L’esame della funzione pupillare è una serie di test che valutano la dimensione, la forma, il riflesso fotomotore e il riflesso di convergenza della pupilla. Viene utilizzato principalmente come ausilio diagnostico per le malattie del nervo ottico e del sistema nervoso centrale ed è un esame semplice, non invasivo, eseguibile immediatamente al letto del paziente.
I principali obiettivi dell’esame sono i seguenti.
Valutazione dei riflessi fotomotori diretto e consensuale: osservare la costrizione della pupilla dell’occhio stimolato e dell’occhio controlaterale per differenziare lesioni afferenti ed efferenti.
Valutazione della dissociazione luce-vicinanza: utilizzata per differenziare la pupilla di Argyll-Robertson e la pupilla di Adie.
Esame pupillare farmacologico: utilizzo di colliri per confermare la sindrome di Horner o la pupilla di Adie e per identificare il livello della lesione.
Nelle malattie che minacciano la vista come la neurite ottica, la neuropatia ottica traumatica e la neuropatia ottica ischemica, la valutazione in fase acuta e la diagnosi differenziale in oftalmologia e neurologia sono fortemente influenzate dalle informazioni fornite da questo esame.
QQuali informazioni fornisce l'esame della funzione pupillare?
A
L’esame della funzione pupillare consente di stimare la sede della lesione nel tratto afferente (retina, nervo ottico) ed efferente (nervo oculomotore) del riflesso fotomotore. In particolare, il RAPD è un importante segno obiettivo di neuropatia ottica unilaterale o di malattia retinica estesa 1). Inoltre, il confronto dell’anisocoria in ambiente luminoso e buio permette di differenziare le lesioni simpatiche e parasimpatiche, e la combinazione con test farmacologici può talvolta consentire di localizzare la lesione (pre-gangliare o post-gangliare) 2).
Un RAPD positivo indica una lesione del nervo ottico unilaterale o una malattia retinica estesa. La tabella seguente elenca le malattie tipiche con RAPD positivo o negativo 1)3).
Foro maculare, malattie bilaterali simmetriche del nervo ottico, lesioni delle vie ottiche (post-chiasmatiche)
Se il RAPD è positivo in assenza di anomalie evidenti del fondo oculare (in particolare della macula), si deve sospettare attivamente una malattia del nervo ottico. Il fatto che il foro maculare non dia RAPD positivo è un importante punto di diagnosi differenziale.
Nelle malattie bilaterali e simmetriche del nervo ottico, i deficit afferenti dei due occhi si annullano a vicenda, quindi il RAPD non viene rilevato. Anche le lesioni post-chiasmatiche (radiazioni ottiche, corteccia visiva) non producono RAPD.
Questo test è raccomandato come screening precoce per malattie urgenti (CRAO, neurite ottica acuta, neuropatia ottica traumatica, ecc.).
QQuali malattie danno un RAPD positivo?
A
Le malattie che danno RAPD positivo si dividono in due grandi categorie: disturbi del nervo ottico e malattie retiniche estese. I disturbi del nervo ottico tipici sono la neurite ottica, la neuropatia ottica traumatica, la neuropatia ottica ischemica (NAION, ecc.) e la neuropatia ottica compressiva. Le malattie retiniche estese includono l’occlusione dell’arteria centrale della retina (CRAO), il distacco di retina esteso e l’AZOOR1). Il foro maculare e le malattie bilaterali simmetriche del nervo ottico non danno RAPD positivo. È importante ricordare che anche le lesioni post-chiasmatiche (radiazioni ottiche, corteccia visiva) non producono RAPD.
3. Anatomia e principio del riflesso pupillare alla luce
Il riflesso pupillare alla luce si realizza attraverso le seguenti 8 fasi:
Retina (fotoricezione) : La luce viene ricevuta dai fotorecettori e dalle cellule gangliari retiniche intrinsecamente fotosensibili (ipRGC) contenenti melanopsina
Nervo ottico (via afferente) : Gli assoni delle cellule gangliari retiniche formano il nervo ottico e trasmettono l’informazione luminosa al sistema nervoso centrale
Chiasma ottico : Le fibre nasali incrociano controlateralmente
Tratto ottico: nella parte posteriore alcune fibre si separano e si dirigono al mesencefalo anziché al corpo genicolato laterale.
Tegmento mesencefalico (nucleo di Edinger-Westphal): come centro del riflesso pupillare alla luce, emette comandi di costrizione pupillare.
Nervo oculomotore (via efferente): le fibre parasimpatiche accompagnano il nervo oculomotore.
