Was verursacht eine Pupillenerweiterung?

Eine Erweiterung der Pupille wird medizinisch als Mydriasis bezeichnet. Schwache Lichtverhältnisse, die Wirkung von Medikamenten und bestimmte neurologische Erkrankungen können diesen Zustand verursachen. Die Pupillenerweiterung kann normal oder pathologisch sein.

Eine physiologische Mydriasis tritt gewöhnlich in dunklen Umgebungen auf und ist vorübergehend. Adrenalinhaltige Tropfen und bestimmte Medikamente können eine ähnliche Wirkung verursachen.

Eine pathologische Erweiterung kann auf Notfälle wie Kopfverletzungen, Hirnblutungen oder Nervenlähmungen hinweisen. Eine plötzlich auftretende, einseitige Pupillenerweiterung ist besonders wichtig.

Zur Diagnose werden eine Augenuntersuchung und neurologische Untersuchungen durchgeführt. Die Behandlung richtet sich nach der zugrunde liegenden Ursache. In Notfällen ist eine schnelle Behandlung lebenswichtig.

Eine Pupillenerweiterung, auch Mydriasis genannt, liegt vor, wenn sich die Pupille, also die Öffnung in der Mitte der Iris, stärker als normal erweitert. Dunkle Umgebungen, Stress, bestimmte Medikamente, Verletzungen oder neurologische Erkrankungen können diesen Zustand verursachen. Er kann vorübergehend oder dauerhaft sein. Mögliche Symptome sind Lichtempfindlichkeit und verschwommenes Sehen. Abhängig von der Ursache können eine Beobachtung, medikamentöse Behandlung oder Notfallversorgung erforderlich sein.

Der bekannteste Auslöser für Veränderungen der Pupillengröße ist Licht. Wenn wir von einem dunklen Raum in eine helle Umgebung wechseln, werden unsere Pupillen schnell kleiner. Bei hellem Licht verspüren wir das Bedürfnis, die Augen zusammenzukneifen. Betreten wir dagegen eine schwach beleuchtete Umgebung, erweitern sich die Pupillen. Diese Reaktionen erleben wir alle im Alltag. Der Mechanismus wird als Pupillenlichtreflex bezeichnet. So wie die Blendenöffnung einer Kamera abhängig von der Helligkeit eingestellt wird, verfügen auch unsere Augen über eine Art „automatische Blende".

Wenn ein Lichtstrahl das Auge erreicht, stimuliert er zunächst die Fotorezeptorzellen auf der Netzhaut, zu denen Stäbchen und Zapfen gehören. Dieser Reiz wird über den Sehnerv an das Gehirn weitergeleitet. Erkennt das zuständige Zentrum im Gehirn, dass zu viel Licht in das Auge eintritt, wird das parasympathische Nervensystem aktiviert und der Schließmuskel der Iris zieht sich zusammen. Dieser Muskel verengt das Irisgewebe ringförmig und verkleinert die Pupille. Dadurch wird verhindert, dass übermäßiges Licht die Netzhaut schädigt, und unnötige Blendung wird reduziert. Beim Wechsel in eine dunkle Umgebung wird der entgegengesetzte Mechanismus aktiviert. Das sympathische Nervensystem wird aktiv, der Dilatatormuskel der Iris wird stimuliert und die Pupille erweitert sich.

Die Reaktion auf Licht erfolgt jedoch nicht immer mit derselben Geschwindigkeit oder Stärke. Helles Licht verursacht anfangs eine deutliche Verengung. Diese Verengung bleibt jedoch möglicherweise nicht dauerhaft gleich stark. Durch einen als Adaptation bezeichneten Prozess kann sich die Pupille nach einiger Zeit leicht erweitern, obwohl die Lichtintensität unverändert bleibt. Diese Anpassung ermöglicht es dem Auge, weiterhin eine bestimmte Lichtmenge aufzunehmen und dadurch Details besser zu erkennen, anstatt das Licht vollständig auszublenden. So wie sich unsere anfangs geblendeten Augen nach einiger Zeit an eine sonnige Umgebung gewöhnen, lockert die Pupille bei kontinuierlicher Einwirkung sehr hellen Lichts ihre anfänglich starke Verengung etwas.

