TOSSICOLOGIA OCULARE

TOSSICOLOGIA OCULARE
Essendo uno spazio ristretto e ricco di molteplici
target biochimici è un distretto con potenziale,
elevata sensibilità alle sostanze tossiche.
E’ formato da derivati ectodermici (epitelio
corneale e congiuntiva) e mesodermici (coroide,
iride e stroma del corpo ciliare), oltre che da
modificazioni del tessuto neurale altamente
specifico e sensibile alla luce che rappresentano i
fotorecettori.
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Contiene inoltre due zone, relativamente ampie,
non vascolarizzate (lente e cornea) legate da un
unico sistema di trasporto attivo che mantiene
stabile lo stato di idratazione e la trasparenza.
Contiene infine un piccolo sistema di flusso
cerebro-spinale (il sistema acqueo) ove i processi
dei corpi ciliari sono analoghi ai plessi corioidei
cerebrali, ove la barriera al flusso ematico è
specifica come quella cerebrale e ove i sistemi di
flusso sono talmente critici che la perdita della
vista è il prezzo della loro disfunzione
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Le uniche sostanze chimiche in concentrazione
significativa sono:
1. Proteine della lente
2. Pigmenti fotosensibili (almeno 4)
3. Melanina presente nel tessuto oculare a livelli
più elevati che in ogni altro distretto del corpo
umano
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GRANDI SINDROMI OCULARI
1.
AMBLIOPIA
PSEUDOTOSSICA
DA
TABACCO ALCOOL (anche NEUROPATIA
OTTICA CUBANA).
Neuropatia ottica e perdita della visione centrale
da probabile interazione tra eccessivo consumo di
tabacco e alcol e malnutrizione
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GRANDI SINDROMI OCULARI
2. DISASTRO DI BHOPAL.
Il 2 dicembre 1984 a Bhopal (India) 3000 morti
per edema polmonare per gli effetti
dell’isocianato di metile. Nei sopravvissuti, gli
effetti oculari (ustioni) erano i più rilevanti.
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GRANDI SINDROMI OCULARI
3. GAS MOSTARDA
IRACHENO.
NEL
KURDISTAN
5000 morti nella città di Halabaja a causa del gas
mostarda (cloroetilsolfato). Nei sopravvissuti
furono osservate ustioni oculari.
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GRANDI SINDROMI OCULARI
4. ACIDO FLUORIDRICO A TEXAS CITY.
Emissione atmosferica da una raffineria di 18
tonnellate di acido fluoridrico. 2 anni dopo
furono riscontrate lesioni polmonari e sintomi
oculari.
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CORNEA E CONGIUNTIVA
Cornea e congiuntiva sono le strutture
maggiormente interessate dagli agenti esterni
La trasparenza della cornea è mantenuta dallo
strato di epitelio ed endotelio che ha una piccola
massa, ma una attività metabolica relativamente
elevata. La morte di tale strato è causa della
imbibizione di acqua e di perdita della
trasparenza.
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CORNEA E CONGIUNTIVA
AGENTI ESTERNI
Acidi: effetti dovuti al
1. pH
2. capacità dell’anione di legarsi alle
proteine
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CORNEA E CONGIUNTIVA
AGENTI ESTERNI
Acidi
L’ustione da acidi può variare dalla completa
guarigione alla completa opacizzazione sino alla
perforazione del globo oculare.
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CORNEA E CONGIUNTIVA
AGENTI ESTERNI
Acidi:
Gli effetti del pH sono diversi da acido ad acido;
l’ac. picrico, l’ac. tungstico, e l’ac. tannico
producono gravi lesioni indipendentemente dal
pH della soluzione, mentre l’ac. cloridrico causa
gravi danni a pH 1, ma nessun effetto a pH 3.
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CORNEA E CONGIUNTIVA
AGENTI ESTERNI
Acido solforico
Nella forma concentrata ha effetti disidratanti e
causa un rialzo termico del film liquido (reazione
esotermica) con aggravamento delle ustioni.
Possiede anche una elevata affinità per il tessuto
corneale
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CORNEA E CONGIUNTIVA
AGENTI ESTERNI
Acidi:
Il trattamento consiste in una abbondante
irrigazione oculare.
