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Der Pupillenreflex

Was ist der Pupillenreflex?

Der Pupillenreflex ist die unwillkürliche, reflektorische Anpassung der Pupillenweite auf einen Lichtreiz. Bei vollkommen gesunden Personen wird der Durchmesser der Pupille bei Einfall einer großen Menge an Licht kleiner. Bei wenig Licht vergrößert sich der Durchmesser der Pupille.

Dieser Reflex hat maßgeblichen Einfluss auf die Sehschärfe und auf die Helligkeit der wahrgenommenen Gegenstände und ist somit essentiell für das Sehen. Außerdem dient der Reflex dem Schutz der Netzhaut. An dem Reflex sind mehrere Nerven wie der Sehnerv beteiligt. Außerdem spielen zwei Muskeln innerhalb des Auges eine Rolle, die die Pupillenweite regulieren.
Unter gewissen Umständen wie dem Gebrauch von Drogen kann der Pupillenreflex gemindert oder aufgehoben sein.

Wofür haben wir einen Pupillenreflex?

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 funktioniert der Pupillenreflex?

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.

Erfahren Sie hier mehr über die Funktion des Hirnstammes

Wie kann man den Pupillenreflex testen?

Da die Pupille auf verschiedene Aspekte hin getestet werden kann, gibt es mehrere Strategien zur Untersuchung des Pupillenreflexes. Gemeinsam ist allen Strategien das Maß der Weite der Pupille. Zuerst wird die Pupillenweite beider Augen im Vergleich betrachtet. Dazu sollten mittelintensive Lichtverhältnisse herrschen.
Der Normalbefund wäre, dass beide Augen dieselbe Weite aufweisen. Diesen Zustand wird isokor genannt. Geringe Abweichungen sind normal. Größere Abweichungen werden als Anisokorie bezeichnet.

Danach wird die Reaktion der Pupillen auf einen Lichteinfall betrachtet. Dafür werden die Augen zuerst abgedeckt und nach einiger Zeit stärker beleuchtet. Dabei sollten sich beide Pupillen gleich schnell verengen. Kommt es zu Abweichungen kann dies auf einen krankhaften Prozess hindeuten.

Als nächstes wird in der Regel die Naheinstellungsreaktion geprüft. Hierfür schaut man zuerst in die Ferne und dann schnell auf ein nahes Objekt. Dabei kommt es bei einem negativen Testergebnis ebenfalls zu einer gleichzeitigen Verengung der Pupille. Sollte es zu Abweichungen in der Geschwindigkeit kommen, so kann dies auf eine Erkrankung hinweisen. Dabei spricht die langsamere Verengung für eine Erkrankung des betroffenen Auges.

Als letzter Test wird der so genannte „Swinging-Flashlight-Test“ angewandt. Dabei wird ca. im Zweisekundentakt in einem abgedunkelten Raum abwechselnd ein Auge mit einer starken Lampe belichtet und die Pupillenweite begutachtet. Durch die immer vorherrschende Teilbelichtung sollte es bei gesunden Augen zu keiner Änderung der Pupillenweite kommen.

Informieren Sie sich hier rund über das Thema: Die Pupille

Welche Störung liegt vor, wenn der Pupillenreflex nicht funktioniert?

Eine nicht sachgerechte Reaktion des Auges auf Lichteinfall im Rahmen des Pupillenreflexes kann mehrere Ursachen haben. Wie bereits erörtert, gehört zum Reflexbogen ein afferenter, dem Gehirn zuführender Schenkel, und ein efferenter, vom Gehirn wegführender Schenkel.
Der afferente Schenkel wird durch den Sehnerven, den Nervus opticus gebildet. Der efferente Schenkel wird durch einen anderen Hirnnerven, den Nervus oculomotorius dargestellt. Jeder dieser beiden Schenkel kann getrennt oder in seltenen Fällen auch zusammen als Ursache in Frage kommen. Weiterhin kann es durch Schäden am Mittelhirn zu einem gestörten Pupillenreflex kommen, wenn Areale betroffen sind, die in die Sehbahn eingeschlossen sind.

Während der afferente Schenkel der Verarbeitung und der Weiterleitung des Lichtreizes dient, wird durch den vom Gehirn wegführenden Schenkel (efferente Anteil) die Pupillenweite durch die Muskulatur beeinflusst. Sollte eine Pupille vor allem im Hellen vergrößert sein, spricht dies eher für eine Verletzung des efferenten Anteils. Grund hierfür könnte beispielsweise Sauerstoffmangel sein.

Bei Schäden des zum Gehirn hinführenden Schenkels sind in der Regel beide Pupillen gleichgroß. Allerdings weist das betroffene Auge eine geringere Reaktion auf einen Lichtreiz auf. Grund hierfür kann eine Entzündung des Sehnervens sein.

Lesen Sie hier mehr zum Thema: Verletzung der Sehbahn

Wie verändert sich der Pupillenreflex bei Drogen?

Die Pupillenweite wird unter normalen Bedingungen maßgeblich durch die zwei Anteile des vegetativen Nervensystems reguliert. Ein Überwiegen des Sympathikus, des Systems, welches den Körper in erhöhte Leistungsbereitschaft versetzt, führt zu einer Pupillenerweiterung (Mydriasis). Im Gegensatz dazu führt ein Überwiegen des Parasympathikus, des Systems, welches bei Ruhe überwiegt, zu einer Pupillenverengung (Miosis).

Gewisse Drogen können zu einer gesteigerten Aktivität einer der beiden Systeme führen, wodurch die Pupillen zu großen Teilen unabhängig von den Lichtverhältnissen geweitet oder eingeengt sind. Opiate und Nikotin führt zu einer Verengung. Amphetamin und ähnliche Substanzen führen zu einer Erweiterung der Pupille.

Lesen Sie auch den Artikel: Folgen von Drogen.

Was ist die Konvergenzreaktion?

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.

Weiterführende Information

Mehr Informationen zum Thema Pupillenreflex finden Sie hier: 

Eine Übersicht aller Themen der Anatomie finden Sie unter: Anatomie A-Z

Qualitätssicherung durch: Dr. Nicolas Gumpert      |     Letzte Änderung: 17.12.2018
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