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Bei den Augenmuskeln der Säugetiere unterscheidet man in Abhängigkeit von ihrer Funktion und Lage die inneren von den äußeren Augenmuskeln, ergänzt um einen weiteren Muskel, der für die Hebung des Augenlids zuständig ist. Letztere zählen zu den so genannten Anhangsorganen des Auges. Während die inneren Augenmuskeln für bestimmte regulatorische Funktionen im Innern des Auges zuständig sind, übernehmen die äußeren Augenmuskeln die Motorik der Augäpfel in Form von so genannten gleichsinnigen (Versionen), gegensinnigen (Vergenzen) und jeweils einseitigen (Duktionen) Bewegungen.
Inhaltsverzeichnis |
Die äußeren Augenmuskeln bewirken die Drehbewegungen der Augen in alle Richtungen und sorgen hinsichtlich ihrer Stellung zueinander für ein stabiles Gleichgewicht. Ihr komplexes Zusammenspiel lässt sich mit dem mechanischen Wirkungsprinzip von Hebel und Rolle vergleichen. Es ermöglicht sowohl bewusste Blickbewegungen, als auch unbewusste Ausgleichsbewegungen, die das Gesichtsfeld bei Veränderungen der Kopfhaltung stabilisieren.
Es gibt fünf gerade (vier beim Menschen) und zwei schräge Augenmuskeln. Bis auf einen entspringen sie alle in der Spitze der knöchernen Augenhöhle (Orbita) am Anulus tendineus communis („gemeinsamer Sehnenring“), bilden so auf ihrem Verlauf nach vorn einen Konus und setzen an der Sclera des Augapfels an. Lediglich der Musculus obliquus inferior hat seinen Ursprung vorn unten an der nasenseitigen Augenhöhlenwand.
Die anatomischen Verhältnisse der Augenhöhlen und der Verlauf der Augenmuskeln bewirken, dass sie sich über eine bestimmte Strecke hinweg an den Bulbus anschmiegen. Diese Strecke wird Abrollstrecke genannt und ist definiert durch den Ansatzpunkt des Muskels am Auge und den so genannten Tangentialpunkt, an dem der Muskel den Augapfel tangential verlässt. Die Abrollstrecken der einzelnen Muskeln sind unterschiedlich lang.
Die äußeren Augenmuskeln bestehen aus quergestreifter Muskulatur, bei der zwei Fasertypen unterschieden werden, die über eine unterschiedliche Nervenversorgung (Innervation) in Bezug auf die relative Anzahl der Nervenendigungen und deren Anordnung verfügen. Muskelfasern vom Fibrillenstrukturtyp (A-Fasern, dicke Muskelfasern) weisen große Endplatten und dicke Nerven auf und sind einfach innerviert. Sie dienen in erster Linie schnellen, phasischen Augenbewegungen (fast fibers). Die Muskelfasern vom Felderstrukturtyp (B-Fasern, dünne Muskelfasern) werden von dünnen Nervenfasern multipel innerviert und sind für die tonischen Bewegungsabläufe zuständig (slow fibers). Neuere ultrastrukturelle Untersuchungen ermöglichen sogar Unterscheidungen von 5 bis 6 verschiedenen Fasertypen, die man zwei Gruppen zuordnen kann und die als orbitale und bulbäre Faserschicht bezeichnet werden. Dieser Muskelaufbau unterscheidet deshalb die Augenmuskeln ganz wesentlich von den anderen Muskeln im menschlichen Körper. [1]
Im mittleren Drittel beträgt die durchschnittliche Breite der geraden Augenmuskeln 6–9 mm und die Dicke etwa 3 mm. Die Gesamtlängen der Muskeln sind sehr unterschiedlich. Die reine Muskellänge beträgt zwischen 30 mm (Mm. obliqui) und 39 mm (M. rectus inferior), während die Sehnenlängen deutlich stärker differieren. Sie beträgt zwischen 0–2 mm beim M. obliquus inferior und 25–30 mm beim M. obliquus superior.