Anche nelle ustioni da ac. solforico, ove ci si
attenderebbe un rialzo termico, l’irrigazione è di
elezione, usando un volume sufficientemente
ampio ed una sufficiente velocità per allontanare
l’acido.
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CORNEA E CONGIUNTIVA
AGENTI ESTERNI
Basi:
1. pH
2. Diffusione (basi forti esistono in tutte le case)
3. Effetti ritardati: anche ustioni al momento lievi,
possono portare a opacizzazione, vascolarizzazione,
ulcerazioni o perforazioni.
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CORNEA E CONGIUNTIVA
AGENTI ESTERNI
Basi:
Studi sperimentali con soluzioni isotoniche di NaOH N/20:
1. esposizioni per 30 sec. seguite da irrigazione causano segni che
durano diverse settimane ma che generalmente guariscono senza
postumi
2. esposizioni per 3 min. seguite da irrigazione causano grave, precoce
opacizzazione, marcata vascolarizzazione dopo 3 mesi con residui di
opacizzazione, pigmentazione e vascolarizzazione a 10 mesi.
3. esposizioni per più di 3 min. seguite da irrigazione causano
cambiamenti catastrofici nella cornea portando a completa
opacizzazione e ad infiltrazione purulenta entro 7-10 giorni con
ulcerazioni e perforazioni.
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CORNEA E CONGIUNTIVA
AGENTI ESTERNI
Eccezione al comportamento tipico delle basi forti è
l’ammoniaca.
Penetra l’epitelio, lo stroma e la camera anteriore più
rapidamente delle altre basi:
1. Solubilità lipidica nell’NH3 non ionizzato
2. Rapidità della diffusione
3. Abilità dell’NH4OH di ledere l’epitelio corneale
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CORNEA E CONGIUNTIVA
AGENTI ESTERNI
L’ammoniaca è misurabile nella camera anteriore dopo
15 secondi dall’esposizione.
L’uveite può essere la manifestazione precoce dell’ustione
da ammoniaca
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CORNEA E CONGIUNTIVA
AGENTI ESTERNI
Altra eccezione è l’ossido di calcio, noto anche come calce
viva.
Assorbe acqua formando
esotermica come le altre basi.
Ca(OH)2
con
reazione
Reagisce inoltre col film liquido e le proteine formando
dei blocchi di composti umidi difficili da rimuovere con
l’irrigazione che tendono ad indovarsi nei cul-de-sac
superiori e inferiori agendo come riserva di liberazione di
Ca(OH)2 per lunghi periodi.
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CORNEA E CONGIUNTIVA
AGENTI ESTERNI
Trattamento:
1. Irrigazione rapida
2. Rimozione dei detriti
3. Uso di chelanti quali l’EDTA
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CORNEA E CONGIUNTIVA
AGENTI ESTERNI
Effetti ritardati:
1. Ritardo nella riparazione dell’epitelio dopo gravi ustioni
dello stroma;
2. Rapido e prolungato rialzo della tensione intraoculare
secondaria al rilascio di prostaglandine;
3. Rilascio di enzimi litici (collagenasi) dai leucociti
attratti dalle prostaglandine;
4. Riduzione del contenuto in acido ascorbico.
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CORNEA E CONGIUNTIVA
AGENTI ESTERNI
Solventi organici:
hanno la capacità di sciogliere i grassi. Come
conseguenza causano dolore al contatto e possono portare
ad intorbidimento corneale. Il danno è una perdita diffusa
delle cellule epiteliali dovuta alla dissoluzione dei lipidi.
La sensazione dolorosa è dovuta al trauma di alcune delle
terminazioni nervose della cornea.
Il danno non è estensivo e duraturo, a meno che i solventi
non siano ad elevata temperatura.
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CORNEA E CONGIUNTIVA
AGENTI ESTERNI
Solventi organici:
Particolare è però il triclorosilano, usato per la pulizia dei
microchips.
Ha un basso punto di infiammabilità e la miscela di vapori
è esplosiva con l’aria. Si decompone violentemente al
contatto con l’acqua producendo vapori contenenti HCl
con potenziali effetti ustionanti.
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CORNEA E CONGIUNTIVA
AGENTI ESTERNI
Detergenti:
Hanno la proprietà comune di abbassare la tensione
superficiale delle soluzioni acquose.
Causano irritazione corneale reversibile.