Auch die Wellenlänge beziehungsweise Farbe des Lichts ist wichtig. Besonders Licht im blauen Wellenlängenbereich, das im morgendlichen Sonnenlicht stärker vertreten ist, beeinflusst das visuelle System und den zirkadianen Rhythmus, also die biologische Uhr des Körpers. Dieses blaue Licht erhöht am Morgen die Wachheit und trägt zur Unterdrückung des Hormons Melatonin bei. Dabei kann auch eine leichte Pupillenerweiterung auftreten, da die zunehmende Wachheit das sympathische Nervensystem aktiviert. Eine dauerhafte Einwirkung von hellem Licht, insbesondere eine lange nächtliche Belastung durch blaues Licht digitaler Bildschirme, kann dagegen den Sehkomfort beeinträchtigen und die Anpassung der Pupille negativ beeinflussen. Der Blick auf einen hellen Bildschirm bis spät in die Nacht kann deshalb den Regulationsrhythmus der Pupillen stören und Probleme wie Schlaflosigkeit oder eine Beeinträchtigung des zirkadianen Rhythmus begünstigen.

Wie zahlreiche grundlegende Körperfunktionen wird auch die Pupillengröße vom autonomen Nervensystem gesteuert. Das autonome Nervensystem besteht aus zwei Hauptbereichen, dem sympathischen und dem parasympathischen Nervensystem. Diese beiden Bereiche halten viele Gleichgewichte des Körpers aufrecht, indem sie abwechselnd stärker oder schwächer aktiv werden, ähnlich wie die beiden Seiten eines Balancebretts. Auch die Pupillengröße wird von diesem Wechsel beeinflusst.

Wenn das parasympathische Nervensystem dominiert, was normalerweise bei Ruhe, Entspannung oder hellem Licht geschieht, zieht sich der Schließmuskel der Iris zusammen und die Pupille wird kleiner. Dieser Reflex, der umgangssprachlich als Zusammenkneifen der Augen bezeichnet werden kann, wird beispielsweise aktiv, wenn Sie an einem sonnigen Tag nach draußen gehen oder Details in der Nähe fokussieren müssen. Für klares Nahsehen durch Akkommodation und zum Schutz vor übermäßiger Helligkeit muss sich die Pupille bis zu einem gewissen Grad verengen.

Wird dagegen das sympathische Nervensystem aktiviert, bereitet sich der Körper auf den „Kampf-oder-Flucht-Modus" vor. In einer stressigen, aufregenden oder angstauslösenden Situation steigt die Herzfrequenz, die Durchblutung der Muskeln nimmt zu, die Verdauung verlangsamt sich und gleichzeitig erweitern sich die Pupillen. Durch die sympathische Stimulation zieht sich der Dilatatormuskel der Iris zusammen und vergrößert den Pupillendurchmesser. Diese Erweiterung soll dabei helfen, eine potenzielle Gefahr oder einen wichtigen Reiz in einem größeren visuellen Bereich klarer zu verfolgen.

Wenn Sie sich in einen emotionalen Film vertiefen, bemerken Sie möglicherweise, dass Ihre Augen „weit aufgerissen" wirken. Dies ist Ausdruck eines durch leicht erhöhte sympathische Aktivität hervorgerufenen „Alarmzustands". Die Pupillengröße ist somit nicht nur ein Indikator für die Lichtverhältnisse, sondern auch für die eng mit unseren Emotionen verbundenen Einstellungen des Nervensystems.

Wenn Sie sich vor einer Prüfung ängstlich oder gestresst fühlen, ist eine leichte Erweiterung der Pupillen beispielsweise ein häufiger Befund. Das sympathische Nervensystem versetzt den Körper in erhöhte Alarmbereitschaft. Meditation, tiefe Atemübungen oder beruhigende Musik stärken dagegen die Aktivität des parasympathischen Nervensystems, verlangsamen den Herzrhythmus und fördern eine Verengung der Pupillen.

Wenn wir im Alltag unterschiedliche emotionale Zustände erleben, verändern sich auch unsere Pupillen sichtbar. Häufig bemerken wir nicht, dass sie sich bei Angst, Aufregung, Wut, Begeisterung oder einer plötzlichen Überraschung erweitern. Dabei handelt es sich jedoch um eine der am deutlichsten von außen erkennbaren Reaktionen unseres Körpers. Es heißt, dass „die Pupillen Fenster zu unserem Inneren sind". Dahinter stehen tatsächlich physiologische Reaktionen, die über das autonome Nervensystem mit emotionalen Zuständen verbunden sind.