Die äußeren Augenmuskeln werden von drei Hirnnerven motorisch versorgt: dem III. (Nervus oculomotorius), dem IV. (Nervus trochlearis) und dem VI. Hirnnerv (Nervus abducens). Sie unterliegen einer ständigen Innervation, welche auch im Schlaf niemals vollkommen erlahmt. Bereits bei ruhigem Blick geradeaus (Primärposition) stehen die Muskeln unter einer Spannung von 5–10 g. Experimentelle Muskelkraftmessungen haben gezeigt, dass die Kraft eines Augenmuskels auf bis zu 100 g ansteigen kann, ohne dass subjektive Beschwerden oder Ermüdungserscheinungen auftreten.
Die Exkursionsfähigkeit des Auges, also das Ausmaß seiner Bewegungen in alle Blickrichtungen, wird in der Regel in Grad ausgedrückt, seltener in Millimeter. Sie beträgt bei Aufblick etwa 45°, bei Blick nach rechts und links ca. 50° und bei Abblick bis zu 60°. Diese Maximalwerte werden jedoch im täglichen Leben so gut wie nicht benötigt, da entsprechend einsetzende Kopfbewegungen die Blickbewegungen unterstützen.
Der Musculus rectus superior („oberer gerader Muskel“, bei Tieren als Musculus rectus dorsalis bezeichnet und früher M. religiosus oder M. admirator – „der Bewunderer“ – genannt) entspringt am Sehnerv unter dem Musculus levator palpebrae und liegt dem Augapfel oben auf. Er setzt in schräger, zum Limbus hin konvexer Linie, am Augapfel an, so dass der Ansatz seitlich am weitesten von Limbus entfernt ist und zu etwa zwei Drittel seitlich des vertikalen Meridians liegt. Er wird vom Nervus oculomotorius innerviert. Seine Hauptfunktion besteht in der Hebung des Auges im gesamten Blickbereich. Bei mäßiger Abduktion von etwa 25° ist er ausschließlich Heber. Seine einwärtsrollende (inzyklorotatorische) Teilfunktion ist in maximaler Adduktion am höchsten, nimmt in Richtung Abduktion jedoch immer mehr ab und wandelt sich bei stärkerer Abduktion in eine auswärtsrollende (exzyklorotatorische) Teilfunktion um.
Der Musculus rectus inferior („unterer gerader Muskel“, bei Tieren als Musculus rectus ventralis bezeichnet und früher M. capucinorum genannt, weil er die Augen demütig niederschlägt) entspringt am Anulus tendineus communis und setzt an der unteren Augapfelfläche vor dem Äquator an. Wie auch beim Musculus rectus superior ist sein Ansatz gegenüber dem vertikalen Meridian zur Seite verschoben und auch seitlich am weitesten vom Limbus entfernt. Er wird vom Nervus oculomotorius innerviert. Seine Hauptfunktion ist die Senkung des Augapfels im gesamten Blickbereich. Bei mäßiger Abduktion von ca. 25° ist er ausschließlich Senker. Seine auswärtsrollende Teilfunktion ist in maximaler Adduktion am größten, nimmt in Richtung Abduktion ab und wandelt sich bei stärkerer Abduktion in eine einwärtsrollende Teilfunktion.
Der Musculus rectus medialis („innerer, nasal gelegener, gerader Muskel“, früher M. bibitorius – „der Versoffene“ genannt) entspringt am Nervus opticus (Sehnerv), zieht gerade nahe der nasenseitigen Augenhöhlenwand nach vorn und setzt in der vorderen Hälfte des Augapfels in fast senkrechter, gerader Linie zum Limbus an. Von seiner Beschaffenheit her und auch hinsichtlich seines Gewichts ist er der kräftigste Augenmuskel. Er bewegt das Auge nach innen (zur Nase hin) und kann bei starker Elevation eine leicht hebende, bei starker Depression ein leicht senkende Wirkung haben. Er wird vom Nervus oculomotorius innerviert.
Der Musculus rectus lateralis („äusserer, temporal gelegener, gerader Muskel“, früher M. indignatorius – „der Griesgrämige“ – genannt) entspringt am Sehnerv und liegt dem Augapfel seitlich auf. Er bewegt das Auge nach außen und kann bei starker Elevation eine leicht hebende, bei starker Depression ein leicht senkende Wirkung haben. Er wird vom Nervus abducens innerviert.