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CORNEA E CONGIUNTIVA
AGENTI ESTERNI
Lacrimanti:
1. α-cloroacetofenone
2. α-bromobenzilcianuro
3. Etiliodioacetato
Il danno oculare varia con la modalità di applicazione.
Possono causare danni meccanici e portare a
opacizzazione permanente.
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CORNEA E CONGIUNTIVA
AGENTI ESTERNI
Metalli pesanti:
Possono causare colorazione corneale (argento,
mercurio), ma anche distruzione tissutale con
opacizzazione e ulcerazioni.
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CORNEA E CONGIUNTIVA
AGENTI ESTERNI
Idrochinone:
è ossidato a benzochinone e immagazzinato in forma di
grossi granuli vicino o dentro lo strato basale dell’epitelio
corneale.
Causa una cheratopatia a banda marrone.
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CORNEA E CONGIUNTIVA
AGENTI INTERNI
Solo di rado, farmaci somministrati per via sistemica
causano danni corneali, con le consuete eccezioni:
1. Chimacrina (antimalarico) causa edema corneale, come
conseguenza di un effetto specifico sull’epitelio;
2. Clorochina (antimalarico) causa intolleranza alla luce
(250-500 mg/die). Causa formazione di turbidità grigiastre
nello strato profondo dell’epitelio;
3. Cloropromazina (antipsicotico) causa (550 mg/die per
lameno 3 anni) deposizioni granulari nell’endotelio
corneale e nella capsula della lente.
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PALPEBRE E APPARATO LACRIMALE
AGENTI ESTERNI
Alcuni degli agenti considerati, oltre agli effetti sulla
cornea e la congiuntiva, possono causare cicatrici
occlusive della puncta o dei canalicoli o di entrambi
dell’apparato lacrimale con ostruzione al flusso delle
lacrime e uno stillicidio lacrimale (epifora) irritativo.
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PALPEBRE E APPARATO LACRIMALE
AGENTI ESTERNI
Se vi è una esposizione eccessiva della sclera, questa può
andare incontro al ulcerazioni e perforazioni.
Evento che può avvenire in caso di latirismo che consiste
in una ptosi palpebrale inferiore causata dall’assunzione
di un pisello del genere lathirus.
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PALPEBRE E APPARATO LACRIMALE
AGENTI INTERNI
Il Proctololo (ß-bloccante) causa una sindrome oculocutanea con atrofia delle ghiandole lacrimali, ulcerazioni
corneali e possibile perforazione corneale.
L’evento pare immuno-mediato e per tale motivo è anche
chiamata penfigo oculo-cicatriziale.
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IRIDE E CORPI CILIARI
AGENTI ESTERNI
I corpi ciliari servono per l’accomodazione e la secrezione
dell’umor acqueo (velocità 1µL/min)
Alcune sostanze corrosive possono causare iriti se
raggiungono la cornea in concentrazioni sufficienti a
penetrare nella camera anteriore o se distruggono
rapidamente l’epitelio corneale con penetrazione
Pupilla del raccoglitore di grano: causata dallo stramonio
(midriasi), pianta infestante (Datura stramonium)
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IRIDE E CORPI CILIARI
AGENTI INTERNI
Sostanze simpaticomimetiche e parasimpaticomimetiche
dilatano la pupilla (midriasi), mentre sostanze
simpaticolitiche e parasimpaticolitiche la costringono
(miosi)
L’uso di agenti immunosoppressivi (ciclosporina A)
possono causare uveiti e danni dei corpi ciliari.
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IRIDE E CORPI CILIARI
AGENTI INTERNI
Le fenotiazine (antipsicotici) causano annebbiamento
dovuto ad indebolimento dei muscoli ciliari come
conseguenza dell’accumulo del farmaco nei corpi ciliari
da immagazzinamento di fenotiazine policicliche nella
melanina.
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SISTEMA ACQUEO
L’equivalente oculare del liquido cerebrospinale è l’umor
acqueo, attivamente secreto nella camera posteriore dal
doppio strato epiteliale che ricopre i processi ciliari.
Alterazioni di tale sistema causano il GLAUCOMA
riconducibile a due forme:
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SISTEMA ACQUEO
1. Angolo aperto: causato da graduale riduzione del
canale di Schlemm a far fluire il liquido con conseguenti
processi infiammatori. Esita in una ipertensione
endooculare tra i 30 e i 40 mm di Hg con assenza di
dolore e lenta perdita del campo visivo periferico. E’
dovuto a lesioni oculari da caustici.
