Der Nervus opticus, auch Sehnerv genannt, spielt eine zentrale Rolle in der afferenten Sehbahn. Er überträgt visuelle Informationen von der Retina im Auge zu den Sehzentren im Gehirn. Eine intakte Funktion des Nervus opticus ist essenziell für das physiologische Sehen. Schädigungen des Nervus opticus können zu erheblichen visuellen Beeinträchtigungen bis hin zur Erblindung führen.
Anatomie und Funktion der Sehbahn
Die Sehbahn, auch als [engl. visual pathway] bekannt, ist die afferente Nervenverbindung, die von der Retina (Auge) zu den Sehzentren im Gehirn führt. Die Axone der retinalen Ganglienzellen, genauer gesagt der dritten Ganglienzellen, verlassen den Bulbus oculi und verlaufen durch den Nervus opticus und den Tractus opticus. Sie enden schließlich im Corpus geniculatum laterale (im Thalamus).
Im Chiasma opticum kreuzen sich die Fasern der nasalen Retinahälften, während die Fasern der temporalen Retinahälften ungekreuzt bleiben. Interessanterweise kreuzen sich die Fasern der Foveae centrales teilweise. Die Fasern der nasalen Retinahälfte des einen Auges und der temporalen Hälfte des anderen Auges werden im Corpus geniculatum laterale über Synapsen und Neurone umgeschaltet. Die Axone dieser Neurone bilden den Tractus geniculocalcarinus (die Gratiolet’sche Sehstrahlung) und ziehen zum Okzipitallappen des Kortex, wo sich die primäre Projektionsfläche des Sehens befindet (visueller Kortex, Brodmann-Areal 17). Ausfälle in diesen Zentren können zu Rindenblindheit führen, einer totalen Blindheit bei intakter Funktion der Augen und Pupillenreflexe.
Der Verlauf der Sehbahn lässt sich wie folgt zusammenfassen:
- Licht gelangt ins Auge und trifft auf die Retina.
- Stimulation der Photorezeptoren der Retina.
- Signalweiterleitung zu den Bipolarzellen und schließlich zu den Ganglienzellen.
- Zusammenlaufen der Axone der Ganglienzellen und Bildung des N. opticus.
- Die nasalen Fasern jedes Auges kreuzen sich am Chiasma opticum und verlaufen dann mit den temporalen Fasern des Gegenauges als Tractus opticus. Die rechten nasalen Fasern verbinden sich mit den linken temporalen Fasern, und die linken nasalen Fasern verbinden sich mit den rechten temporalen Fasern.
- Die Fasern verlaufen bis zum Corpus geniculatum laterale und von dort aus zum primären visuellen Kortex des Okzipitallappens, wo die Informationsverarbeitung stattfindet.
Pupillenreaktion und ihre Bahnen
Die Pupille, anatomisch vor der Linse gelegen, wird durch die Iris gesteuert. Ihre Größe gibt Aufschluss über die Funktion des zentralen und autonomen Nervensystems. Die afferente Bahn für die Sehfunktion beginnt an der Retina, zieht durch den Tractus opticus und das Corpus geniculatum laterale und endet im visuellen Kortex.
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Der Lichtreiz wird vom Parasympathikus zum Diencephalon geleitet, während die psychosensorische Reaktion vom Sympathikus verarbeitet wird. Efferente Bahnen erzeugen die entsprechenden Reaktionen: Miosis (Pupillenverengung) bzw. Mydriasis (Pupillenerweiterung) aufgrund der parasympathischen bzw. sympathischen Innervation. Pupillenanomalien können auf Defekte in Bereichen der visuellen afferenten und efferenten Bahnen hinweisen. Die Klinik variiert mit der Pupillengröße sowie der Reaktion auf Licht und Medikamente.
Pupillenreflexbahn
- Afferente Bahn: Lichtreiz → Retina → Chiasma opticum → Tractus opticus → ipsilaterale Area pretectalis. Sie versorgt sowohl den linken als auch den rechten Edinger-Westphal-Kern.