Der Musculus obliquus superior („oberer schräger Muskel“, bei Tieren als Musculus obliquus dorsalis bezeichnet und früher M. patheticus genannt) entspringt ebenfalls am Sehnerv. Er verläuft in der oberen, nasenseitigen Wand der Augenhöhle nach vorn und wird dann durch einen Rollknorpel, der Trochlea, in spitzem Winkel nach hinten, außen umgelenkt. Er zieht unter dem oberen geraden Muskel hindurch und setzt oben-seitlich (dorsolateral) am oberen, äußeren, hinteren Quadranten des Augapfels an. Er wird vom Nervus trochlearis innerviert. Seine Hauptfunktion ist die Senkung mit Rollung des Auges nach innen und geringer Abduktion. In Adduktion ist er reiner Senker, während sich die einwärtsollende Funktion mit zunehmender lateraler Blickwendung verstärkt.
Der Musculus obliquus inferior („unterer schräger Muskel“, bei Tieren als Musculus obliquus ventralis bezeichnet und früher zusammen mit dem M. obliquus superior auch Mm. amatorii – „Muskeln der Verliebten“ – genannt) entspringt am Tränenbein (Os lacrimale), im unteren nasenseitigen Bereich der Orbita. Er verläuft unter dem unteren geraden Muskel nach außen und inseriert ventrolateral im unteren, äußeren, hinteren Quadranten an der Sklera. Er wird vom Nervus oculomotorius innerviert. Seine Hauptfunktion ist die Rollung des Auges nach außen, sowie die Hebung in Adduktion. Hier verfügt er auch über eine gering adduzierende Teilfunktion, während er in Abduktion eine gering abduzierende Wirkung hat.
Der Musculus retractor bulbi („Zurückzieher des Auges“) fehlt dem Menschen, ist aber bei den übrigen Säugetieren ausgebildet. Er liegt manschettenartig um den Sehnerv und innerhalb der Musculi recti. Er besitzt vier funktionelle Anteile, die den Augapfel, wie die einzelnen Rectus-Anteile, bewegen und entsprechend innerviert werden.
Die Augenmuskeln verfügen in Abhängigkeit von der aktuellen Blickrichtung über verschiedene, mehr oder weniger ausgeprägte Haupt- und Teilfunktionen. Diese lassen sich grafisch anhand sogenannter Spurlinien darstellen. Es handelt sich dabei um die Bewegungskomponenten Hebung, Senkung, Linksdrehung, Rechtsdrehung, Innenrollung und Außenrollung.
 M. rectus superior |
 M. rectus inferior |
 M. rectus medialis und M. rectus lateralis |
 M. obliquus superior |
 M. obliquus inferior |
Die heutigen Kenntnisse über die Maße von Augenmuskeln, Sehnen, Ansatzabständen, sowie deren unterschiedliche Formen gehen auf Untersuchungen zurück, die teils bereits Mitte des 19. Jahrhunderts durchgeführt worden sind. Die Werte variieren altersabhängig.