2. Angolo chiuso: causato da completa chiusura della
camera. La tensione endooculare può superare i 100 mm
Hg; causa dolore importante, iniezione congiuntivale e
sclerale e rapida perdita della vista. E’ di origine
iatrogena (diretta o favorente)
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LENTE (CRISTALLINO)
Il cristallino è un tessuto trasparente, avascolare,
circondato da una capsula elastica, priva di cellule,
collagenosa.
Acqua e proteine sono i costituenti primari. Le fibre sono
composte da proteine solubili (α, β, e γ-cristallina) e da
una proteina non solubile, l’albuminoide. Tali proteine
sono
uniche
nella
loro
essenza
di
essere
immunologicamente organo-, ma non specie, -specifiche.
Altri costituenti cellulari sono: 1) piccole quantità di lipidi
e glicoproteine, 2) acido oftalmico, 3) relativamente
abbondante quantità di GSH, 4) piccole quantità di Ca2+,
necessarie per mantenere la stabilità delle membrane
cellulari.
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LENTE (CRISTALLINO)
Sintetizza attivamente proteine
Sintetizza acidi nucleici
Ha un sistema di trasporto attivo del K+
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LENTE (CRISTALLINO)
Il danno più rilevante a carico del cristallino è la
CATARATTA e numerosi agenti, fisici e chimici,
sono in grado di causarla.
Radiazioni ionizzanti
Radiazioni Infrarosse e Ultraviolette
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LENTE (CRISTALLINO)
2,4-Dinitrofenolo (farmaco introdotto negli anni
30 come dimagrante) causa cataratta dopo
somministrazione parenterale per probabile
disaccoppiamento della fosforilazione ossidativa.
Cloropromazina
(antipsicotico)
causa
la
formazione di granuli pigmentati con perdita
della trasparenza.
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LENTE (CRISTALLINO)
Steroidi: 1) la lente può accumulare steroidi e
trasformarli in solfo e glucurono-coniugati. Il
cortisolo può legarsi alle proteine solubili α e βcristallina;
2) possono causare alterazioni nel trasporto del
Na e del K
3) possono inibire la sintesi proteica lenticolare.
Esiste una stretta correlazione dose/durata della
terapia.
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LENTE (CRISTALLINO)
Tallio: causa (raramente) aree di proliferazione o perdita
dell’epitelio subcapsulare, oltre ad accumulo di materiale
omogeneo granulare assialmente alle fibre.
Busulfan
(Myleran-antitumorale):
causa
opacità
subcapsulare posteriore. Le cellule della zona equatoriale,
che hanno una breve emivita, sono coinvolte per prime.
Normalmente migrano e si differenziano nelle fibre
lenticolari. La loro morte avviene dopo tre giorni di
trattamento, portando ad una riduzione della densità
cellulare, ad una disorganizzazione delle file meridionali
e, infine, all’opacizzazione.
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LENTE (CRISTALLINO)
Tripanololo (anticolesterolico): causa formazione di
piccole vescicole sudanofile sulle fibre con eventuale
aggregazione. Causa inoltre un aumento di 10 volte del
contenuto in Na con idratazione e rigonfiamento.
Naftalene:
causa
cataratta
(molto
impiegato
nell’induzione della cataratta sperimentale) per mezzo del
suo metabolita 1,2-diidro-1,2-diidrossinaftalene e, in
parte, dell’1,2-naftochinone.
Galattosio: causa eccessiva idratazione della lente. Nella
GALATTOSEMIA è presente anche la cataratta.
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CAVITA’ VITREA
La cavità vitrea è una via di accesso importante,
soprattutto per aggredire la retina e per inoculare
farmaci antimicrobici. La tolleranza a tali
farmaci è variabile e dipendente dalla dose.
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RETINA E COROIDE
Retina
E’ una struttura neurale molto compatta e
complessa responsabile della traduzione delle
immagini luminose e del preprocessamento di
impulsi neurali prima di inviarli al cervello.
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RETINA E COROIDE
Retina
E’ formata:
1. dallo strato dei coni e dei bastoncelli (contenenti
pigmenti fotosensibili) che è il recettore delle immagini
luminose.