Ganglio ciliare: le fibre postgangliari del nervo oculomotore vi formano sinapsi.
Muscolo sfintere della pupilla (miosi): sotto il controllo delle fibre postgangliari si verifica la miosi.
Riflesso diretto, riflesso consensuale e principio del RAPD
Nell’uomo, l’entità del riflesso pupillare diretto e di quello consensuale è quasi identica. Pertanto, anche se il nervo ottico di un lato è danneggiato, con entrambi gli occhi aperti non si verifica anisocoria. Tuttavia, stimolando alternativamente l’occhio destro e sinistro, la risposta alla stimolazione del lato affetto è diversa da quella alla stimolazione del lato sano1).
Lesione afferente (retina, nervo ottico): illuminando il lato affetto, la costrizione di entrambi gli occhi è insufficiente, con conseguente RAPD positivo.
Lesione efferente (nervo oculomotore): il riflesso diretto sul lato affetto scompare, mentre il riflesso consensuale è preservato (lesione dello sfintere pupillare ipsilaterale).
La via simpatica segue il percorso: ipotalamo → midollo spinale (colonna intermediolaterale C8-T2) → ganglio cervicale superiore → nervo ciliare lungo → muscolo dilatatore della pupilla. In caso di lesione simpatica (sindrome di Horner), il muscolo dilatatore non funziona, compromettendo la dilatazione pupillare al buio.
Le ipRGC contengono melanopsina e svolgono un ruolo importante nel mantenimento della costrizione pupillare durante la stimolazione luminosa continua. Sono responsabili della componente tonica del riflesso pupillare dopo l’adattamento alla luce2).
Preparazione: eseguire in una stanza buia. Entrambi gli occhi sono aperti (non occludere un occhio). Eseguire obbligatoriamente prima dell’instillazione di colliri midriatici.
Procedura : Illuminare alternativamente ciascun occhio con una penlight per circa 1-2 secondi. La durata e l’intensità dell’illuminazione devono essere uguali per entrambi gli occhi.
Valutazione : Si considera presente un RAPD nell’occhio che mostra dilatazione pupillare quando la luce viene spostata.
Esempio (neuropatia ottica dell’occhio sinistro) : Illuminazione occhio destro → costrizione bilaterale. Spostamento a occhio sinistro → dilatazione. Occhio destro → costrizione. Occhio sinistro → dilatazione. Il ciclo si ripete1).
Quantificazione del RAPD con filtro ND
Principio : Posizionare un filtro a densità neutra (filtro ND) davanti all’occhio sano e quantificare il RAPD in base alla densità del filtro alla quale il RAPD scompare.
Metodo : Aggiungere gradualmente filtri con incrementi di 0,3 unità log (0,3, 0,6, 0,9, 1,2 unità log, ecc.) e ripetere il test della penlight oscillante.
Applicazione clinica : La densità del filtro ND alla quale il RAPD scompare funge da indicatore dell’entità del RAPD. Utile per la valutazione quantitativa del decorso del trattamento1).
Fotografia clinica di anisocoria. Mostra una disuguaglianza del diametro pupillare tra i due occhi.
Russavia. Anisocoria in a 25-year-old male of unknown cause with early facial nerve paralysis. Wikimedia Commons. 2012. Figure 1. Source ID: commons.wikimedia.org/wiki/File:Anisocoria.jpg. License: CC BY 3.0.
Fotografia esterna di entrambi gli occhi di un uomo di 25 anni che mostra anisocoria con una chiara differenza del diametro pupillare. Corrisponde alla sezione «Valutazione dell’Anisocoria» per la distinzione tra disturbi simpatici e parasimpatici mediante confronto in ambiente buio e luminoso.
Confrontando la differenza pupillare in ambiente buio e luminoso è possibile distinguere tra disturbi simpatici e parasimpatici.
Maggiore differenza al buio (lato affetto più piccolo) : Suggerisce un disturbo simpatico (sindrome di Horner). Al buio si dilata solo la pupilla sana, aumentando la differenza.
Maggiore differenza alla luce (lato affetto più grande) : Suggerisce un disturbo parasimpatico (paralisi del nervo oculomotore, ecc.). Alla luce si contrae solo la pupilla sana, aumentando la differenza.
Anisocoria fisiologica : Inferiore a 1 mm. La differenza rimane costante al buio e alla luce, e il riflesso fotomotore è normale.
Far fissare al paziente un bersaglio per vicino (dito o indicatore) e osservare le tre principali reazioni da vicino: accomodazione, convergenza e miosi.
Dissociazione luce-vicino (light-near dissociation) : condizione in cui il riflesso fotomotore è assente ma la reazione da vicino è conservata.
