Le Radiazioni Ottiche Artificiali:
Effetti biologici e sanitari a breve
e lungo termine e la sorveglianza
sanitaria.
Dott. Giuseppe Sergi
Dipartimento di Sanità Pubblica
Azienda U.S.L. di Piacenza
LE RADIAZIONI OTTICHE
EFFETTI SULLA SALUTE
RADIAZIONE OTTICA
ULTRAVIOLETTO
VISIBILE
INFRAROSSO
OCCHIO
fotocheratocongiuntivite (UVB-UVC),
cataratta fotochimica (UVA)
fotoretinite (in particolare da luce blu,
380-550 nm)
ustioni corneali (IRC-IRB),
cataratta termica (IRB-IRA),
danno termico retinico (IRA)
CUTE
eritema (UVB-UVC),
sensibilizzazione (UVA),
fotoinvecchiamento (UVC-UVB-UVA),
cancerogenesi (UVC-UVB-UVA)
fotodermatosi
vasodilatazione, eritema, ustioni
FATTORI CHE INFLUENZANO IL RISCHIO
Ci sono vari fattori che influiscono sul rischio potenziale
nell’esposizione alla radiazione ottica:
fattori fisici: lunghezza d’onda (energia quantica dei fotoni),
valori dell’irradianza, divergenza e coerenza, dimensioni della
sorgente etc;
fattori biologici: proprietà ottiche delle strutture esposte.
L’insieme di tutti questi fattori determina:
se la radiazione può raggiungere o meno una determinata
struttura oculare o cutanea;
come viene riflessa, trasmessa e assorbita.
EFFETTI FOTOCHIMICI ED EFFETTI TERMICI
Gli effetti fotochimici sono conseguenti a interazioni nelle
quali il fotone ottico provoca la rottura di legami chimici e la
formazione specie altamente reattive, come i radicali liberi,
oppure isomerizza alcune molecole ( retinale , trans-cis ).
Questi eventi in qualche caso sono positivi ( visione, sintesi
fotoindotta della vitamina D) ma nella maggior parte dei
casi possono comportare danni funzionali e/o strutturali nei
sistemi irradiati.
Gli effetti di natura termica dipendono dall’incremento
della temperatura prodotto dalla radiazione, dalla sua
durata nel tempo, dalle dimensioni fisiche della superficie
irradiata e dalla termosensibilità delle strutture bersaglio
(pelle, retina).
LE RADIAZIONI OTTICHE:
ULTRAVIOLETTO
ATTIVITA’ LAVORATIVE CHE IMPIEGANO
RADIAZIONI ULTRAVIOLETTE
•
•
•
•
•
•
Sterilizzazione
Essiccazione inchiostri, vernici
Fotoincisione
Analisi chimiche e biologiche
Controlli difetti di fabbricazione
Lampade per uso medico (es. fototerapia
dermatologica) e/o estetico
• Luce pulsante ad alta intensità –IPL• Saldatura ad arco/ al laser
EFFETTI SULLA SALUTE
RADIAZIONE OTTICA
ULTRAVIOLETTO
OCCHIO
fotocheratocongiuntivite (UVB-UVC),
cataratta fotochimica (UVA)
CUTE
eritema (UVB-UVC),
sensibilizzazione (UVA),
fotoinvecchiamento (UVC-UVB-UVA),
cancerogenesi (UVC-UVB-UVA)
ASSORBIMENTO DELLA RADIAZIONE UV NELLE STRUTTURE OCULARI
FOTOCHERATOCONGIUNTIVITE
FOTOCHERATOCONGIUNTIVITE
Si produce per esposizioni brevi ed intense di cornea e
congiuntiva agli UV-C e UV-B, con massimo di efficacia
biologica fra 265-275 nm
EFFETTI
Cheratite (infiammazione della cornea) e Congiuntivite
(infiammazione della congiuntiva)
ISTOPATOLOGIA
Lesioni superficiali conseguenti a morte e progressiva
perdita di cellule epiteliali e messa a nudo delle numerose
terminazioni nervose superficiali che vengono a contatto con
il velo lacrimale
FOTOCHERATOCONGIUNTIVITE
SINTOMI
Dolore acuto, fotofobia e una fastidiosa “sensazione di sabbia”
negli occhi.
PROGNOSI
La rapidità di guarigione della cornea e dell’epitelio
congiuntivale è inversamente correlata con la dose di
esposizione. Lo strato epiteliale corneale si rigenera
completamente in circa 1-2 giorni (ad es. in caso di
fotocheratite UV, nota anche come flash del saldatore).