2. da cellule recettoriali che formano sinapsi con cellule
bipolari che, a turno formano ulteriori sinapsi con cellule
gangliari
3. da sinapsi laterali che intervengono con cellule
orizzontali e sinapsi retrograde con cellule amacrine
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RETINA E COROIDE
Retina
E’ formata:
4. dalle cellule di Müller, equivalenti gliali nella retina
con nuclei prossimi allo centro dello spessore retinico e
lunghi processi che si estendono lungo tutto lo spessore
retinico
5. da un singolo strato di epitelio retinico pigmentato
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RETINA E COROIDE
Coroide
E’ uno strato vascolare i cui costituenti principali, oltre ai
vasi, sono tessuto connettivo collagenoso e cellule
contenenti un numero elevato di granuli di melanina.
A causa della vicinanza con la retina, alcune malattie che
inizialmente interessano la coroide, danneggiano anche la
retina e viceversa.
Corioretinite è il termine comune per definire tali
patologie
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RETINA E COROIDE
Clorochina (antimalarico): alle dosi utilizzate nella
terapia dell’artrite reumatoide e del lupus, sia discoide che
sistemico, causa perdita irreversibile della funzione
retinica
segni precoci (reversibili):
1. area centrale pigmentata, scura, coinvolgente la
macula, circondata da un anello di depigmentazione
(bull’s eye-retina)
2. ridotto elettrooculogramma
3. possibile pigmentazione granulare della retina
periferica
4. visione oscurata e difficoltà di lettura
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RETINA E COROIDE
segni tardivi (irreversibili):
1. scotomi progressivi
2. restrizione del campo visivo periferico con inizio nel
quadrante temporale superiore
3. stenosi dell’arteria retinica
4. cecità notturna e ai colori
5. assenza del tipico aspetto pigmentato
6. elettrooculogramma e retinogramma anormale
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RETINA E COROIDE
cause:
1. lesioni biochimiche nello strato delle cellule epiteliali
pigmentate. Inibizione del metabolismo proteico
dell’epitelio pigmentato (inibizione dell’incorporazione
degli aminoacidi nelle proteine)
2. antagonisti del platelet-activating factor (PAF) possono
bloccare gli effetti tossici sulla retina normale
Non è ancora ben definito se l’effetto è sulla retina
neurale, sull’epitelio pigmentato o su entrambi.
TOSSICOLOGIA OCULARE
RETINA E COROIDE
Fenotiazine
(antipsicotici):
la
sintomatologia,
caratterizzata da:
1. ridotto adattamento alla luce soffusa
2. ridotta acuità visiva
3. restringimento del campo visivo
4. anormale pigmentazione della retina periferica o nella
macula con blocchi tipo sale e pepe di pigmento
compare 2-3 mesi dopo la terapia con 400-800 mg/die. La
sospensione del trattamento è seguita da totale o parziale
riacquisizione delle funzioni retiniche. Pare che si leghino
con la melanina.
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RETINA E COROIDE
Indometacina (antiinfiammatorio): 50-200 mg/die per 1-2
anni causano:
1. diminuzione dell’acuità visiva
2. anormalità nel campo visivo
3. anomalie nell’adattamento all’oscurità
4. anormalità dell’ERG e EOG
Inibisce la cicloossigenasi che forma le prostaglandine e
inibisce l’accumulo del Ca.
Non è però chiara la funzione di tutto questo nella
patogenesi della retinopatia.
TOSSICOLOGIA OCULARE
RETINA E COROIDE
Ossigeno: inalazioni anche modeste di ossigeno a 2-3
atmosfere esitano in un progressivo e bilaterale
restringimento del campo visivo, indebolimento della
visione centrale, midriasi e costrizione dei vasi retinici.
Tutti i sintomi sono reversibili dopo inalazione di aria.
L’iperossia è selettivamente tossica per il sistema
vascolare retinico immaturo.
Alte concentrazioni di ossigeno inibiscono la respirazione,
il trasporto elettronico, la sintesi dell’ATP, la glicolisi e
altro. Non sono riportati meccanismi patogenetici specifici
e tutte le variabili suddette potrebbero concorrere alla
produzione degli effetti.
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RETINA E COROIDE
Epinefrina: in occhi afachici (privati della lente) causa
edema maculare cistoide. Buona è la “restitutio ad
integrum”.
