TOSSICOLOGIA OCULARE Essendo uno spazio ristretto e ricco di molteplici target biochimici è un...

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.


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


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


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



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.



3. GAS MOSTARDA NEL KURDISTAN IRACHENO.

5000 morti nella città di Halabaja a causa del gas mostarda (cloroetilsolfato). Nei sopravvissuti furono osservate ustioni 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.


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.



AGENTI ESTERNI

Acidi: effetti dovuti al

1. pH

2. capacità dell’anione di legarsi alle proteine



AGENTI ESTERNI

Acidi

L’ustione da acidi può variare dalla completa guarigione alla completa opacizzazione sino alla perforazione del globo oculare.



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.



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



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.



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.



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.



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



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



AGENTI ESTERNI

Altra eccezione è l’ossido di calcio, noto anche come calce viva.

Assorbe acqua formando Ca(OH)2 con reazione esotermica come le altre basi.

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.



AGENTI ESTERNI

Trattamento:

1. Irrigazione rapida

2. Rimozione dei detriti

3. Uso di chelanti quali l’EDTA



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.



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.



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.



AGENTI ESTERNI

Detergenti:

Hanno la proprietà comune di abbassare la tensione superficiale delle soluzioni acquose.

Causano irritazione corneale reversibile.



AGENTI ESTERNI

Lacrimanti:

1. -cloroacetofenone

2. -bromobenzilcianuro

3. Etiliodioacetato

Il danno oculare varia con la modalità di applicazione. Possono causare danni meccanici e portare a opacizzazione permanente.



AGENTI ESTERNI

Metalli pesanti:

Possono causare colorazione corneale (argento, mercurio), ma anche distruzione tissutale con opacizzazione e ulcerazioni.



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.



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.


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.



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.



AGENTI INTERNI

Il Proctololo (ß-bloccante) causa una sindrome oculo-cutanea 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.


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)



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.



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.


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:


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)


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 (, , e -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.


LENTE (CRISTALLINO)

Sintetizza attivamente proteine

Sintetizza acidi nucleici

Ha un sistema di trasporto attivo del K+


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


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.


LENTE (CRISTALLINO)

Steroidi: 1) la lente può accumulare steroidi e trasformarli in solfo e glucurono-coniugati. Il cortisolo può legarsi alle proteine solubili e -cristallina;

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.


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.


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.


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.


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.


RETINA E COROIDE

RetinaE’ 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


RETINA E COROIDE

RetinaE’ 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 retinico5. da un singolo strato di epitelio retinico pigmentato


RETINA E COROIDE

CoroideE’ 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


RETINA E COROIDEClorochina (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


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


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.


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.


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.


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.


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.


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.


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.



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).



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.



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.



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.



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.

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