Emotionale Reaktionen aktivieren das sympathische Nervensystem. Angst löst beispielsweise die Ausschüttung der Hormone Adrenalin und Noradrenalin aus. Diese Hormone beschleunigen den Herzschlag, erhöhen die Durchblutung der Muskeln und stimulieren gleichzeitig den Pupillendilatator. Dadurch erweitert sich die Pupille. Diese Erweiterung kann als evolutionärer Vorteil betrachtet werden, der es ermöglicht, potenzielle Gefahren schneller zu erkennen und Umweltreize durch ein größeres Gesichtsfeld umfassender wahrzunehmen.

Auch positive Gefühle wie Aufregung oder Freude können über ähnliche Mechanismen zu einer leichten Pupillenerweiterung führen. Wenn Sie einen geliebten Menschen nach vielen Jahren zum ersten Mal wiedersehen, kann die intensive emotionale Reaktion Ihre Pupillen sichtbar erweitern. Auch romantische Anziehung wird mit einer Erweiterung der Pupillen in Verbindung gebracht. Einige Studien legen sogar nahe, dass Veränderungen der Pupillengröße beim gegenseitigen Blickkontakt Hinweise auf die emotionale Nähe zwischen Menschen geben können.

Die komplexe Natur emotionaler Zustände kann manchmal unerwartete Pupillenreaktionen verursachen. Bei extremer Angst oder während einer Panikattacke können sich die Pupillen beispielsweise sehr stark erweitern und das Fokussieren erschweren. Die betroffene Person reagiert empfindlicher auf Einzelheiten in ihrer Umgebung und erlebt gleichzeitig, wie der Körper in einen „Verteidigungsmodus" wechselt. Dies kann während einer schwierigen Prüfung oder bei einer Person mit Lampenfieber kurz vor einem Auftritt beobachtet werden. Mit zunehmender Nervosität erweitern sich auch die Pupillen.

Bestimmte Medikamente und Drogen können die natürliche Funktion des autonomen Nervensystems beeinflussen und plötzliche oder dauerhafte Veränderungen der Pupillengröße hervorrufen. Anticholinerge Medikamente, die das parasympathische Nervensystem blockieren, hemmen beispielsweise die Kontraktion des Schließmuskels der Iris. Dadurch erweitert sich die Pupille und reagiert schwächer als normal auf Licht. Bei Augenuntersuchungen verwendete Tropfen wie Tropicamid und Atropin sind Beispiele für diese Wirkung. Der Arzt erzeugt vorübergehend eine Mydriasis, um die Pupille zu untersuchen und Strukturen des hinteren Augenabschnitts wie die Netzhaut deutlicher sehen zu können.

Stimulierende Medikamente und Substanzen wie Koffein, Nikotin, Amphetamine und Kokain aktivieren das sympathische Nervensystem und führen zu einer Erweiterung der Pupillen. Diese Substanzen erhöhen den Noradrenalinspiegel im Blut oder hemmen dessen Wiederaufnahme, wodurch der Dilatatormuskel der Iris kontinuierlich stimuliert wird. Herzfrequenz und Blutdruck steigen, und die Pupillen werden deutlich größer. Auch bestimmte Halluzinogene wie LSD und Psilocybin verändern die Gehirnchemie über komplexere Mechanismen. Eine ihrer allgemeinen Wirkungen ist jedoch ebenfalls die Pupillenerweiterung.

Opioide wie Morphin, Codein und Heroin verursachen dagegen den entgegengesetzten Effekt und verengen die Pupillen, was als Miosis bezeichnet wird. Bei sehr hohen Opioiddosen können jedoch manchmal paradoxe oder ungewöhnliche Reaktionen auftreten. Auch einige Antihistaminika, Antidepressiva, insbesondere ältere trizyklische Antidepressiva, und Antipsychotika können die Pupillengröße verändern.

Einige langfristig oder hoch dosiert verwendete Substanzen können die Pupillenreflexe dauerhaft oder teilweise dauerhaft beeinträchtigen. Bei einer Person, die über lange Zeit stimulierende Substanzen verwendet, können die Pupillen ständig etwas größer sein. Die Anpassung an schwach beleuchtete Umgebungen kann sich außerdem verzögern, wenn die Empfindlichkeit des Schließmuskels abnimmt. Eine ungewöhnliche Pupillenerweiterung gehört deshalb zu den Befunden, die bei medizinischen Untersuchungen auf einen möglichen Substanzmissbrauch hinweisen können.