- Efferente Bahn: Impuls von den beiden Kernen → Ganglion ciliare auf beiden Seiten → bilaterale Miosis.
Sympathische Innervation
- Neuron: Hypothalamus → Centrum ciliospinale (Rückenmarkssegmente C8-Th2)
- Neuron: Austritt aus dem Rückenmark → Ganglion cervicale superius
- Neuron: Gemeinsamer Verlauf der sympathischen Fasern des N. oculomotorius mit dem N. trigeminus → M. dilatator pupillae und M. tarsalis superior.
Physiologische Pupillenreaktion
- Helles Licht führt zu Miosis.
- Schwaches Licht stimuliert den Sympathikus, was zu einer Mydriasis führt.
Kontraktionen der Irismuskulatur
- Miosis durch den M. sphincter pupillae (zirkulär)
- Mydriasis durch den M. dilatator pupillae (radiär)
Klinische Untersuchung der Pupillenfunktion
Die Überprüfung der Afferenz mithilfe des Swinging-Flashlight-Tests setzt eine normale Beweglichkeit der Pupillen voraus, und die Dynamik der Lichtreaktion ist auch von der Pupillenausgangsweite abhängig. Daher ist der erste Schritt in der Pupillendiagnostik, eine efferente Störung auszuschließen. Beeinträchtigungen - sowohl entlang des parasympathischen Verlaufs zum Pupillensphinkter als auch im sympathischen System zum Pupillendilatator - führen jeweils zu einer Anisokorie, dem Kardinalzeichen einer efferenten Pupillenstörung.
Swinging-Flashlight-Test
Der Swinging-Flashlight-Test dient zur Überprüfung eines relativen afferenten Pupillendefekts (RAPD). In Dunkelheit wird mehrmals abwechselnd zunächst das rechte Auge und anschließend das linke Auge mit einer hellen Lichtquelle idealerweise von schräg unten beleuchtet, und die jeweilige direkte Lichtreaktion des gerade beleuchteten Auges wird beurteilt. Der Wechsel zwischen den Augen sollte zügig und auf direktem Weg erfolgen. Da die Pupillenregulation ein dynamisches System ist und gewissen Fluktuationen unterliegt, sind mehrfache Wiederholungen wichtig, um das Ergebnis zu validieren.
- Regelrechter Befund: Die direkte Lichtreaktion am rechten und linken Auge ist seitengleich.
- RAPD: Beim Wechsel auf ein Auge verengen sich die Pupillen weniger stark oder mit verminderter Konstriktionsgeschwindigkeit als bei Beleuchtung der Gegenseite, oder sie erweitern sich sogar. Dies deutet auf einen Sehnervenschaden oder einen sehr großflächigen Netzhautschaden hin.
Fehlerquellen:
- Keine homogene Ausleuchtung der Augen
- Blick des Patienten nicht in die Ferne gerichtet
Modifizierter Swinging-Flashlight-Test
Beim modifizierten Swinging-Flashlight-Test wird analog zum klassischen Swinging-Flashlight-Test abwechselnd das rechte und das linke Auge beleuchtet. Die Beurteilung der Pupillenreaktion erfolgt nun jedoch nicht am jeweils beleuchteten Auge, sondern an einem Auge wird die direkte mit der indirekten Reaktion verglichen. Um die indirekte Reaktion bei Beleuchtung des Partnerauges beurteilen zu können, behilft man sich mit einer zweiten schwachen Lichtquelle, die kontinuierlich das Auge beleuchtet; dabei sollte die Intensität so gering wie möglich gewählt werden, aber gerade ausreichend, um die Pupille des Auges beurteilen zu können.
- Fällt die Pupillenreaktion bei direkter Beleuchtung des Auges schlechter aus, liegt ein RAPD an diesem Auge vor.
- Fällt die Pupillenreaktion hingegen bei Beleuchtung des Partnerauges schlechter aus, besteht der RAPD am Partnerauge.