Di norma lo stato infiammatorio risultante ha un carattere
transitorio e reversibile se non sono coinvolti anche i tessuti
più profondi della cornea.
CATARATTA FOTOCHIMICA
CATARATTA FOTOCHIMICA
Si tratta di una più o meno accentuata opacizzazione del
cristallino tale da provocare una ridotta trasmissione della
luce verso la retina con un aumento della componente
diffusa.
PATOGENESI
UV-B e UV-A vengono assorbite principalmente dal
cristallino che è quindi soggetto ad alterazioni
fotochimiche. Le fibre del cristallino mancano del
processo di riparo per trattare i fotoprodotti, che si
accumulano e formano opacità note come cataratta.
CATARATTA FOTOCHIMICA
SINTOMI
Difficoltà nella visione con velatura più o meno marcata
fino alla perdita del visus.
PROGNOSI
La cataratta è curabile con la sostituzione chirurgica del
cristallino, ma si deve stare attenti perché il nuovo
cristallino favorisce l’ingresso della luce fino alla retina
con possibile danno retinico da UV.
FOTORETINITE DA LUCE BLU
FOTORETINITE DA LUCE BLU
Il rischio da” luce blu” è riferito ad esposizioni elevate alla
radiazione di lunghezza d’onda compresa tra 300 e 700
nm (parte degli UVB, tutti gli UVA e la maggior parte delle
radiazioni visibili). In senso stretto tuttavia la luce blu
riguarda le frequenze 400-490 nm.
PATOGENESI
La fotoretinite è di natura fotochimica e si manifesta
tipicamente con uno scotoma all’interno dell’aria irradiata.
Se lo scotoma coinvolge la zona maculare si possono
presentare gravi deficit visivi.
FOTORETINITE DA LUCE BLU
PROGNOSI
Il grado di recupero della funzione visiva dipende dalle
dimensioni della lesione iniziale e dal tipo di cellule
retiniche coinvolte.
Nelle lesioni di lieve entità si osservano due meccanismi di
riparazione:
1. La crescita di nuove parti delle cellule danneggiate,
quali i segmenti esterni dei fotorecettori.
2. La migrazione di cellule vitali nel sito danneggiato.
Le lesioni gravi possono essere irreversibili e la perdita
visiva essere permanente.
DERMATOELIOSI
DERMATOELIOSI
Il fotoinvecchiamento cutaneo è un fenomeno multifattoriale
provocato dalla naturale esposizione alla RUV e
dall’invecchiamento cronologico che si manifesta in misura
più accentuata negli individui di pelle chiara e nelle aree
maggiormente fotoesposte:braccia, viso, collo.
La cute appare ispessita, secca, corrugata, di colore
giallastro, con gli osti follicolari dilatati ed otturati da
pseudocomedoni, solcati da piaghe profonde; possono
essere presenti teleangectasie, sugli avambracci e sulle
mani, lesioni purpuriche o pigmentarie irregolari (acromia e
lentiggini)
FOTOCANCEROGENESI CUTANEA
FOTOCANCEROGENESI CUTANEA
I carcinomi basocellulari e spinocellulari sono molto frequenti
nell’uomo e si manifestano soprattutto in età avanzata e
nelle aree maggiormente esposte ai raggi solari con nesso
causale evidente con l’esposizione radiante.
Per il melanoma il rischio non è dose-dipendente, ma
risultano importanti i fattori genetici ed appaiono rilevanti gli
effetti nocivi delle esposizioni intense alla RUV in età < 15
anni, soprattutto se hanno prodotto eritema, scottature e
vesciche.
FOTOCANCEROGENESI CUTANEA
PATOGENESI
E’ un processo multifattoriale di lungo periodo che coinvolge
l’organismo attraverso meccanismi non del tutto chiari:
•Alterazioni fotoindotte del DNA → mutazioni dei geni
oncosoppressori, in particolare la p-53
•Attivazione della ornitina-decarbossilasi (ODC) → azione
promotrice e inducente la progressione tumorale
•Perossidazione dei lipidi→generazione di aldeidi
mutagene→alterazione dei recettori di membrana e
liberazione di mediatori solubili, che modificano la biologia
cellulare
•La foto-immunosoppressione→ostacola l’eliminazione delle
cellule tumorali
ERITEMA
ERITEMA
Si manifesta alcune ore dopo un’intensa esposizione a RUV
(massima efficacia eritemigena degli UVB).
