Neural basis of sensation in intact and injured corneas

Belmonte, Carlos; Acosta, M. Carmen; Gallar, Juana

doi:10.1016/j.exer.2003.09.023

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“…Chemically reactive VOCs capable of damaging cells can release intracellular nociceptive mediators which, in turn, stimulate endogenous receptors that signal damage to cells (Sutherland et al 2000;Garle and Fry 2003). The neural substrate for ocular chemesthetic detection rests on unmyelinated C-and thin myelinated A delta -fibers from the trigeminal nerve (Belmonte et al 2004). Free nerve endings from these fibers function as polymodal nociceptors and have been shown to contain many of the above receptors (Alimohammadi and Silver 2000;Silver et al 2006).…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

“…The approach relies on the observation that nasal lateralization is only achieved through trigeminal chemesthetic activation, not through olfactory stimulation (Schneider and Schmidt 1967;Kobal et al 1989). In the eyes, chemical stimulation with vapors exclusively activates chemesthesis, resulting in eye irritation (Belmonte et al 2004), and olfactory cues can be easily avoided by plugging the nose of the subject.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

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Concentration-detection functions for eye irritation evoked by homologous n-alcohols and acetates approaching a cut-off point

et al. 2007

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We measured concentration-detection (i.e., psychometric) functions for the eye irritation evoked by three homologous n-alcohols (1-nonanol, 1-decanol, and 1-undecanol) and two homologous acetates (nonyl and decyl acetate). A vapor delivery device based on a dynamic dilution of stimuli in nitrogen served to present various concentrations of each compound, including the undiluted vapor, to the subjects (n≥26).Delivered concentrations were quantified by gas chromatography. Detection probability (P) was assessed via a three-alternative, forced-choice procedure, and quantified on a scale ranging from P = 0.0 (chance detection) to P = 1.0 (perfect detection). Flowrate to the eye equaled 2.5 L/min and time of exposure was 6 sec. The functions for 1-undecanol and decyl acetate plateau at P ≈ 0.5 and P ≈ 0.25, respectively, such that further increases in concentration failed to increase detection notably. Thus, both series reached a break-point, or cut-off, in detection of ocular irritation. The present outcome provides additional evidence that the cut-off does not rest on the low vapor concentration of the homolog but, more likely, on the homolog exceeding a critical molecular dimension(s) which prevents it from interacting effectively with the appropriate receptors.

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Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Concentration-detection functions for eye irritation evoked by homologous n-alcohols and acetates approaching a cut-off point

et al. 2007

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“…Chez l'homme, leur présence reste incertaine. Des études électrophysiologiques réalisées sur des terminaisons libres cornéennes ont permis de mettre en évidence l'existence de trois populations de récepteurs sensitifs cornéens [14] :…”

Section: Innervation Cornéenne : Anatomie Et Physiologieunclassified

La douleur oculaire chronique : mieux la comprendre pour mieux la traiter

Goazigo¹,

Labbé²,

Baudouin³

et al. 2017

Med Sci (Paris)

