Der Pupillenreflex

Der Pupillenreflex beschreibt die unwillkürliche Anpassung des Auges an sich verändernde Lichtverhältnisse. Dabei ändert sich die Weite der Pupille reflektorisch bei einfallendem Licht.

• Ist die Umgebung sehr hell dann ist der Lichtreiz dementsprechend hoch und der Pupillendurchmesser verkleinert sich (Miosis).
• Ist der Lichtreiz klein, also bei dunklen Verhältnissen, weitet sich die Pupille (Mydriasis).

Dieser Reflex wird durch den Parasympathikus des zentralen Nervensystems gesteuert und spielt eine wichtige Rolle für die Sehschärfe und für den Schutz der Netzhaut. 

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Der Pupillenreflex dient der schnellen Anpassung des Auges an die vorherrschenden Lichtverhältnisse. Sobald ein Mensch aus dem Dunklen in das Helle kommt, ist dieser zuerst geblendet und kann seine Umgebung nur begrenzt wahrnehmen. Anders herum nimmt man seine Umgebung im Dunklen sehr schlecht wahr, wenn man aus einem hellen Umfeld kommt.
Damit dieser Zustand nicht von langer Dauer ist, haben sich im Laufe der Evolution verschiedene Anpassungsmechanismen entwickelt, die es Menschen erlauben auf veränderte Lichtverhältnisse schnell zu reagieren. Von diesen Anpassungsmechanismen ist der Pupillenreflex der schnellste.

Außerdem dient der Pupillenreflex dem Schutz der Netzhaut. Bei starkem Lichteinfall kann es zu Schmerzen im Bereich der Augen kommen. Darauf reagiert der Körper mit einer Verengung der Pupille. Durch diese Verengung wird die Lichtmenge, die die Netzhaut erreicht, stark verringert. Dieser natürlicher Schutzmechanismus verringert die Schmerzen und die Gefahr einer Schädigung der Netzhaut.

Wie jeder Reflex weist auch der Pupillenreflex eine Reflexbogen auf, der aus einem dem Gehirn zuführenden Anteil und einen vom Gehirn wegführenden Anteil besteht. An dem Ablauf des Pupillenreflexes sind eine relativ große Anzahl an anatomischen Strukturen beteiligt. Dies umfasst neben Nerven auch die Muskulatur des Auges.

Grob formuliert wird bei starkem Lichteinfall die Pupille verengt, damit die einfallende Lichtmenge verringert wird. Der starke Lichteinfall wird auf der Netzhaut in elektrische Impulse umgewandelt und über den Sehnerv weiter gen zentrales Nervensystem weitergeleitet. Die wahrnehmenden Strukturen des Augen werden als Stäbchen und Zapfen bezeichnet. Diese Zellen sind die Sinneszellen des Auges und haben unterschiedliche Aufgaben.
Die Stäbchen sind primär für die Wahrnehmung des Hell-Dunkel-Sehens zuständig und somit im Vergleich zu den Zapfen wichtiger für den Pupillenreflex. In diesen Zellen findet die Umwandlung in elektrische Signale statt. Bevor die Signale den Sehnerven erreichen, werden sie durch zwischengeschaltete Zellen gebündelt und verarbeitet. Dies steigert die Sensitivität. Diese zwischengeschalteten Zellen sind an den Sehnerven angeschlossen und geben die Signale gebündelt weiter.
Die Nervenzellen des Sehnervs folgen nun verschiedenen anatomischen Strukturen bis in den Hirnstamm. Hier befindet sich ein Areal, welches die ankommenden Signale verarbeitet und anschließend weiterleitet. Ein Teil wird bis in das Großhirn weitergeleitet. Jener Teil ist allerdings von keiner Bedeutung für den Pupillenreflex.
Der bisher beschriebene Teil des Reflexbogens wird dem zum Gehirn hinführenden Anteil zugeordnet.

In dem Areal des Hirnstamms, der Area praetectalis, beginnt der zweite Teil des Reflexbogens. Je nach Lichtverhältnissen werden Signale über einen der beiden Anteile des vegetativen Nervensystems zurück an das Auge gesendet. Diese Signale werden entweder über einen Hirnnerven, den Nervus oculomotorius, oder andere Nervenfasern geleitet.
Bei starken Lichtverhältnissen erreichen die Signale einen Muskel, der zur Verengung der Pupille führen. Bei schwachen Lichtverhältnissen erreichen die Signale einen Muskel, der zu einer Erweiterung der Pupille führt.

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Die Untersuchung des Pupillenreflexes gehört zu den Standarduntersuchungen in der Neurologie. Der Pupillenreflex kann mittels einer Taschenlampenuntersuchung getestet werden.

Dabei wird in ein Auge geleuchtet und die Reaktion beider Augen untersucht.

• Durch den Einfall des Taschenlampenlichts verkleinern sich die Pupillen, man spricht von einer direkten Pupillenreaktion. Durch Verschaltungen im Sehnerv reagiert bei gesunden Verhältnissen jedoch nicht nur das beleuchtete Auge, sondern auch das auf der Gegenseite mit einer Verengung der Pupillen. Man spricht dabei von einer konsensuellen oder indirekten Pupillenreaktion. Dabei sollten beide Augen die gleiche Weite aufweisen, man bezeichnet dies als isokor.