Consiste in un arrossamento cutaneo eventualmente
associato a bolle dovuto ad una vasodilatazione periferica
conseguente ad un insulto alle cellule epidermiche e ai vasi
del derma con liberazione di mediatori flogogeni (soprattutto
prostaglandine) provocata dall’azione diretta dei raggi UVB
ed indiretta degli UVA e UVB, attraverso la formazione di
numerose specie reattive dell’ossigeno (SRO).
Raggiunge il massimo dopo 12-14 ore e si risolve in 3-4
giorni, ma è strettamente legata all’intensità dell’esposizione
e dell’efficacia dei mezzi fotoprotettivi (naturali e non) di cui
dispone l’individuo.
FOTOSENSIBILIZZAZIONE
FOTOSENSIBILIZZAZIONE
Processo che rende la cute sensibile alla luce attraverso la
presenza di una sostanza assorbente la luce stessa, che può
essere di derivazione:
•Endogena (accumulo dipendente da un difetto genetico)
•Esogena (farmaci topici e sistemici, cosmetici, profumi,
vegetali)
Gli UVA penetrano più in profondità e quindi sono in grado di
interagire più facilmente con molecole fotoattive presenti nel
microcircolo periferico, per cui sono più efficaci nell’indurre
reazioni fotosensibilizzanti
FOTOSENSIBILIZZAZIONE
PATOGENESI
Le reazioni cutanee da fotosensibilizzazione sono provocate
da:
•Meccanismi fototossici: basata sull’esclusivo intervento delle
reazioni fotochimiche; insorge in qualsiasi individuo senza
predisposizione e a partire dalla prima esposizione.
•Meccanismi fotoallergici: richiede l’intervento del sistema
immunitario del soggetto. E’ necessaria una fase iniziale di
sensibilizzazione e la reazione patologica insorgerà solo al
secondo contatto tra la molecola fotosensibilizzante e una
irradiazione di lunghezza d’onda adeguata.
REAZIONI
FOTOTOSSICHE
REAZIONI
FOTOALLERGICHE
•Possono insorgere in qualsiasi
soggetto senza predisposizione
•Sono necessarie una concentrazione
sufficiente di sostanza sensibilizzante
e una irradiazione efficace
•Compaiono subito dopo la prima
esposizione e senza periodo
refrattario
•Sono strettamente legate alle sedi
esposte
•Si presentano con arrossamento
cutaneo, eventualmente associato a
bolle, cui seguirà una pigmentazione
più o meno durevole
•L’evoluzione è rapidamente
favorevole
•Il processo patogenetico è una
reazione di ipersensibilità ritardata e
cellulo-mediata di tipo IV che necessita
l’intervento della luce
•Insorgono dopo un tempo di latenza
più o meno lungo
•Lo scatenamento è indipendente sia
dalla quantità di fotoallergizzante che
dalla dose di energia luminosa ricevuta
•L’eruzione cutanea si manifesta
diverse ore dopo l’esposizione alla luce
•Si presentano con eritema e vescicole
che si può estendere al di fuori delle
zone fotoesposte
•Il decorso è prolungato con
persistenza delle lesioni per molto
tempo dopo l’accidente acuto
Rispetto ad altri fattori fisici di rischio
presenti nell’ambiente di vita e di lavoro, la
RUV manifesta una caratteristica unica, un
effetto biologico benefico e fondamentale
per la salute umana:
la produzione endogena di vitamina D3
LE RADIAZIONI OTTICHE:
RADIAZIONI DEL VISIBILE
ATTIVITA’ LAVORATIVE CHE IMPIEGANO
RADIAZIONI DEL VISIBILE
• Sorgenti di illuminazione artificiale
(lampade ad alogenuri metallici, al
mercurio…)
• Lampade per uso medico (fototerapia
neonatale e dermatologica) / estetico
• Luce pulsata –IPL(Intense Pulsed Light)• Saldatura
EFFETTI SULLA SALUTE
RADIAZIONE OTTICA
VISIBILE
OCCHIO
CUTE
fotoretinite (in particolare da luce blu,
380-550 nm)
fotodermatosi
RADIAZIONI DEL VISIBILE
EFFETTI BIOLOGICI
QUADRI CLINICI
1.
occhio: fotoretinite
Fotochimico
occhio: ustione alla retina
2.
Termico
cute: ustioni
USTIONE DELLA RETINA
USTIONE DELLA RETINA
La retina è particolarmente vulnerabile alla radiazione
VIS, che assorbe fortemente.