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> La sècheresse oculaire est un des premiers motifs de consultation en ophtalmologie. Sa prévalence varie de 5 à 35 % chez des sujets âgés de plus de 50 ans. Cette pathologie du segment antérieur de l'oeil est caractérisée par des sensations de douleur variables dans leurs intensités, allant du simple inconfort à une douleur oculaire prononcée. Les douleurs oculaires sont très invalidantes et très difficiles à traiter, et leurs mécanismes physiopathologiques demeurent mal connus de nos jours. Ce constat impose un approfondissement de nos connaissances fondamentales sur l'anatomie du système nociceptif cornéen et sur les mécanismes cellulaires impliqués dans l'initiation et la chronicisation de la douleur oculaire. Cette revue présente, dans une première partie, l'anatomie de l'innervation cornéenne et les différentes classes de récepteurs sensitifs cornéens. La seconde partie fait un état des lieux des données précliniques et cliniques portant sur les mécanismes inflammatoires mis en jeu dans cette pathologie. Enfin la dernière partie de cette revue décrit les différents dispositifs actuellement utilisés pour évaluer la douleur et l'inflammation oculaire en clinique humaine. < sulaire présent ou potentiel, ou décrite en terme d'un tel dommage ». Les pathologies de la surface oculaire représentent l'un des principaux motifs de consultation pour douleurs oculaires en ophtalmologie. La douleur oculaire est le plus important signe cardinal d'alerte en réaction à une inflammation ou à un traumatisme des structures du segment antérieur de l'oeil comme la cornée, la conjonctive, la sclère 2 et les structures uvéales. La douleur oculaire chronique est tout à fait remarquable par la variabilité de l'intensité qu'elle peut générer, allant du simple inconfort oculaire à une douleur intense voire insupportable. La douleur chronique consé-cutive à une pathologie de la surface oculaire affecte la qualité de la vie : près de 60 % des patients se déclarent gênés dans leurs activités quotidiennes [1]. En outre, 80 % des patients qui souffrent de douleur oculaire ne l'estiment pas suffisamment prise en considération tant par leur entourage que par leurs médecins. Les douleurs chroniques oculaires sont malheureusement parmi les plus difficiles à traiter et leurs mécanismes physiopathologiques, de nature neurogène et/ou inflammatoire, demeurent de nos jours très mal connus [2,3]. Innervation cornéenne : anatomie et physiologieLa sensibilité somatique de la face, incluant les cavités buccale et nasales, et des méninges, est assurée par les trois branches du ganglion trigéminal : ophtalmique (V1), maxillaire (V2) et mandibulaire (V3). Le nerf ophtalmique V1 se divise en trois branches sensitives : les 2 Enveloppe fibreuse externe du globe oculaire.

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“…For this reason, the latter is also known as trigeminal chemoreception, and had been originally labeled "the common chemical sense" (Bryant and Silver, 2000). Trigeminal stimulation by chemical vapors results from activation of polymodal nociceptors present in C and A delta fibers (Martin and Jessell, 1991;Silver and Finger, 1991;Belmonte et al, 2004). In the ocular mucosa, the resulting sensation is eye irritation, a topic of both basic (Belmonte et al, 1997) and applied (Wolkoff et al, 2003) interest.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Molecular restrictions for human eye irritation by chemical vapors

Cometto‐Muñiz

Cain

Abraham

2005

Toxicology and Applied Pharmacology

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Previous research showed a cut-off along homologous volatile organic compounds (VOCs) in their ability to produce acute human mucosal irritation. The present study sought to specify the particular cut-off homolog for sensory eye irritation in an acetate and n-alcohol series. A 1,900 ml glass vessel system and a three-alternative forced-choice procedure served to test nonyl, decyl, and dodecyl acetate, and 1-nonanol, 1-decanol, and 1-undecanol. Flowrate to the eye ranged from 2 to 8 L/min and time of exposure from 3 to 24 sec. Decyl acetate and 1-undecanol were the shortest homologs that failed to produce eye irritation under all conditions, producing a cut-off effect.Increasing the vapor concentration of decyl acetate and 1-undecanol by 3 and 8 times, respectively, via heating them to 37 °C made either or both VOCs detectable to only half of the 12 subjects tested, even though the higher vapor concentration was well above a predicted eye irritation threshold. When eye irritation thresholds for homologous acetates and n-alcohols were plotted as a function of the longest unfolded length of the molecule, the values for decyl acetate and 1-undecanol fell within a restricted range of 18 to 19 Å.The outcome suggests that the basis for the cut-off is biological, i.e., the molecule lacks a key size or structure to trigger transduction, rather than physical, i.e., the vapor concentration is too low to precipitate detection.

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Neural basis of sensation in intact and injured corneas

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Concentration-detection functions for eye irritation evoked by homologous n-alcohols and acetates approaching a cut-off point

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Molecular restrictions for human eye irritation by chemical vapors

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