Panoramica

Lo spettro ultravioletto

Le radiazioni ultraviolette (UV) si trovano nella regione invisibile dello spettro elettromagnetico, tra 100 nm e 400 nm, e si dividono in tre bande (UVA, UVB e UVC) sulla base degli effetti biologici.1

Spettro ultravioletto

 

 

Tipi di raggi UV

Per comprendere i danni che i raggi ultravioletti possono provocare agli occhi, è utile collegare le diverse tipologie di raggi UV ai tipi di danni che queste possono causare ed esaminare gli effetti dei raggi UV a livello cellulare e oculare.

 

UVA

  • I raggi UVA sono responsabili dell'abbronzatura e dell'invecchiamento della pelle.
  • I raggi UVA hanno una lunghezza d'onda compresa tra 315 e 400 nm2.
  • Il 95% delle radiazioni solari che raggiungono l'equatore è di tipo UVA2.
  • È stato dimostrato che i raggi UVA aggravano i danni oculari causati dai raggi UVB3.

 

UVB

  • I raggi UVB danneggiano il DNA e provocano danni tissutali ed eritema solare.
  • I raggi UVB hanno una lunghezza d'onda compresa tra 280 e 315 nm2.
  • I raggi UVB rappresentano il 5% delle radiazioni solari che raggiungono l'equatore2.
  • I raggi UVB sono biologicamente molto più attivi dei raggi UVA4.

 

UVC

  • I raggi UVC sono i più pericolosi, ma vengono assorbiti in gran parte dall'atmosfera.
  • I raggi UVC hanno una lunghezza d'onda compresa tra 100 nm e 280 nm2.
  • I raggi UVC sono germicidi

 

Raggi UV: fonti, rischi e il ruolo protettivo delle lenti a contatto

 

 

Dobbiamo informare i  portatori o potenziali tali sull'importanza della protezione oculare?

Il professore James Wolffsohn esamina i dati più recenti e spiega perché è importante sensibilizzare le persone sui rischi dell'esposizione oculare ai raggi UV e sulle diverse soluzioni di protezione. Scarica l'articolo

 

 

Raggi UV e occhi

Karen Walsh esamina le patologie oculari indotte dalla radiazione ultravioletta, le difficoltà di fornire un'adeguata protezione oculare e il ruolo delle lenti a contatto morbide con filtro UV. Scarica l'articolo

 

1. Parrish JA, Anderson RR, Urbach F, et al., UV-A: Biological Effects of Ultraviolet Radiation with Emphasis on Human Responses to Longwave Ultraviolet, New York, NY: Plenum Press; 1978: cap 1.
2. “Ultraviolet (UV) Radiation, Broad Spectrum and UVA, UVB, and UVC”. Aggiornato: 25 maggio 2005. Ultimo accesso: 5 dicembre 2007.
3. Sheedy J, Edlich RF., “Ultraviolet eye radiation: the problem and solutions”, in J Long Term Eff Med Implants, 2004;14(1):67-71.
4. Fishman GA., “Ocular phototoxicity: guidelines for selecting sunglasses”, in Surv Ophthalmol, 1986:31:119–24.

 

 

Danno cellulare

In che modo le radiazioni UV danneggiano le cellule e i tessuti?

I danni provocati dai raggi UV

I raggi UV sono assorbiti facilmente dagli acidi nucleici, dalle proteine, dai lipidi e da altre molecole presenti all'interno delle cellule.1 La maggior parte di queste radiazioni si dissolve, ma la rimanente parte può alterare le molecole a livello strutturale. Le molecole danneggiate, a loro volta, possono reagire con altre molecole all'interno della cellula.2 Tra le conseguenze specifiche a livello cellulare documentate per l'esposizione ai raggi UV ci sono: mutazioni puntiformi del DNA3,4, denaturazione delle proteine e apoptosi.3,6,7
 