| Insertionspunkt | Auge | M. rect. superior | M. rect. inferior | Lage | Auge | M. rect. medialis | M. rect. lateralis |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| medial | rechts
links |
7,48 ± 0,82
7,72 ± 0,83 |
7,29 ± 0,91
6,76 ± 0,61 |
oben | rechts
links |
7,38 ± 1,13
6,76 ± 0,83 |
8,59 ± 0,90
8,72 ± 0,76 |
| Mitte | rechts
links |
7,91 ± 0,88
7,44 ± 0,79 |
6,73 ± 0,63
6,85 ± 0,56 |
Mitte | rechts
links |
5,77 ± 0,69
5,69 ± 0,66 |
7,48 ± 0,78
7,25 ± 0,69 |
| lateral | rechts
links |
10,13 ± 0,91
9,56 ± 0,86 |
8,89 ± 0,64
9,30 ± 0,84 |
unten | rechts
links |
6,96 ± 0,76
7,32 ± 1,02 |
8,70 ± 0,76
8,06 ± 0,74 |
| Auge | M. rect. superior | M. rect. inferior | M. rect. medialis | M. rect. lateralis | |
|---|---|---|---|---|---|
| Länge* | rechts
links |
37,31 ± 3,72
37,02 ± 3,41 |
36,95 ± 2,45
37,70 ± 3,33 |
37,68 ± 3,39
37,33 ± 2,56 |
36,36 ± 3,69
35,94 ± 4,00 |
| Breite | rechts
links |
8,59 ± 1,40
7,83 ± 1,03 |
7,96 ± 1,37
7,46 ± 0,92 |
9,41 ± 1,43
9,73 ± 1,24 |
10,87 ± 1,81
10,32 ± 2,23 |
| Dicke | rechts
links |
2,23 ± 0,74
2,20 ± 0,89 |
3,87 ± 0,74
3,92 ± 0,52 |
3,80 ± 0,67
3,70 ± 0,65 |
2,87 ± 0,98
2,54 ± 0,76 |
* reine Muskellänge ohne Sehne
| Auge | M. rect. superior | M. rect. inferior | M. rect. medialis | M. rect. lateralis | |
|---|---|---|---|---|---|
| Länge | rechts
links |
4,29 ± 1,09
4,46 ± 1,16 |
4,70 ± 1,23
4,66 ± 1,39 |
3,04 ± 0,96
3,90 ± 1,30 |
7,19 ± 1,94
7,82 ± 1,37 |
| Ansatzzone,
Breite |
rechts
links |
10,43 ± 1,39
9,84 ± 1,09 |
8,59 ± 1,26
8,68 ± 0,97 |
10,30 ± 1,35
9,92 ± 1,15 |
9,57 ± 1,32
9,22 ± 1,32 |
| Muskel | Auge | vorne | hinten |
|---|---|---|---|
| M. obl. inferior | rechts
links |
18,38 ± 1,85
18,50 ± 1,74 |
27,02 ± 1,43
27,02 ± 1,86 |
| M. obl. superior | rechts
links |
16,33 ± 1,76
15,80 ± 1,53 |
23,21 ± 1,57
22,50 ± 2,18 |
| Pars longitudinalis | Bereich | Auge | Maße |
|---|---|---|---|
| Länge* | rechts
links |
37,59 ± 3,50
38,54 ± 4,04 |
|
| Breite | Trochleagegend | rechts
links |
3,38 ± 1,17
3,14 ± 0,80 |
| Mittelbezirk | rechts
links |
6,71 ± 0,93
6,50 ± 1,16 |
|
| Ursprungsgebiet | rechts
links |
4,78 ± 1,19
4,75 ± 1,35 |
|
| Dicke | Mittelbezirk | rechts
links |
2,30 ± 0,68
1,94 ± 0,78 |
| Pars obliqua | Bereich | Auge | Maße |
|---|---|---|---|
| Länge* | rechts
links |
22,12 ± 2,27
22,93 ± 3,11 |
|
| Breite | Trochleagegend | rechts
links |
2,12 ± 0,65
2,00 ± 0,47 |
| Sehneneinstrahlung | rechts
links |
9,85 ± 2,11
9,55 ± 1,72 |
|
| Dicke | Mittelbezirk | rechts
links |
1,50 ± 0,49
1,50 ± 0,41 |
* einschließlich der Sehne bis zur Trochlea (etwa 10 mm)
| Bereich | Auge | Maße | |
|---|---|---|---|
| Länge* | rechts
links |
31,46 ± 4,12
30,92 ± 3,15 |
|
| Breite | Ursprungsgebiet | rechts
links |
3,81 ± 1,10
3,65 ± 0,91 |
| Mittelbezirk | rechts
links |
7,50 ± 0,86
7,13 ± 0,71 |
|
| Sehneneinstrahlung | rechts
links |
7,14 ± 1,04
7,13 ± 0,80 |
|
| Dicke | rechts
links |
2,54 ± 0,36
2,50 ± 0,44 |
* einschließlich der Sehne
Die äußeren Augenmuskeln werden im Wesentlichen von Ästen der Arteria ophthalmica versorgt, entweder mittelbar über die Arteria lacrimalis oder unmittelbar über die Rami musculares, sowie die Arteria infraorbitalis als Ast der Arteria maxillaris. Weitere Unterarterien sind die so genannten Ziliararterien (Arteriae ciliares anteriores).
