The role of intracranial pressure in glaucoma and therapeutic implications

Abstract

Despite glaucoma being the second leading cause of blindness globally, its pathogenesis remains incompletely understood. Although intraocular pressure (IOP) contributes to glaucoma, and reducing IOP slows progress of the disease, some patients progress despite normal IOP (NTG). Glaucomatous damage causes characteristic cupping of the optic nerve where it passes through the lamina cribrosa. There is evidence that cerebrospinal fluid (CSF) within the optic nerve sheath has a different composition from CSF surrounding the brain. Furthermore, fluctuations in CSF flow into the optic nerve sheath may be reduced by trabeculae within the sheath, and on standing intracranial pressure (ICP) within the sheath is stabilised at around 3 mmHg due to orbital pressure. Blood pressure has been linked both to glaucoma and ICP. These facts have led some to conclude that ICP does not play a role in glaucoma. However, according to stress formulae and Laplace's Law, stress within the lamina cribrosa is dependent on the forces on either side of it, (IOP and ICP), and its thickness. On lying flat at night, ICP between the brain and optic nerve sheath should equalise. Most evidence suggests ICP is lower in glaucoma than in control groups, and that the lamina cribrosa is thinner and more posteriorly displaced in glaucoma. Subjects who have had ICP reduced have developed signs of glaucoma. This review finds most evidence supports a role for low ICP in the pathogenesis of glaucoma. Caffeine, theophylline and vitamin A may increase ICP, and could be new candidates for an oral treatment. MethodologyPubMed was searched online using the combinations of terms: glaucoma, intracranial pressure, cerebrospinal fluid pressure, translaminar pressure gradient, lamina cribrosa, and blood pressure. Abstracts were screened and articles read if considered relevant.

Short-Term Steady-State Pattern Electroretinography Changes Using a Multi-Pressure Dial in Ocular Hypertensive, Glaucoma Suspect, and Mild Open-Angle Glaucoma Patients: A Randomized, Controlled, Prospective, Pilot Study

“…Because the LC is impermeable to vitreous and CSF, RGC axons passing through the LC are subject to the forces across it, namely IOP and optic nerve sheath subarachnoid space pressure (or intracranial pressure). This pressure differential across the LC is known as the translaminar pressure gradient (TLPG) and has been implicated in the pathogenesis of glaucoma [29][30][31][32][33]. Thus, capturing information about Fig.…”

Lageabhängigkeit des Augeninnendruckes bei Glaukompatienten

“…In der sog. mechanischen Theorie führt eine Augeninnendruckerhöhung zu einem gestörten axonalen Transportfluss insbesondere bei Durchtritt der Sehnervenfasern durch die Lamina cribrosa [1,27]. Während der Augeninnendruck als Kraft von anterior auf die Lamina cribrosa einwirkt, besitzt auch der hinter der Lamina gelegene Raum mit Sehnerven, Subarachnoidalraum und den Meningen einen Druck, der am ehesten dem intrakraniellen Druck (engl.…”

“…Während der Augeninnendruck als Kraft von anterior auf die Lamina cribrosa einwirkt, besitzt auch der hinter der Lamina gelegene Raum mit Sehnerven, Subarachnoidalraum und den Meningen einen Druck, der am ehesten dem intrakraniellen Druck (engl. "intracranial pressure" [ICP]) entspricht [27][28][29]. In liegender Position ist der physiologische Augeninnendruck mit 15 mm Hg im Allgemeinen etwas höher als der physiologische intrakranielle Druck von 13 mm Hg [30].…”

“…translaminäre Druckgradient (TLDG) bezieht neben beiden Druckindizes auch die Dicke der Lamina cribrosa mit ein. Es gibt Hinweise darauf, dass eine Erhöhung des translaminären Druckgradienten zu geringen Bewegungen der Lamina cribrosa führen kann, was die Exkavation des Sehnerven vergrößert [27].…”

“…Falls ein hoher translaminärer Druckgradient eine Glaukomprogression begünstigt, könnte neben der Augeninnendrucksenkung auch eine moderate Erhöhung des intrakraniellen Drucks günstig für das Überleben der Ganglienzellaxone des Sehnerven sein [27]. Wirkstoffe wie Koffein, Theophylline und Vitamin A wurden zur Erhöhung des intrakraniellen Drucks vorgeschlagen, überzeugende Studien, die dies beim Menschen belegen, liegen jedoch nicht vor [27]. Für alle Substanzen konnte in tierexperimentellen Studien eine Wirksamkeit im Sinne einer Erhöhung der Liquorproduktion nachgewiesen werden, zum Teil mit hohem Evidenzgrad [27,57,58].…”