Per cui la visione di una sorgente intensa di luce, anche
per breve durata, può determinare, per effetto termico,
una ustione della retina
LE RADIAZIONI OTTICHE:
RADIAZIONI INFRAROSSE
ATTIVITA’ LAVORATIVE CHE IMPIEGANO
RADIAZIONI INFRAROSSE
•
•
•
•
Riscaldatori radianti
Forni di fusione metalli e vetro
Cementerie
Lampade per riscaldamento ad
incandescenza, a scarica, ad arco
• Dispositivi militari per la visione notturna
EFFETTI SULLA SALUTE
RADIAZIONE OTTICA
INFRAROSSO
OCCHIO
ustioni corneali (IRC-IRB),
cataratta termica (IRB-IRA),
danno termico retinico (IRA)
CUTE
vasodilatazione, eritema, ustioni
RADIAZIONI INFRAROSSE
Gli infrarossi penetrano poco profondamente nella pelle a
causa dell’elevato gradi di assorbimento dovuto all’acqua e
l’energia assorbita viene rapidamente dissipata sotto forma
di calore, attraverso la circolazione sanguigna o
l’evaporazione cutanea.
L’effetto biologico è essenzialmente di natura termica, poiché
l’energia associata a queste lunghezze d’onda non è
sufficiente a provocare la formazione di radicali o la rottura di
legami covalenti
RADIAZIONI INFRAROSSE
Il danno provocato dalle radiazioni IR può essere:
•Acuto (singola esposizione a dosi elevate): solitamente
interessa la cute
•Cronico (esposizione prolungata a intensità basse):
solitamente interessa l’occhio
DANNO ACUTO ALLA CUTE DA IR
RADIAZIONI INFRAROSSE
DANNO ACUTO ALLA CUTE
Il danno si manifesta in qualche minuto e la sensazione
dolorosa associata all’eccessivo riscaldamento o alla
bruciatura permette di accorgersi immediatamente del
pericolo e di sottrarsi all’esposizione ( a differenza
dell’eritema da UV che compare alcune ore dopo
l’esposizione).
La gravità del danno, dipende sia dalla temperatura (la
temperatura critica per determinare la sensazione di dolore e
per provocare lesioni è di 45°) ,sia dalla durata
dell’esposizione al calore, sia dalla dimensione dell’area
irradiata, sia dall’efficacia dei fenomeni locali di
termoregolazione, che dal grado di pigmentazione cutanea.
CATARATTA DA RADIAZIONI INFRAROSSE
CATARATTA DA RADIAZIONI INFRAROSSE
Il cristallino è privo di vascolarizzazione e la sua posizione
comporta una scarsa capacità di dissipare l’eccesso di
calore assorbito ed ha un ricambio cellulare
estremamente lento per cui le conseguenze di una
esposizione possono manifestarsi dopo molti anni.
Per tempi di esposizione brevi ad IR l’opacità nel
cristallino è attribuita al riscaldamento dell’iride.
Per tempi lunghi con una bassa intensità di esposizione
ad IR si induce opacizzazione nella parte del cristallino
non coperta dall’iride.
CATARATTA DA RADIAZIONI INFRAROSSE
La cataratta da IR, a differenza di quella senile, è
caratterizzata dal fatto che il danno è maggiore nella
parte posteriore del cristallino.
Esempi professionali di cataratta da IR:
1. La cataratta dei soffiatori di vetro
2. La cataratta dei colatori dell’acciaio fuso
USTIONE DELLA CORNEA
La cornea può subire la distruzione anche completa
dello strato epiteliale, soprattutto ad opera delle
lunghezze d’onda tra 880 e 1100 nm.
Le terminazioni nervose della cornea sono piuttosto
sensibili a tutti gli innalzamenti di temperatura, e un
aumento di 10°C causa una intensa risposta dolorosa.
LASER
LASER
Gli effetti biologici indotti dalla luce laser variano in
relazione alla durata dell’impulso:
•ESPOSIZIONI DI BREVE DURATA (nell’ordine dei ns):
effetto termoacustico – fenomeni acustici transitori
•ESPOSIZIONI DI DURATA INTERMEDIA ( fino ad alcuni
secondi): effetto termico che determina una denaturazione
delle proteine attraverso l’assorbimento di calore.
•ESPOSIZIONI PROLUNGATE (oltre 100 s): effetto
fotochimico che comporta l’attivazione molecolare
attraverso la cattura di quanti di energia.