Es gibt unterschiedliche Ursachen für den Funktionsverlust eines Augenmuskels. In der Regel handelt es sich um Lähmungen, die durch Störungen der sie versorgenden Hirnnerven oder deren Kerngebiete ausgelöst werden. In Frage kommen hierbei eine Okulomotoriusparese, eine Trochlearisparese und eine Abduzensparese. Diese gehen immer mit einer Bewegungseinschränkung in die Zugrichtung des betroffenen Muskels und eine dadurch ausgelöste Einschränkung des monokularen Blickfeldes einher. Sie äußern sich weiter in einer Schielstellung und der Wahrnehmung von Doppelbildern. Erworbene Paresen sind dabei wesentlich häufiger als angeborene.
Prinzipiell muss ein Schielen jedoch nicht das Ergebnis einer verminderten Kraftentfaltung und reduzierten Funktion eines Muskels sein. Als Bilanzgröße aus der Zugkraft von Agonisten und gleichseitigen Antagonisten, sowie gegenseitigen Synergisten und Antagonisten ist ein Schielen das Ergebnis vieler Einflüsse. So führt auch eine Überfunktion eines Muskels zu einem Schielwinkel. Dies bedeutet nicht, dass er deshalb mehr Kraft aufwenden würde als ein „normaler“ Muskel, sondern dass er im Verhältnis zu seinem Antagonisten überwiegt. Auch eine Unterfunktion muss deshalb nicht zwangsläufig paretischen Ursprungs sein, sondern kann auch eine relative Unterlegenheit gegenüber einer antagonistischen Kraft ausdrücken. Demnach ist die Zugkraft der Augenmuskeln bei einem nichtparetischen Schielen gleich groß, das Gleichgewicht zwischen Agonist und Antagonist hält jedoch keine so genannte Parallelstellung, sondern eine Schielstellung aufrecht.
Läsionen der supranukleären Blickzentren führen nicht zu Ausfällen einzelner Muskeln, sondern zu Störungen von koordinierten Blickzielbewegungen und zu Augenzittern (Nystagmus).
Eine weitere Ursache für einen Funktionsverlust können Störungen der Reizübertragung von Nerv zu Muskelfasern darstellen. Die Myasthenia gravis ist eine der bekanntesten Krankheitsformen dieser Art. Ebenso sind Funktionsverluste durch Entzündungsprozesse, sowie Schädigungen des Muskels und dessen Gewebe selbst möglich. Ein Beispiel hierfür stellt die endokrine Orbitopathie beim Morbus Basedow dar. Mechanisch bedingte Einschränkungen kommen zudem beispielsweise bei der Orbitabodenfraktur vor.
Behandlungsmöglichkeiten von Augenmuskelgleichgewichtsstörungen finden sich in Form von konservativen und operativen Maßnahmen. Konservative Möglichkeiten bieten insbesondere orthoptische Übungsbehandlungen zur Schulung der motorischen Fusionsfähigkeit. Prismenbrillen können der Korrektur von latenten oder manifesten Schielerkrankungen dienen, ohne diese jedoch zu reduzieren oder gar zu beseitigen. Hierfür wird in bestimmten Fällen das hochwirksame Nervengift Botulinumtoxin verwendet[2]. Operative Interventionen dienen der Korrektur von Schielen, Augenzittern (Nystagmus) und okulär bedingten Kopfzwangshaltungen. Ihre Anwendung erfolgt auf der Grundlage folgender Prinzipien:
Erkrankungen der Augenmuskeln können in Abhängigkeit vom vorliegenden Krankheitsbild auch medikamentöse Therapien notwendig machen, beispielsweise bei Entzündungsprozessen. Neurologisch bedingte Störungen erfordern in erster Linie die Behandlung der Grunderkrankung.[3] Erst nach etwa 6-8 Monaten sollte bei Augenmuskellähmungen eine operative Therapie in Betracht gezogen werden.
