background image

PUPILS 

 

 

 

Light reflex 

The light reflex is mediated by the retinal photoreceptors and subserved by 
four neurones. 

 • First (sensory) connects each retina with both pretectal nuclei in the 
midbrain. Impulses originating from the nasal retina are conducted by fibres 
that decussate in the chiasm and pass up the opposite optic tract to terminate 
in the contralateral pretectal nucleus. Impulses originating in the temporal 
retina are conducted by uncrossed fibres (ipsilateral optic tract) that 
terminate in the ipsilateral pretectal nucleus. 

• Second (internuncial) connects each pretectal nucleus to both Edinger–
Westphal nuclei. Thus a uniocular light stimulus evokes bilateral and 
symmetrical pupillary constriction. Damage to internuncial neurones is 
responsible for light–near dissociation in neurosyphilis and pinealomas. 

• Third (preganglionic motor) connects the Edinger–Westphal nucleus to the 
ciliary ganglion. The parasympathetic fibres pass through the oculomotor 
nerve, enter its inferior division and reach the ciliary ganglion via the nerve to 
the inferior oblique muscle. 

• Fourth (postganglionic motor) leaves the ciliary ganglion and passes in the 
short ciliary nerves to innervate the sphincter pupillae. The ciliary ganglion is 
located within the muscle cone, just behind the globe. 

 

 

ﺩ. ﺯﻳﺎﺩ ﻛﺎﻣﻞ ﺍﳉﻨﺎﺑﻲ

 

۱

 

 


background image

N ear reflex 

The near reflex, a synkinesis rather than a true reflex, is activated when gaze 
is changed from a distant to a near target. It comprises accommodation, 
convergence and miosis. Vision is not a prerequisite. Although the final 
pathways for the near and light reflexes are identical (i.e. third nerve, ciliary 
ganglion, short ciliary nerves), the centre for the near reflex is ill-defined.  

A fferent  pupillary defect 

 

Absolute afferent pupillary defect 

An absolute afferent pupillary defect (amaurotic pupil) is caused by a complete 
optic nerve lesion and is characterized by the following: 

• The involved eye is completely blind (i.e. no light perception). 

• Both pupils are equal in size. 

• When the affected eye is stimulated by light neither pupil reacts. 

• When the normal eye is stimulated both pupils react normally. 

• The near reflex is normal in both eyes. 

 

Relative afferent pupillary defect 

A relative pupillary defect (Marcus Gunn pupil) is caused by an

 

incomplete 

optic nerve lesion or severe retinal disease, but never

 

by a dense cataract. The 

clinical features are those of an amaurotic

 

pupil but more subtle. Thus the 

pupils respond weakly to stimulation

 

of the diseased eye and briskly to that of 

the normal eye. The

 

difference between the pupillary reactions of the two 

eyes is highlighted

 

by the ‘swinging flashlight test’ in which a light source is

 

alternatively switched from one eye to the other and back, thus

 

stimulating 

each eye in rapid succession. For example, A right eye relative defect is

 

characterized by the following:

 

• When the normal left eye is stimulated, both pupils constrict

 

۲

 

 


background image

• When the light is swung to the diseased right eye, the stimulus delivered to 
the constriction mechanism is reduced and both pupils dilate instead of 
constricting. 

• When the normal left eye is again stimulated ,both pupils constrict once 
more. 

• When the diseased right eye is stimulated, both pupils dilate. 

   It should be remembered that in afferent (sensory) lesions, the pupils are 
equal in size; anisocoria (asymmetrical pupil diameter) implies disease of the 
efferent (motor) nerve or the iris itself. 

Horner syndrome (oculosympathetic palsy) 

Anatomy 

The sympathetic supply involves three neurones: 

• First (central) starts in the posterior hypothalamus and descends, uncrossed, 
down the brainstem to terminate in the ciliospinal centre of Budge, located 
between C8 and T2. 

• Second (preganglionic) passes from the ciliospinal centre to the superior 
cervical ganglion in the neck. During its long course, it is closely related to the 
apical pleura where it may be damaged by bronchogenic carcinoma (Pancoast 
tumour) or during surgery on the neck. 

• Third (postganglionic) ascends along the internal carotid artery to enter the 
cavernous sinus where it joins the ophthalmic division of the trigeminal nerve. 
The sympathetic fibres reach the ciliary body and the dilator pupillae muscle 
via the nasociliary nerve and the long ciliary nerves.

 

 

Causes: 

Most commonly, isolated (without additional neurological features) 
postganglionic Horner syndrome is microvascular in aetiology, but this cannot 
be assumed. 

۳

 

 


background image

Presentation 

The majority of cases are unilateral. Causes of bilateral involvement include 
cervical spine injuries and autonomic diabetic neuropathy. Painful Horner 
syndrome, especially of acute onset, should raise the possibility of carotid 
dissection. 

• Mild ptosis (usually 1–2 mm) as a result of weakness of Müller muscle, and 
miosis due to the unopposed action of the sphincter pupillae with resultant 
anisocoria . 

• Pupillary constriction to light and near stimuli is normal. 

• Hypochromic heterochromia (irides of different colour, the Horner being 
lighter) may be seen if congenital or longstanding. 

• Reduced ipsilateral sweating. 

Pharmacological tests 

Apraclonidine or cocaine is used to confirm the diagnosis. 
Hydroxyamphetamine and adrenaline may be used to differentiate a 
preganglionic (abnormal first- or second-order neurone) from a postganglionic 
lesion (abnormal third-order neurone). 