Wie andere Körpergewebe verändern sich auch die Irismuskeln und neuronalen Übertragungssysteme mit zunehmendem Alter. Die bei älteren Menschen häufig auftretende Presbyopie hängt zwar mit dem Elastizitätsverlust der Augenlinse zusammen, wird jedoch auch von einer Verkleinerung der Pupille, der sogenannten senilen Miosis, und einer geringeren Reaktionsfähigkeit der Muskeln begleitet. Jüngere Menschen reagieren schnell auf helles Licht und verengen ihre Pupillen rasch. Bei älteren Menschen ist dieser Reflex dagegen langsamer und eingeschränkter.

In den alternden Irismuskeln treten strukturelle Veränderungen wie Kollagenablagerungen und eine Verkürzung der Muskelfasern auf. Dadurch wird die maximale Erweiterungsfähigkeit der Pupille eingeschränkt. Beim Wechsel in eine schwach beleuchtete Umgebung können ältere Menschen ihre Pupillen deshalb nicht so stark erweitern wie jüngere und haben möglicherweise Schwierigkeiten beim Sehen im Dunkeln. Autofahren bei Nacht wird für ältere Altersgruppen daher besonders schwierig, da die Netzhaut nicht ausreichend Licht erhält und der Sehkomfort abnimmt.

Mit zunehmendem Alter sinkt außerdem die Geschwindigkeit der Signalübertragung im autonomen Nervensystem. Eine Degeneration der sympathischen und parasympathischen Nervenfasern kann dazu führen, dass die Pupille verzögert und schwächer auf Licht oder emotionale Reize reagiert. Die Verkleinerung der Pupille kann gleichzeitig den als „Lichtkreis" bezeichneten Bereich verkleinern und die Sehschärfe unter bestimmten Bedingungen reduzieren.

Die Stärke dieser Veränderungen unterscheidet sich jedoch von Person zu Person. Manche Menschen behalten selbst in ihren 70ern den größten Teil ihrer Pupillenreflexe, während bei anderen bereits ab den 50ern deutliche Einschränkungen auftreten. Eine gesunde Ernährung, regelmäßige Augenuntersuchungen und die Kontrolle chronischer Erkrankungen gehören zu den wichtigen Faktoren für den Erhalt der Pupillenreflexe.

Normalerweise kehrt die Pupille zu ihrer ursprünglichen Größe zurück, sobald die veränderten Lichtverhältnisse oder der emotionale Zustand vorüber sind. Bei bestimmten Erkrankungen kann sie jedoch dauerhaft oder über einen ungewöhnlich langen Zeitraum erweitert bleiben. Dieser Zustand wird als persistierende Mydriasis bezeichnet und kann verschiedene Ursachen haben:

Adie-Pupille (Holmes-Adie-Syndrom): Diese Erkrankung tritt gewöhnlich einseitig auf und entsteht durch eine schwache Reaktion des Irisschließmuskels. Die Pupille ist groß und reaktionsschwach. Auch der Reflex beim Nahsehen ist normalerweise beeinträchtigt. Das Krankheitsbild wird manchmal mit einer Virusinfektion oder einer Schädigung des autonomen Nervensystems in Verbindung gebracht.

Lähmung des dritten Hirnnervs (Nervus oculomotorius): Bei einer Schädigung des Nervus oculomotorius, eines aus dem Hirnstamm austretenden Hirnnervs, der die Augenbewegungen steuert, können auch die parasympathischen Fasern beeinträchtigt werden. Die Pupille des betroffenen Auges erweitert sich, und der Lichtreflex ist schwach oder fehlt. Die Lähmung kann durch ein Aneurysma, einen Tumor oder eine Verletzung verursacht werden und eine medizinische Notfallbehandlung erforderlich machen.

Pharmakologische Mydriasis: Bestimmte Augentropfen oder systemische Medikamente wie Atropin und Scopolamin können lange wirken und eine mehrere Tage anhaltende Pupillenerweiterung verursachen. Dieser Zustand ist normalerweise vorübergehend. Bei empfindlichen Personen oder bei chronischer Anwendung kann die Wirkung jedoch länger anhalten.

Erkrankungen des autonomen Nervensystems: Erkrankungen, welche die Nervenleitung beeinträchtigen, beispielsweise diabetische Neuropathie und Multiple Sklerose, können den Pupillenreflex beeinflussen und eine übermäßige Erweiterung oder Verengung verursachen.