Kommt es zu Abweichungen spricht man von einer Anisokorie. Normalerweise prüft der Arzt bei der Untersuchung jedes Auge einzeln, dh. jeweils das angeleuchtete Auge wird auf die direkte Pupillenreaktion geprüft und das nicht beleuchtete Auge auf die konsensuelle Reaktion. Oftmals wird eine Hand zwischen die Augen gehalten, damit das andere Auge auch kein Licht von der Taschenlampe bekommt.

Bei Störungen des Pupillenreflexes unterscheidet man zwischen Schädigungen, die den afferenten Schenkel betreffen, also die Nerven die Informationen von der Netzhaut zum Gehirn weiterleiten, von denen, die den efferenten Schenkel betreffen, also Informationen vom Gehirn zu den Augenmuskeln tragen.

• Schädigungen des afferenten Schenkels betreffen meistens Teile des Sehnervs (Nervus opticus). Bei der Untersuchung kann man eine gestörte direkte Pupillenreaktion feststellen, dh. bei Beleuchtung des betroffenen Auges kommt es zu keiner Pupillenverengung, während es bei Beleuchtung des gesunden Auges in beiden zu einer Verengung kommt. Ursachen dafür können Verletzungen, Entzündungen oder Tumore im Bereich des Sehnervs sein, aber auch Hirnblutungen und Multiple Sklerose.
• Schädigungen des efferenten Schenkels betreffen den motorischen Nerv, der für die Innervation der für die Pupillenreaktion verantwortlichen Muskeln zuständig ist (Nervus oculomotorius). Eine Störung in diesem Bereich macht sich in einer fehlenden direkten oder konsensuellen Pupillenreaktion im betroffenen Auge bemerkbar. Ursachen dafür können Entzündungen, Verletzungen oder Tumore im Bereich des Nervus oculomotorius sein, aber auch Sauerstoffmangel.

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Drogen und andere Medikamente entfalten ihre Wirkung durch Hemmung oder Aktivierung von sympathischen oder parasympathischen Nerven im ZNS. Die Pupillenreaktion wird ebenfalls über solche Fasern innerviert.

Während der Sympathikus zu einer Weitstellung (Mydriasis) der Pupille führt, kommt es bei Aktivierung des Parasympathikus zu einer Verengung (Miosis) der Pupille.

• Drogen wie Opiate und Nikotin aktivieren den Parasympathikus. Dadurch lösen sie im Körper unter anderem Entspannung, Angstlösung und Schmerzlinderung aus. Zudem führen sie aber auch zu einer Verengung der Pupille. Bei einer Überdosis von Opiaten haben die Patienten häufig eine maximal kleine Pupille, weshalb man auch von einer stecknadelgroßen Pupille spricht.
• Andere Medikamente, wie Amphetamine, Speed, Ecstasy, Kokain etc. führen zu einer Aktivierung des Sympathikus. Die Rauschwirkung macht sich in einer vermehrten Euphorie, erhöhte Konzentration, gesteigertes Selbstbewusstsein, Libidosteigerung etc. bemerkbar. Nebenwirkungen sind unter anderem eine Weitstellung der Pupillen, was häufig bei polizeilichen Kontrollen sehr schnell auffällig ist.

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Bei der Multiplen Sklerose handelt es sich um eine chronisch-entzündliche Erkrankung des zentralen Nervensystems, bei der es zu einem Abbau der Myelinscheiden in den Nerven kommt. Die Symptome sind dabei sehr vielfältig und die Ursachen bis heute nicht gänzlich geklärt. Man nimmt jedoch an, dass es durch die Demyelinisierung der Nervenfasern bei der MS zu Schädigungen im Bereich des afferenten Schenkels, also des Nervus opticus, kommt.

• Diese Schädigung macht sich durch das Fehlen der direkten Pupillenreaktion am betroffenen Auge bemerkbar.
• Die konsensuelle Pupillenreaktion beim beleuchteten, kontralateralen Auge bleibt jedoch bestehen.

Häufig ist eine Schädigung des Pupillenreflexes nicht das einzige Symptom von MS-Patienten, in der Regel leiden sie im Verlauf auch unter Doppelbildern aufgrund von Augenmuskelparesen und anderen Sehstörungen.

Der Begriff Konvergenzreaktion beschreibt den reflektorischen Vorgang des Auges bei Änderung des Fokus von der Ferne auf einen nahen Gegenstand. Dabei kommt es einerseits zur Konvergenzbewegung der Augen. Dies bedeutet, dass die Pupillen beider Augen zur Mittellinie des Kopfes gerichtet werden. Andererseits wird eine Verengung der Pupillen eingeleitet, wodurch die einfallende Lichtmenge reguliert wird.
Weiterhin kommt es durch Muskelaktivität zu einer Änderung der Linsenform. Dies alles führt zu einem besseren Sehen von Gegenständen in der Nähe.

Der indirekte oder konsensuelle Pupillenreflex beschreibt die Reaktion des einen Auges auf die Beleuchtung des Auges auf der Gegenseite. Wird das eine Auge mittels einer Taschenlampe beleuchtet, kommt es bei gesunden Verhältnissen sowohl beim beleuchteten als auch beim nicht beleuchteten Auge zu einer Verengung der Pupillen.

Dies ist einer Verschaltung im Sehnerv zu verdanken, bei der im sogenannten Chiasma opticum Fasern des einen Auges auf die Gegenseite kreuzen. Somit erhält jede Seite des zuständigen Hirnstammgebietes die Informationen von beiden Augen. Demnach kommt es bei einem Lichtreizung zu einer konsensuellen Reaktion.