Si osserva nella pupilla di Argyll-Robertson, nella pupilla di Adie, nella neuropatia autonomica diabetica, ecc.
L’instillazione di farmaci viene utilizzata per localizzare la lesione o differenziare malattie specifiche 2)4).
Pilocarpina 0,1% : nella pupilla di Adie (lesione postgangliare del ganglio ciliare), la denervazione da ipersensibilità provoca una miosi più marcata rispetto all’occhio sano. Nell’occhio normale non si verifica miosi.
Cocaina 4% : inibisce la ricaptazione della noradrenalina; nell’occhio con innervazione simpatica normale si ha midriasi. Nella sindrome di Horner, la pupilla del lato affetto non si dilata o si dilata insufficientemente.
Idrossiamfetamina 1% : favorisce il rilascio di noradrenalina dai neuroni postgangliari. Nella lesione postgangliare (3° neurone), la dilatazione pupillare sul lato affetto è insufficiente, mostrando un pattern diverso dalla lesione pregangliare.
QCome si esegue lo swinging flashlight test?
A
In una stanza buia, con entrambi gli occhi aperti, illuminare alternativamente ciascun occhio con una penlight per circa 1-2 secondi, con uguale durata e intensità luminosa. Eseguire prima di usare colliri midriatici. Se si osserva dilatazione nell’occhio illuminato, si conclude che quell’occhio presenta RAPD. Prendendo come esempio una neuropatia ottica sinistra: illuminando l’occhio destro (sano), entrambe le pupille si contraggono; passando all’occhio sinistro (affetto), si verifica dilatazione 1). Si raccomanda di ripetere questo ciclo 2-3 volte per conferma 6).
5. Interpretazione dei risultati e applicazioni cliniche
In assenza di anomalie del fondo oculare (specialmente maculari) : sospettare attivamente una neuropatia ottica. Procedere con la valutazione per neurite ottica, neuropatia ottica ischemica, neuropatia ottica compressiva, ecc.
In presenza di una malattia retinica estesa : sospettare CRAO, distacco di retina esteso, ecc.
In caso di fondo oculare con scarsi reperti ma RAPD come unico segno obiettivo : considerare AZOOR nella diagnosi differenziale.
La presenza o l’assenza di RAPD è un’informazione importante nel follow-up del nervo ottico (recupero da neurite ottica, valutazione post-traumatica) e nella valutazione preoperatoria. La quantificazione tramite filtri ND è utile per la valutazione oggettiva dell’effetto terapeutico 1).
Pupilla di Argyll-Robertson : caratterizzata da assenza del riflesso fotomotore, conservazione del riflesso di accomodazione-convergenza, bilateralità e pupille piccole e irregolari. È un segno caratteristico della neurosifilide2)
Pupilla di Adie (sindrome di Holmes-Adie) : dovuta a una lesione delle fibre postgangliari del ganglio ciliare. La paralisi settoriale (paralisi a ventaglio dello sfintere pupillare), la dissociazione luce-accomodazione e l’ipersensibilità alla pilocarpina allo 0,1% (miosi eccessiva) hanno valore diagnostico4)
Paralisi del nervo oculomotore : assenza del riflesso fotomotore diretto nell’occhio affetto, assenza del riflesso consensuale quando si illumina l’occhio sano. In presenza di disturbi oculomotori e ptosi, è necessario escludere rapidamente un aneurisma dell’arteria comunicante posteriore3)
6. Fisiopatologia della via del riflesso fotomotore
La via afferente è costituita dagli assoni delle cellule gangliari retiniche (nervo ottico) → chiasma ottico → tratto ottico → mesencefalo (parte anteriore del nucleo di Edinger-Westphal). Le differenze nelle reazioni in base al tipo di lesione sono le seguenti.
Demielinizzazione (neurite ottica) : gli assoni sono relativamente preservati ma si verifica un ritardo di conduzione e si osserva un RAPD. Con il recupero, il RAPD spesso diminuisce
Danno assonale (neuropatia ottica ischemica o traumatica) : il segnale stesso si attenua e si verifica un RAPD. La perdita assonale è irreversibile e il RAPD tende a persistere
Malattie retiniche estese : i fotorecettori e le cellule gangliari vengono danneggiati, portando a un RAPD positivo
La via efferente è costituita dal nucleo di Edinger-Westphal → nervo oculomotore → ganglio ciliare → sfintere pupillare. In caso di lesione efferente, il riflesso fotomotore diretto dell’occhio stimolato (occhio affetto) è abolito, ma anche il riflesso consensuale alla stimolazione dell’occhio controlaterale è abolito nell’occhio affetto. Questo è un pattern diverso dal RAPD (lesione afferente).