Pathophysiologie und Erkrankungen des Nervus opticus
Schädigungen des Nervus opticus können verschiedene Ursachen haben. Zu den häufigsten gehören:
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- Glaukom: Optikusneuropathie mit Veränderungen in der Exkavation im Zentrum der Papille und einem Defekt im Gesichtsfeld.
- Entzündliche Optikusneuropathien: Treten meist bei jungen Erwachsenen auf und sind durch Visusminderung mit Augenbewegungsschmerzen gekennzeichnet.
- Kompressive Optikusneuropathien: Bei Kindern sind Gliome (Assoziation mit Neurofibromatose Typ 1) und bei Erwachsenen Meningeome führend.
- Multiple Sklerose (MS): Chronisch-entzündliche demyelinisierende Autoimmunerkrankung des zentralen Nervensystems, die eine akute demyelinisierende Optikusneuropathie verursachen kann.
- Tumoren: Raumforderungen können den Nervus opticus komprimieren und schädigen.
- Ablatio retinae: Ablösung der Retina vom retinalen Pigmentepithel, was zu einer schnellen Schädigung der Photorezeptoren führt.
- Trauma: Kann zu einer Kompression des ipsilateralen N. oculomotorius führen (Hutchinson-Pupille).
- Ischämie: Minderdurchblutung des Nervus opticus.
- Genetisch bedingte Sehnervendegeneration
Pathologische Pupillenreaktionen
- Anisokorie: Ungleichheit der Pupillenweite.
- Argyll-Robertson-Zeichen: Bilaterale Miosis, Pupillen verengen nicht bei Beleuchtung, jedoch bei der Nahakkommodation.
- Hutchinson-Pupille: Dilatierte Pupille aufgrund einer Kompression des ipsilateralen 3. Hirnnervs.
- Holmes-Adie-Syndrom: Tonische Pupille, keine Reaktion auf Lichtreize, zusätzliche Hypo- bzw. Areflexie v.a. der Kniereflexe.
- Horner-Trias: Ptosis (Lid hängt herab), Miosis (Pupillenverengung), Anhidrose (verminderte Schweißsekretion)
Horner-Syndrom
Das Horner-Syndrom ist durch eine Trias von Symptomen gekennzeichnet: Ptosis, Miosis und Anhidrose. Es entsteht durch eine Störung der sympathischen Innervation des Auges.
Diagnostik:
- Dilatationsdefizit: Langsamere Pupillenerweiterung in Dunkelheit.
- Kokain-Test: Die Gabe von Kokain AT führt bei einer gesunden Pupille zur Pupillenerweiterung, bei einer Hornerpupille jedoch nicht.
- Apraclonidin-Test: Apraclonidin ist ein α2-Adrenozeptor-Agonist mit schwacher α1-Wirkung. Bei einer Hornerpupille führt die Gabe von Apraclonidin zu einer Pupillenerweiterung und Lidhebung aufgrund der Hypersensitivität auf die schwache α1-Wirkung.
Ursachen:
- Bei Kindern: Malignes Neuroblastom (häufigste Ursache).
- Bei Erwachsenen: Dissektion der A. carotis interna, Hirnstammischämie (Wallenberg-Syndrom), Pancoast-Tumor der Lunge, Raumforderung der Schilddrüse, Prozess im Sinus cavernosus.
Okulomotoriusparese
Die Okulomotoriusparese ist ein neurologisches Defizit, das durch eine große, langsam reagierende bis nicht reagierende Pupille, Ptosis und Lähmung der Augenbewegung (Adduktion, Elevation und Depression) gekennzeichnet ist. Ursachen sind Aneurysmen, Ischämien und Traumata.
Hirnnerven und ihre Funktionen
Das periphere Nervensystem umfasst die Hirnnerven, die paarweise aus dem Gehirn austreten und mit römischen Ziffern von I bis XII nummeriert sind. Sie innervieren verschiedene Strukturen im Kopf- und Halsbereich und sind für sensorische, motorische und vegetative Funktionen zuständig.