Traumatische oder chirurgische Schäden: Bei Operationen im Augeninneren kann der Schließmuskel der Iris verletzt werden. Ist die Schädigung dauerhaft, kann die Pupille ständig erweitert bleiben.

Eine Pupillenerweiterung wird bei Augenuntersuchungen häufig bewusst herbeigeführt. Wenn der Arzt den hinteren Augenabschnitt, insbesondere die Netzhaut, den Sehnervenkopf und den Glaskörperraum, ausführlich untersuchen möchte, verwendet er mydriatische Tropfen zur vorübergehenden Erweiterung der Pupille. Dadurch lassen sich die inneren Augenstrukturen klarer und in einem größeren Winkel betrachten, ähnlich wie bei einem vollständig geöffneten Vorhang vor dem Fenster eines Zimmers.

Diese Tropfen wirken normalerweise 4-6 Stunden. Abhängig von der Person kann die Wirkung jedoch bis zu 24 Stunden anhalten. Besonders bei Menschen mit hellen Augen oder einer erhöhten Empfindlichkeit gegenüber bestimmten Medikamenten kann sie länger bestehen. Während die Pupillen erweitert sind, reagiert die Person empfindlicher auf Licht und das Nahsehen kann vorübergehend unscharf werden. Dies liegt daran, dass der Fokussierungsmuskel des Auges, der Ziliarmuskel, durch die Tropfen manchmal teilweise gelähmt wird. Dieser Zustand wird als Zykloplegie bezeichnet.

Alle diese Wirkungen sind normal und kein Grund zur Sorge. Augenärzte empfehlen den Patienten, während und nach der Untersuchung eine Sonnenbrille zu tragen oder intensive Lichteinwirkung zu vermeiden. Wenn ein Arzt während einer Augenuntersuchung sagt: „Wir werden jetzt Ihre Pupillen erweitern", sollte man wissen, dass es sich um ein medizinisch übliches und notwendiges Verfahren handelt. Diese vorübergehende Erweiterung gilt als vollkommen sicher, und schwerwiegende Nebenwirkungen treten nur sehr selten auf.

Jede Verletzung im Augenbereich kann körperliche oder neurologische Schäden verursachen, welche die Kontrolle der Pupille beeinträchtigen. Plötzliche und heftige Schläge können das Irisgewebe schädigen, den Schließmuskel zerreißen oder das Druckgleichgewicht im Auge stören. Die Pupille kann sich dann ungewöhnlich erweitern oder eine unregelmäßige Form annehmen, die als Dyskorie bezeichnet wird.

Stumpfes Trauma: Bei einem Treffer durch einen Fußball, einem Faustschlag oder einem Verkehrsunfall wirkt plötzlich hoher Druck auf den vorderen Augenabschnitt. Dieser Druck kann das Irisgewebe zwischen Linse und Hornhaut zusammendrücken und kleine Risse im Schließmuskel verursachen. Wird der Schließmuskel beschädigt, kann sich die Pupille nicht mehr wie zuvor verengen und erweitern und dauerhaft groß bleiben.

Penetrierende Verletzung: Scharfe oder spitze Gegenstände sowie Fremdkörper wie Glassplitter oder Schrapnelle können direkt in das Auge eindringen und das Irisgewebe schädigen. Dadurch können dauerhafte Formveränderungen und eine Erweiterung der Pupille entstehen. Bilden sich Verklebungen zwischen Hornhaut und Iris, sogenannte vordere Synechien, wird die Reaktion der Pupille eingeschränkt.

Chirurgische Eingriffe: Bei Katarakt-, Netzhaut- und Hornhautoperationen wird die Pupille künstlich erweitert, damit der Chirurg ein größeres Operationsfeld erhält. In seltenen Fällen kann der Irismuskel während der Operation beschädigt werden, oder es kann zu Entzündungen und Reizungen kommen. Dies kann nach der Operation dauerhafte oder lang anhaltende Pupillenauffälligkeiten verursachen.

Schwere Kopfverletzungen, welche die neuronalen Leitungsbahnen beschädigen, können ebenfalls Erkrankungen wie eine Lähmung des dritten Hirnnervs verursachen. Die Pupille kann dann nicht mehr auf Licht reagieren oder einseitig dauerhaft erweitert bleiben. Dieses Krankheitsbild erfordert eine sofortige medizinische Untersuchung und manchmal eine chirurgische Behandlung.