Fotografia clinica della miosi nella sindrome di Horner.
Waster (uploaded by Monopol). Miosis in Horner syndrome, from: Nautiyal A, et al. Painful Horner Syndrome as a Harbinger of Silent Carotid Dissection. PLoS Med. 2005. Figure 1. Source ID: commons.wikimedia.org/wiki/File:Miosis.jpg. License: CC BY 2.5.
Fotografia esterna di un paziente con sindrome di Horner, che mostra chiaramente la miosi dovuta a lesione simpatica al confronto dei due occhi. Ciò corrisponde all’insufficiente dilatazione pupillare al buio dovuta a danno del muscolo dilatatore, trattata nella sezione «Lesione della via simpatica (sindrome di Horner)».
La via simpatica segue il percorso: ipotalamo → colonna intermediolaterale C8–T2 → ganglio cervicale superiore → nervo ciliare lungo → muscolo dilatatore della pupilla. Le lesioni sono classificate in neuroni di primo, secondo e terzo ordine e vengono differenziate con il test all’idrossiamfetamina. Le lesioni del primo neurone (centrale) e del secondo (pre-gangliare) causano midriasi, mentre quelle del terzo (post-gangliare) no 2).
Le ipRGC (cellule gangliari retiniche intrinsecamente fotosensibili) esprimono melanopsina e rispondono direttamente alla luce. Sono responsabili della componente sostenuta del riflesso pupillare alla luce (riflesso luminoso intrinseco) e partecipano alla miosi persistente dopo stimolazione luminosa intensa. Le ipRGC sono talvolta relativamente preservate in varie malattie retiniche, contribuendo alla persistenza del riflesso pupillare anche in casi di grave degenerazione di coni e bastoncelli 2).
Le lesioni post-chiasmatiche (radiazioni ottiche, corteccia visiva) sono al di fuori della via del riflesso pupillare, quindi non si verifica RAPD. Questa caratteristica è importante per distinguere se la causa della riduzione dell’acuità visiva è nella via visiva anteriore (retina, nervo ottico) o in quella posteriore.
Le principali precauzioni per l’esame sono le seguenti:
Esecuzione in ambiente buio: è necessario un buio sufficiente per migliorare la precisione di rilevamento del RAPD
Entrambi gli occhi aperti: non occludere un occhio
Puntatore luminoso con stessa intensità: mantenere costante l’intensità della luce
Stimolazione di uguale durata: tempo di illuminazione uguale per ogni occhio (alternato circa 1–2 secondi)
Esecuzione prima della dilatazione pupillare: non valutabile dopo colliri midriatici
I pupillometri automatici portatili e da tavolo consentono una valutazione oggettiva e quantitativa del RAPD. Sono stati sviluppati dispositivi che eliminano la variabilità tra esaminatori e consentono una misurazione precisa in unità di 0,01 log 5). Poiché possono registrare i cambiamenti temporali del diametro pupillare (latenza, ampiezza di costrizione, velocità di ridilatazione), sono considerati una tecnologia complementare al giudizio soggettivo del swinging flashlight test.
Utilizzando stimoli luminosi colorati (luce rossa e blu), è possibile valutare selettivamente le funzioni di coni, bastoncelli e cellule ipRGC (melanopsina). Sono in corso ricerche per valutare separatamente il grado di danno di ciascun tipo cellulare nella degenerazione maculare legata all’età, nel glaucoma e nella retinopatia diabetica2). Ciò potrebbe fornire informazioni che il riflesso pupillare alla luce bianca standard non è in grado di valutare.
Lo sviluppo di pupillometri portatili che utilizzano la fotocamera e l’illuminazione a LED degli smartphone è in corso. Si prevedono bassi costi e applicazioni in telemedicina, e sono considerati uno strumento promettente per la valutazione del RAPD in ambienti privi di apparecchiature oftalmiche specializzate, come pronto soccorso, ostetricia e unità di terapia intensiva 5). Tuttavia, la validazione di accuratezza e riproducibilità è ancora in corso.
Applicazione nella correlazione struttura-funzione nel glaucoma
Si stanno accumulando studi di correlazione tra danno strutturale (assottigliamento dello strato di fibre nervose retiniche all’OCT) e funzione pupillare (RAPD, pupillometria cromatica) nella neuropatia ottica glaucomatosa. La conoscenza del grado di danno alle cellule ipRGC nel glaucoma potrebbe fornire nuovi indicatori per il monitoraggio funzionale del glaucoma2).