- I. Nervus olfactorius (Riechnerv): Geruchswahrnehmung
- II. Nervus opticus (Sehnerv): Sehen
- III. Nervus oculomotorius (Augenmuskelnerv): Bewegung der Augenmuskeln, Pupillenreaktion
- IV. Nervus trochlearis: Bewegung der Augenmuskeln
- V. Nervus trigeminus: Sensible Informationen vom Gesichtsbereich, Innervation der Kaumuskulatur
- VI. Nervus abducens: Bewegung der Augenmuskeln
- VII. Nervus facialis (Gesichtsnerv): Mimik, Geschmackswahrnehmung, Speichel- und Tränendrüsensekretion
- VIII. Nervus vestibulocochlearis: Hören und Gleichgewicht
- IX. Nervus glossopharyngeus (Zungen-Rachen-Nerv): Geschmackswahrnehmung, Schlucken, Speichelsekretion
- X. Nervus vagus: Innervation der inneren Organe, Regulation von Herzfrequenz, Atmung und Verdauung
- XI. Nervus accessorius: Innervation von Muskeln im Hals- und Schulterbereich
- XII. Nervus hypoglossus (Zungennerv): Bewegung der Zunge
Nervensystem: Aufbau und Funktion
Das Nervensystem ist die zentrale Informations- und Kommunikationsplattform unseres Körpers. Es erfasst, verarbeitet und leitet Informationen weiter, um Körperfunktionen zu koordinieren und uns die Wahrnehmung unserer Umwelt zu ermöglichen.
Zentrales Nervensystem (ZNS)
Das ZNS besteht aus Gehirn und Rückenmark und ist die Kontroll- und Schaltzentrale des Körpers. Es steuert die bewusste Koordination der Bewegung (Motorik), vermittelt Nachrichten aus der Umwelt oder unserem Körperinneren und reguliert das Zusammenspiel aller Körpersysteme. Darüber hinaus ermöglicht uns das zentrale Nervensystem komplexe Funktionen wie Gedächtnis, Bewusstsein, Gefühle, Verstand und Vernunft.
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Peripheres Nervensystem (PNS)
Das PNS umfasst alle Nerven, die nicht zum ZNS gehören, einschließlich der Hirnnerven und Spinalnerven. Es dient der Übertragung sensorischer Informationen und der Koordination von Körperfunktionen und Reaktionen.
Somatisches und vegetatives Nervensystem
Das Nervensystem lässt sich auch nach seiner Funktion in ein somatisches (willkürliches) und ein vegetatives (unwillkürliches) Nervensystem unterteilen. Das somatische Nervensystem steuert die Motorik der Skelettmuskulatur und damit alle bewussten Körperreaktionen. Das vegetative Nervensystem innerviert unser Herz, die Gefäße sowie Drüsen und die glatte Muskulatur der Eingeweide und steuert so sämtliche Vitalfunktionen.
Sympathikus und Parasympathikus
Das vegetative Nervensystem besteht aus zwei Hauptkomponenten: dem Sympathikus und dem Parasympathikus. Der Sympathikus wirkt erregend bzw. leistungssteigernd auf die Organfunktionen und versetzt unseren Körper in eine "Stresssituation". Der Parasympathikus ist für die Ruhe- und Regenerationsphasen verantwortlich und stellt das innere Gleichgewicht wieder her.
Interdisziplinäre Herausforderung und Bedeutung der Früherkennung
Sehnervbezogene Erkrankungen stellen eine interdisziplinäre Herausforderung dar, deren frühzeitige Detektion durch ophthalmologische und neurologische Expertise wesentlich zur Prognoseverbesserung beiträgt. Regelmäßige augenärztliche Kontrolluntersuchungen ab dem 40. Lebensjahr sind empfehlenswert, um mögliche Schädigungen des Nervus opticus frühzeitig zu erkennen.