• Apraclonidine: One drop is instilled into both eyes to confirm or refute the 
presence of Horner syndrome. Apraclonidine penetrates the blood–brain 
barrier, so should be used only with great caution in infants under one year of 
age. 

 Result: A Horner pupil will dilate but a normal pupil is essentially unaffected. 

The ptosis commonly also improves. 

 Explanation: Alpha-1 receptors are upregulated in the denervated dilator 

pupillae. 

• Cocaine 4% is instilled into both eyes. 

 Result: The normal pupil will dilate but the Horner pupil will not. 

٤

 

 


background image

 Explanation: Cocaine blocks the re-uptake of noradrenaline secreted at the 

postganglionic nerve ending, which accumulates and causes dilatation of a 
normal pupil. In Horner syndrome, there is no noradrenaline being secreted, so 
cocaine has no effect. 

• Phenylephrine 1% to distinguish pre- and postganglionic lesions. 

 Result: In a postganglionic lesion, the Horner pupil will dilate and ptosis may 

be temporarily relieved. A central or preganglionic Horner pupil and a normal 
pupil will not dilate or will dilate minimally. 

 Explanation: In postganglionic Horner syndrome the dilator pupillae muscle 

develops denervation hypersensitivity to adrenergic neurotransmitters due to 
its dysfunctional local motor nerve. 

• Hydroxyamphetamine 1%. Two drops are instilled into each eye. It may be 
slightly more sensitive than phenylephrine testing. 

 Result: A normal or preganglionic Horner pupil will dilate, but a postganglionic 

Horner will not. 

 Explanation: Hydroxyamphetamine potentiates the release of noradrenaline 

from functioning postganglionic nerve endings. In a lesion of the third-order 
neurone (postganglionic) there is no release of noradrenaline from the 
dysfunctional nerve. 

• Adrenaline 0.1% has an action similar to that of phenylephrine. 

Investigation 

Specialist neurological or neuro-ophthalmological assessment should be sought 
for a confirmed Horner syndrome; an acute presentation should be regarded 
as an emergency. In contrast, if the features have been present for over a 
year and there are no other localizing signs then the likely diagnostic yield 
from further investigation is very low. The mainstay of investigation is 
imaging; CT or MR angiography examining the region from the aortic arch to 
the circle of Willis will facilitate exclusion of neck (including carotid), apical 
lung, thyroid and skull base lesions. MR may be utilized if greater soft tissue 

٥

 

 


background image

definition is required, such as to exclude a brainstem stroke. Plain X-rays and 
carotid ultrasound imaging have limited utility. 

Treatment 

Any identified cause should be addressed as appropriate. The ptosis of Horner 
syndrome is mild but surgery can be considered at the patient’s discretion; 
apraclonidine may be helpful as a temporizing measure. 

A die pupil 

Introduction: An Adie pupil (tonic pupil, Adie syndrome) is caused by 
denervation of the postganglionic parasympathetic supply to the sphincter 
pupillae and the ciliary muscle, and may follow a viral illness. It is occasionally 
inherited in an AD pattern. Sites of dysfunction are presumed to be the ciliary 
ganglion, and, in wider Holmes–Adie syndrome, the dorsal root ganglion involved 
in reflex pathways. It typically affects young women and presents in one eye in 
80%, though involvement of the second eye typically develops within months or 
years. 

Diagnosis 

• Symptoms. Patients may notice anisocoria, or may have blurring for near due 
to impaired accommodation. 

• Signs 

 Large, regular pupil. 

 The direct light reflex is absent or sluggish. 

 On slit lamp examination, vermiform movements of the pupillary border are 

typically seen. 

 Constriction is also absent or sluggish in response to light stimulation of the 

fellow eye (consensual light reflex). 

 The pupil responds slowly to near, following which re-dilatation is also slow. 

٦

 

 


background image

 Accommodation may manifest similar tonicity, with slowed and impaired 

focusing for near and prolonged re-focusing in the distance. 

• Associations include diminished lower limb deep tendon reflexes (Holmes–
Adie syndrome) and other features of autonomic nerve dysfunction such as 
excessive sweating (Ross syndrome). 

• Pharmacological testing. Instillation of 0.1–0.125% pilocarpine into both 
eyes leads to constriction of the abnormal pupil due to denervation 
hypersensitivity, with the normal pupil unaffected. Some diabetic patients may 
also show this response and very occasionally both pupils constrict in normal 
individuals. 

• Syphilis serology should usually be checked in patients with bilateral tonic 
pupils. 

Treatment: is not generally required, but reading glasses may be used to 
address near vision difficulties and sunglasses or low concentration pilocarpine 
drops can be used to improve photophobia.  

M iscellaneous pupillary  abnormalities 

 

Physiological anisocoria

Anisocoria of around 1 mm is 

present in around 20% of the normal population. The asymmetry persists to 
the same proportion under differing levels of illumination. Exceptionally, 
apraclonidine or cocaine testing may be needed to exclude Horner 
syndrome. 

 

Pharmacological mydriasis

Dilatation of one or both pupils 

due to instillation of a mydriatic agent can be inadvertent (e.g. use of eye 
drops prescribed for someone else or deliberate for the purpose of 
malingering. The pupil does not constrict in bright light or on accommodation 
and there is no response to any concentration of pilocarpine. There are no 
other neurological features. 

 د. زﯾﺎد

ﻛﺎﻣل اﻟﺟﻧﺎﺑﻲ

 

۷

 

 




رفعت المحاضرة من قبل: Ahmed monther Aljial
المشاهدات: لقد قام 4 أعضاء و 101 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل