klinik zur Verfügung zu stehen.

Die Margherita ist keine gemütliche Berghütte. Es gibt kein fließendes Wasser, die Raumtemperaturen liegen zwischen 12 und 18 Grad. Statt der Arztkittel streiften die Augenärzte Gabriel Willmann, Andreas Schatz, Dominik Fischer, Florian Gekeler und der Internist Kai Schommer die Fleecejacke über. Die Hütte wurde hauptsächlich aus wissenschaftlichen Gründen gebaut. Die Capanna ist heute zugleich Bergsteigerunterkunft, Wetterstation und wissenschaftliches Observatorium. Mediziner erforschen hier, wie der menschliche Organismus auf den Sauerstoffmangel, den niedrigen Luftdruck und die ganzen Rahmenbedingungen einer Höhenbergfahrt reagiert.

Ende August und Anfang September waren die Tübinger Augenmediziner an der Reihe. Sie wollten erforschen, wie sich Sauerstoffarmut auf das visuelle System auswirkt. Dazu gibt es Studien. "Aber es konnten noch nie ausgezeichnete Geräte eingesetzt werden", sagt Gekeler.

Ziel des Teams von der Tübinger Universitäts-Augenklinik war es, ermittelte Werte mit den vorher und nachher im Tal erhobenen zu vergleichen. Außerdem plante es Experimente, die in so großer Höhe bisher noch keiner gemacht hatte. Für die Studie eignete sich die Hütte gut. Sie liegt hoch genug, dass sich bei den Versuchspersonen physiologische Veränderungen zeigen. Aber eben nicht zu hoch, sodass die Probanden keinen ernsthaften gesundheitlichen Risiken ausgesetzt werden. Wie sich hinterher zeigte, bildeten sich die Veränderungen nach dem Abstieg wieder zurück.

Willmann leitet das Projekt zusammen mit seinem Chef Gekeler. Sie haben es THAO genannt - für "Tübingen High Altitude Ophtalmology". Vor ihren Tests stellten sie ein mobiles Labor im Wert von fast einer Million Euro zusammen, für das sie erst Sponsoren gewinnen mussten. Ein Helikopter hievte dann die 1,2 Tonnen schweren Spezialgeräte von Zermatt auf den Gipfel. Ein Raum der Hütte wurde zum Augenklinik-Labor umgebaut.

Nur Ärzte mit Bergerfahrung machten mit. Gekeler bestieg 2009 den höchsten Vulkan der Erde, den 6893 Meter hohen Ojos del Salado in den Anden. Der 33-jährige Gabriel Willmann unterwarf sich für eine Messung zum Farbensehen den Strapazen einer Mount-Everest-Tour. Er schleppte einen Rucksack mit Labormäusen bis auf 8500 Meter Höhe.

Um sechs Uhr morgens begann in der Capanna der Testbetrieb. Die Doktoren untersuchten sich erst mal selbst und widmeten sich anschließend den Probanden. Sie maßen den Blutdruck, prüften die Sauerstoffsättigung des Bluts, zapften Blut ab für Genanalysen. Bei einem Test mussten die Probanden mit erhobenen Armen eine Linie entlang gehen. Nach dem spartanischen Frühstück ging das Programm erst richtig los. Jeder der Versuchspersonen ließ sich das Auge mit der Spaltlampe untersuchen, jener Stereolupe, mit der sich fast alle Abschnitte des Auges inspizieren lassen, bis hin zur Netzhaut.

Ergänzt wurde die Untersuchung durch bildgebende Verfahren. Mit dem Perimeter untersuchten die Ärzte das Gesichtsfeld, mit computergesteuerten Farbmessgeräten das Farbensehen. Zeitlich sehr aufwendig war das Elektroretingramm (ERG). Damit maßen die Ärzte die elektrischen Ströme der Stäbchen und Zapfen und erhielten Angaben zur Funktion der Rezeptoren.

Die Tests ergaben: Keinen ließ die Höhe unbeeinflusst. Blutungen in der Netzhaut, Schwellungen in den Gefäßen und Farbsehstörungen stellten die Augenärzte fest. Der Tränenfilm erwies sich auf dem Dach Europas als extrem verändert. Fast alle Probanden litten an trockenen Augen. Der Mediziner Schatz: "Für Kontaktlinsenträger ist das sehr unangenehm." Auch das Farbensehen änderte sich. Schon seit langem ist bekannt, dass das Erkennen der Farbe Blau bei Sauerstoffmangel nachlässt - deswegen dürfen die Anzeigen in Flugzeug-Cockpits nicht blau sein.

Besonders eindrucksvolle Bilder gelangen den Augenmedizinern von Leckagen an Blutgefäßen. Dort trat unter dem Einfluss der großen Höhe Blutflüssigkeit aus. Davon waren die meisten betroffen. Fischer: "Nur vier wiesen keine Leckagen auf." Die Wirkung von Sauerstoffmangel hat für die Medizin wachsende Bedeutung. Nicht nur, weil sich Millionen von Menschen bei Bergtouren und Trekkingreisen in allen Regionen der Erde den Risiken großer Höhe aussetzen. Auch andere medizinische Probleme entstehen durch Sauerstoffmangel. Viele Menschen, die an Diabetes mellitus oder Arteriosklerose leiden, erleben Schädigungen der Netzhaut als Folge von Sauerstoffmangel. So erhoffen sich die Tübinger Mediziner von ihrer Studie auch zahlreiche Erkenntnisse für den Klinikalltag.

Tübingen: Augenforschung auf 4.500 Metern
Wie wirkt sich Sauerstoffmangel auf die Augen aus? Dieser Frage gingen Tübinger Forscher nach. Foto: istockphoto

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19.11.2010, 12:00 Uhr
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