Kontaktlinsen interagieren mit einigen der am stärksten innervierten Körperregionen wie Hornhaut, Lidrand und in geringerem Ausmaß der Bindehaut. Daher überrascht es vielleicht nicht, dass das Auge die Anwesenheit einer Kontaktlinse bemerken und manchmal auch darauf reagieren kann. Die senorischen (afferenten) Nerven (d. h. die Nerven, die auf „Schmerz“-Stimuli reagieren) aus den ophthalmischen und maxillaren Regionen des Ganglion trigeminale weisen zahlreiche intraepitheliale Nervenenden auf, von denen einige nur wenige Mikrometer vor der okularen Oberfläche enden. Die sensorischen Hornhautnerven bestehen aus polymodalen Rezeptoren (die mittels verschiedenster inflammatorischer Mediatoren auf nahezu schädliche oder schädliche mechanische Energie, Hitze, Abkühlung und chemische Reizstoffe reagieren), aus Mechano-Nozizeptoren (die auf mechanische Kräfte in einer Größenordnung reagieren, die in etwa nötig ist, um die Epithelzellen der Hornhaut zu schädigen) und aus kältesensitiven Thermorezeptoren (die auf einen Temperaturabfall reagieren, der durch die Evaporation von Tränen an der Hornhautoberfläche entsteht oder durch Anwendung kalter und hyperosmolarer Lösungen). Die Aktivierung dieser Nozizeptoren geschieht über spezifische Ionenkanäle. Dennoch scheint keine lineare Beziehung zwischen der Aktivierung der Kanäle und dem Diskomfort beim Tragen von Kontaktlinsen zu bestehen.
Die sensorischen Nervensignale werden nach der rezeptorischen Aufnahme von der Quelle über das Ganglion trigeminale weitergeleitet und enden in multiplen räumlich getrennten Zonen entlang der rostrokaudalen Achse des sensorischen Komplexes des Trigeminus im Hirnstamm (TBSC) des zentralen Nervensystems. In diesem Bereich enden die sensorischen Nerven vornehmlich im anterioren Anteil der Übergangsregion zwischen dem kaudalen Pars interpolaris des Nucleus spinalis nervi trigemini (Vi/Vc) und dem Pars caudalis der gleichen Region oder an der spinal-medullären Verbindung (Vc/C1). Die Evidenz weist darauf hin, dass die okulären sensorischen Neuronen bei Vi/Vc oder Vc/C1 verschiedene Funktionen bei der okulären Homöostase und der Wahrnehmung innehaben. Bei Austrocknung oder Kälteempfindung an der okulären Oberfläche wird nur die Vi/Vc-Region angeregt. Eine Transektion des Tractus spinalis n. trigemi bei Vi/Vc eliminiert das Schmerzempfinden bei Stimulation der Hornhaut, es besteht jedoch weiterhin eine Empfindlichkeit bei Berühren der Hornhaut. Eine lokal begrenzte pharmakologische Blockade bei Vi/Vc verhindert den durch chemische Stimulierung ausgelösten Tränenreflex der okulären Oberfläche. Die aufsteigenden Projektionen von den okulären Neuronen zweiter Ordnung im TBSC zu übergeordneten Hirnzentren sind noch nicht gut erforscht. Obwohl die komplexe Natur vieler okulärer Empfindungen wie Trockenheit, Gefühl von Sand im Auge, Jucken, Reizung und Ermüdung auf Wechselwirkungen zwischen zahlreichen psycho-physikalischen Kanälen hinweist, die eine Integration in höheren Gehirnzentren erforderlich machen, wurde bislang über keine systematische Kartierungsstudie berichtet.
Das Tragen von Kontaktlinsen könnte Einfluss auf Dichte, Windungen, Verzweigungen, Aufreihung, Dicke oder den Reflexionsgrad der Nervenfasern haben - oder auch nicht. Die großen morphologischen Veränderungen des subbasalen Nervenplexus in der Hornhaut während des Tragens von Orthokeratologie (OK)-Linsen erhöht die Wahrnehmungsschwelle. Es gibt zahlreiche Berichte über Veränderungen der Hornhautempfindlichkeit durch das Kontaktlinsentragen, der zugrundeliegende Mechanismus ist jedoch unbekannt und die Studienergebnisse hängen unter Umständen stark von der Art des verwendeten Hilfsmittels zur Bestimmung der Empfindlichkeit ab. Die Tatsache, das eine taktile/pneumatische Anregung der Hornhaut nach dem Tragen weicher Kontaktlinsen reduziert ist, während des Linsentragens jedoch keine damit assoziierte Veränderung der Diskomfort-Symptome auftritt, weist drauf hin, das die Reaktion der Hornhaut auf Berührung und somit auch die Weiterleitung des Stimulus über Vc/C1 nicht mit CLD assoziiert ist. Daraus kann geschlossen werden, dass Abkühlen oder Osmolaritätsunterschiede von der Vi/Vc-Region wahrgenommen werden. Eine alternative Hypothese (die die oben erwähnte Hypothese jedoch nicht ausschließt), ist die Möglichkeit einer mechanischen Stimulierung der Nozizeptoren in der Lid-Wiper-Region der Augenlider. Es kann eine Stimulierung einer subakuten Entzündung der okulären Oberfläche während des Tragens von Kontaktlinsen auftreten und die Nerven können auf die Produktion verschiedener inflammatorischer Mediatoren, z. B. Cytokine und Arachidonsäure-Metabolite reagieren. Die wichtigsten Neurotransmitter die bei der Übertragung okulärer Empfindungen der menschlichen Hornhaut und Bindehaut involviert sind, wurden als Substanz-P- und Calcitonin Gene-Related Peptide (CGRP) identifiziert. Bei einer Gruppe von Kontaktlinsenträgern wurden im Vergleich zu Nichtträgern keine Veränderung der Substanz-P-Spiegel in der Tränenflüssigkeit nachgewiesen. Dies deutet darauf hin, dass Substanz P keine Rolle bei CLD spielt. Es wurden keine Berichte über eine CGRP-Veränderung gefunden. Auf der anderen Seite scheint der Nervenwachstumsfaktor (NGF) Neurotrophin bei CLD hochreguliert zu werden. Da NGF eine Rolle beim Überleben und der Aufrechterhaltung sympathischer und sensorischer Neuronen beteiligt ist, weist die Hochregulierung drauf hin, dass bei CLD entweder eine Nervenschädigung vorliegt (und daher zusätzliches NGF für die Reparatur benötigt wird) oder die Nerven auf andere Weise verändert sind.
Es ist noch weitere Forschung nötig, um die Neurobiologie von CLD umfangreich darstellen zu können. So kann eine bessere Einbeziehung der Forschung zum peripheren und zentralen
Nervensystem mit Beobachtungen zu Nervenmorphologie/strukturellen Veränderungen und zur Biochemie des Systems unserem Verständnis von CLD nur dienlich sein. Ein wichtiger erster Schritt wäre es, Studien aufzusetzen, anhand derer bestimmt wird, welche Gewebearten (z. B. Hornhaut oder Lidrand) der primäre sensorische Ort bei CLD ist.