Sali di iodio: causano riduzione dello spessore dell’epitelio
pigmentato dopo 4 ore, accompagnato da perdita dei
contorni cellulari e formazione di granuli citoplasmatici.
Le cellule dell’epitelio pigmentato sono responsabili dello
scambio di nutrienti e metaboliti tra sangue e cellule
visive. Lo iodio causa interruzione di questo flusso,
probabilmente influenzando il supporto energetico
dell’epitelio pigmentato o il ciclo della rodopsina, con
conseguente degenerazione dei fotocettori.
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RETINA E COROIDE
Sparsomicina (antitumorale): dopo somministrazione e.v.
compaiono disturbi nella pigmentazione corrispondenti ad
anelli scotomici bilaterali.
Retinoidi: alcuni pazienti trattati per l’acne possono
sviluppare alterazioni retiniche con ridotta visione
notturna e ipersensibilità alla luce abbagliante.
Tamossifene (antiestrogeno): causa depositi perimaculari
ed edema maculare. Causa inoltre depositi subepiteliali di
granuli in configurazione spirale.
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STRATO DELLE CELLULE GANGLIARI E
NERVO OTTICO
Le cellule gangliari sono il corpo cellulare di un neurone che
si estende nel profondo del sistema nervoso centrale.
Gli assoni dello strato delle cellule gangliari formano lo strato
di fibre nervose della retina ed escono dall’occhio a livello
della papilla ottica.
La maggior parte delle fibre veicolanti le informazioni della
visione corrono per circa 120 mm dal globo oculare via nervo
ottico, chiasma ottico e tratto ottico al punto in cui si
congiungono nel corpo gemellato laterale nel mesencefalo.
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STRATO DELLE CELLULE GANGLIARI E
NERVO OTTICO
Metanolo: l’avvelenamento da metanolo è un palinsesto di tre
differenti malattie:
1. Intossicazione da solventi organici
2. Acidosi sistemica
3. Effetti sul sistema nervoso centrale
L’atrofia ottica è un chiaro riscontro dell’intossicazione, nella
cui patogenesi svolge un ruolo importante l’ossidazione a
formaldeide e acido formico (sia dell’acidosi che degli effetti
neurologici).
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STRATO DELLE CELLULE GANGLIARI E
NERVO OTTICO
Etambutolo (antitubercolare): il 10% dei pazienti trattati con
25-50 mg/kg/die evidenziano 7 mesi dopo l’inizio della terapia
perdita della visione. Tipico fenomeno tossico è la neurite
retrobulbare. Alcuni pazienti mostrano perdita della visione
periferica, ma non di quella centrale. Tutti i sintomi sono
dose-correlati e la sospensione della terapia permette la
completa guarigione.
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STRATO DELLE CELLULE GANGLIARI E
NERVO OTTICO
Solfuro di carbonio: causa: 1) scotomi centrali e 2) perdita
dell’acuità visiva. In alcune popolazioni (giapponesi) causa
retinopatia da microaneurismi e piccole emorragie.
Tallio: causa neurite ottica (oltre a cataratta), probabilmente
per attivazione della Na/K-ATPasi.
Arsenico pentavalente: 1% dei soggetti manifesta contrazione
del campo visivo. Pare sia coinvolta la zona periferica dello
strato delle cellule gangliari.
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STRATO DELLE CELLULE GANGLIARI E
NERVO OTTICO
Chinina: dosi di 2,5-4 g/die causano: 1) oscuramento, 2)
diminuzione dell’acuità visiva e 3) perdita del campo
periferico. Gli effetti sono attribuiti a stenosi arteriolare,
diretta azione sui corpi gangliari, effetti sulla retina in toto.
Glutamato: dosi elevate causano degenerazione dei gangli
retinici e perdita della formazione dello strato nucleare
interno.
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STRATO DELLE CELLULE GANGLIARI E
NERVO OTTICO
Vioformio (amebicida): usato nella terapia della diarrea del
viaggiatore può causare mielootticoneuropatia subacuta. Il
27% dei soggetti che assumono il farmaco hanno disturbi
visivi da demielinizzazione del nervo ottico.
Organomercuriali: oltre agli altri effetti sul sistema nervoso
centrale (atassia, tremori, deterioramento della parola),
causano restringimento del campo visivo. Tutti i sintomi
danno origine alla sindrome di Hunter-Russel.