La sorveglianza sanitaria
Quando è necessaria la
sorveglianza sanitaria
• Tempestivo controllo da parte del Medico Competente
ove si fosse riscontrata una esposizione superiore ai
valori limite
• Per tutti i lavoratori che, sulla base del risultato della
valutazione dei rischi, debbano indossare DPI per gli
occhi o la pelle in quanto altrimenti potrebbero risultare
esposti a livelli superiori ai valori limite di legge
• Per esposizione ad UV e luce blu se l’esposizione,
anche se inferiore al valore limite, si può protrarre nel
tempo (mesi, anni)
• Soggetti particolarmente sensibili
Periodicità della sorveglianza
sanitaria
• Di norma annuale
• Per quanto riguarda i soggetti particolarmente
sensibili, che potrebbero essere esposti ad un
rischio significativo anche a valori inferiori ai
limiti di legge, saranno individuate dal Medico
Competente la periodicità dei controlli sanitari e
le misure protettive specifiche da mettere in atto
Soggetti particolarmente sensibili
•Donne in gravidanza
•Minori
Art.182 d.lgs.81/08
•Albini ed individui di fototipo 1 per esposizione a UV
•Portatori di malattie del collagene ( Sclerodermia, Lupus
Eritematoso, dermatomiosite, poliartrite nodosa, ecc.) per
esposizione a UV
•Soggetti affetti da alterazioni dell’iride (colobomi, aniridie)
e della pupilla (midriasi, pupilla tonica)
•Soggetti portatori di Drusen (corpi colloidi) per esposizioni
a luce blu
Soggetti particolarmente sensibili
• Soggetti in trattamento cronico o ciclico con farmaci
fotosensibilizzanti, quali ad esempio:
1. Antibiotici come le tetracicline e fluorochinolonici
2. Antinfiammatori non steroidei quali l’ibuprofene e il
naprossene
3. Diuretici come la furosemide
4. Ipoglicemizzanti come la sulfonilurea
5. Psoraleni
6. Acido retinoico
7. Acido aminolevulinico
8. Neurolettici come le fenotiazine
9. Antiaritmici come l’amiodarone
AGENTI
INCIDENZA
TIPO DI
REAZIONE
INTERVALLI
λ EFFICACI
Agenti fotosensibilizzanti dopo somministrazione locale
Solfonammidi e prodotti
chimici asssociati (schermi
solari, sbiancanti ottici)
Fototossica e
fotoallergica
290-320 nm
Disinfettanti (composti di
salicilanilide in saponi e
deodoranti)
Fototossica e
fotoallergica
290-400 nm
Fenotiazine (creme,
coloranti, insetticidi)
Fototossica e
fotoallergica
320 nm- visibile
Coloranti
Fototossica
iperpigmentazione
visibile
Catrame di carbone e
derivati (composti fenolici)
Fototossica
340-430 nm
Oli essenziali (profumi ed
acque di colonia)
Fototossica
iperpigmentazione
290-380 nm
Composti furocumarinici
(psoraleni)
Fototossica
iperpigmentazione
290-400 nm
Solfuro di cadmio (tatuaggi)
Fototossica
380-445 nm
AGENTI
INCIDENZA
TIPO DI
REAZIONE
INTERVALLI
λ EFFICACI
Agenti fotosensibilizzanti dopo somministrazione orale o parenterale
Amiodarone
Alta
Fototossica
300-400 nm
Diuretici a base di tiazide
Media
Fotoallergica
300-400 nm
Clorpromazina e fenotiazine
associate
Media
Fototossica e
fotoallergica
320-400 nm
Acido nalidixico
Alta
Fototossica
320-360 nm
Farmaci antinfiammatori non
steroidei
Bassa
Fototossica e
fotoalleergica
310-340 nm
Protriptilina
Alta
Fototossica
290-320 nm
Psoraleni
Alta
Fototossica
320-380 nm
Sulfamidici (batteriostatici ed
antidiabetici)
Bassa
Fotoallergica
315-400 nm
Tetracicline (antibiotici)
Media
Fototossica
350-420 nm
Soggetti particolarmente sensibili
• Lavoratori che abbiano lesioni cutanee maligne o pre
maligne, per esposizione a UV
• Lavoratori affetti da patologie cutanee fotoindotte o foto
aggravate, per esposizione a UV e IR
• Lavoratori affetti xeroderma pigmentosus, per esposizione
a UV
• Soggetti epilettici per esposizione a luce visibile di tipo
intermittente, cioè trai 15 e venticinque flash al secondo
• Soggetti che hanno subito un impianto IOL (Intra Ocular
Lens.”cristallino artificiale”) per esposizioni tra 300-550 nm