Der Musculus levator palpebrae superioris verläuft über dem Musculus rectus superior und ist der Lidheber. Er führt agonistische Bewegungen mit dem Musculus rectus superior aus, sodass sich das Lid beim Aufblick hebt und beim Abblick senkt. Er wird ebenfalls vom III. Hirnnerv, dem Nervus oculomotorius, innerviert und zwar von seinem kleineren Endast, dem Ramus superior. Sein Funktionsverlust führt zu einem teilweisen oder vollständigen Herabhängen des Oberlides (Ptosis).
Die inneren Augenmuskeln bestehen aus glatter Muskulatur und werden vom vegetativen Nervensystem gesteuert.
Der Musculus sphincter pupillae (auch M. constrictor pupillae) hat die Funktion, die Pupillen zu verengen (Adaptation). Er wird von parasympathischen Fasern des Edinger-Westphal-Kerns (Nc. accessorius n. occulomotorii, Kern des III. Hirnnervs) gesteuert, die im Ganglion ciliare vom prä- auf das postganglionäre Neuron verschaltet werden und als Nn. ciliares breves die Sklera des Auges durchbrechen.
Der Musculus dilatator pupillae dient als Antagonist des Musculus sphincter pupillae der Pupillenerweiterung. Er wird von sympathischen Fasern aus dem Ganglion cervicale superius des Grenzstrangs innerviert, die ebenfalls durch das Ganglion ciliare ziehen, ohne dort jedoch verschaltet zu werden.
Der Musculus ciliaris ist Teil des Ziliarkörpers und dient der dynamischen Anpassung (Akkommodation) des Auges an verschiedene Objektentfernungen. Er besteht aus zwei unterschiedlich verlaufenden Anteilen, die durch den Müllerschen Muskel mit seinen ringförmigen Fasern und den Brückschen Muskel mit meridional gerichteten Fasern repräsentiert werden. Der Müllersche Muskel wird durch parasympathische Fasern des Nervus oculomotorius innerviert und bewirkt die Nahakkommodation, während der sympathisch versorgte Brücksche Muskel einen geringen Beitrag zur Ferneinstellung des Auges leistet (Doppelinnervation).
Die äußeren Augenmuskeln der Vögel verhalten sich ähnlich wie die der Säugetiere, der Musculus retractor bulbi fehlt. Vögel können beide Augäpfel unabhängig voneinander bewegen. Allerdings ist die Größe ihres monokularen Blickfeldes zumeist sehr gering. Sie beträgt bei Eulen nur etwa 2°. Diese Einschränkung wird durch die starke Beweglichkeit des Kopfes und Halses ausgeglichen. Zudem besitzen Vögel zwei Muskeln zur Bewegung der Nickhaut: Musculus quadratus membranae nicitantis und Musculus pyramidalis membranae nicitantis.[4]
Im Gegensatz zu denen der Säugetiere bestehen die inneren Augenmuskeln der Vögel aus quergestreifter Muskulatur. Der Ziliarmuskel ist in zwei Anteile gegliedert: Musculus ciliaris anterior und Musculus ciliaris posterior. Der M. ciliaris anterior verkleinert bei Kontraktion den Krümmungsradius der Hornhaut, der M. ciliaris posterior verengt den Durchmesser des Ziliarkörpers und komprimiert die Augenlinse. Der Anteil der beiden Muskeln an der Akkommodation variiert innerhalb der Vogelwelt. Im Grundsatz gilt, dass tagaktive Vögel eher mittels Veränderung der Hornhautkrümmung akkommodieren, nachtaktive mit Hilfe des Ziliarkörpers und der elastischen Linse. Die beiden Pupillenmuskeln in der Iris sind ebenfalls quergestreift und reagieren daher nicht auf die in der Augenheilkunde üblichen Mittel zur Pupillenerweiterung und Ausschaltung der Akkommodation, wie zum Beispiel Atropin.[4]
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