1. Molho-Pessach V, Lotem M., “Ultraviolet radiation and cutaneous carcinogenesis”, in Curr Probl Dermatol, 2007;35:14–27.
2. Taylor HR., “Ultraviolet radiation and the eye: an epidemiologic study”, in Tr Am Ophth Soc, 1989;87:802-53.
3. Rünger TM., “How different wavelengths of the ultraviolet spectrum contribute to skin carcinogenesis: the role of cellular damage responses”, in J Invest Dermatol, 2007;127(9):2236-44.
4. Allan J., “Ultraviolet radiation: how it affects life on earth”. Pubblicazione: 6 settembre 2001. Ultimo accesso: 5 dicembre 2007.
5. “Mutations: what they are, their causes and effects – an overview”. Aggiornato: 27 novembre 2007. Ultimo accesso: 6 dicembre 2007.
6. Berneburg M, Gattermann N, Stege H, Grewe M, Vogelsang K, Ruzika T, et al. J, “Chronically ultraviolet-exposed human skin shows a higher mutation frequency of mitochondrial DNA as compared to unexposed skin and the hematopoietic system”, in Photochem Photobiol, 1997;66(2):271-5.
7. “Apoptosis”. Pubblicazione: 30 novembre 2007. Ultimo accesso: 6 dicembre 2007.

 

Danno oculare 

Il danno provocato dai raggi UV è di tipo cumulativo e permanente, e può interessare la cornea, il cristallino, l'iride, la retina e i relativi tessuti congiuntivali ed epiteliali. I danni alle quattro strutture fondamentali (congiuntiva, cornea, cristallino e retina) sono ampiamente documentati.1

 

Danno oculare

Congiuntiva

La congiuntiva è molto vulnerabile ai raggi UV che attivano una complessa serie di reazioni ossidative e diverse vie di apoptosi.2

 

Cornea

L'epitelio e l'endotelio (incapaci di rigenerarsi) sono entrambi vulnerabili. Un aumento dell'esposizione ai raggi UVB compromette gravemente il meccanismo protettivo antiossidante corneale, danneggiando la cornea e altre parti dell'occhio.3
 
Lo stroma corneale assorbe una quantità significativa di raggi UV. L'assottigliamento di questo tessuto provocato dal cheratocono o da interventi di chirurgia refrattiva permette a una quantità maggiore di raggi UV di raggiungere il cristallino. La chirurgia refrattiva è una procedura relativamente nuova, pertanto passeranno diversi anni prima di poter sapere se l'assottigliamento chirurgico dello stroma incrementi o meno il rischio di sviluppo precoce della cataratta.4

 

Cristallino

Con l'età, il cristallino ingiallisce e perde trasparenza, principalmente per effetto di mutazioni irreversibili a carico delle proteine che costituiscono il cristalino5 causate dall'invecchiamento, da fattori ereditari e dall'esposizione ai raggi UV.

 

Retina

In genere, il potere filtrante del cristallino protegge la retina dai raggi UV. Cristallini più giovani e chiari, tuttavia, lasciano passare una quantità maggiore di raggi UV, pertanto è ancora più importante proteggere i bambini dall'esposizione ai raggi UV.

 

Ricerca: la superficie oculare riflette i raggi UV sul lato del naso

Ricercatori australiani hanno scoperto che l'incidenza del carcinoma basocellulare è nettamente maggiore ai lati del naso rispetto ad altre zone del viso esposte alla luce diretta del sole. Utilizzando un modello che simula la rifrazione dei raggi solari sulla superficie curva dell'occhio da diversi angoli, i ricercatori hanno scoperto che la forma curva dell'occhio provoca un effetto di focalizzazione che crea punti di intense radiazioni UV ai lati del naso. Il ricercatore capo Benjame Birt conclude: "Un buon paio di occhiali da sole avvolgenti riduce la quantità di radiazioni UV che raggiungono l'occhio da tutti gli angoli".7
 
1. Sliney DH., “How light reaches the eye and its components”, in Int J Toxicol, 2002;21(6):501-9.
2. Buron N, Micheau O, Cathelin E, Lafontaine PO, Creuzot-Garcher C, Solary E., “Differential mechanisms of conjunctival cell death induction by ultraviolet irradiation and benzalkonium chloride”, in Invest Ophthalmol Vis Sci, 2006;47(10):4221-30.
3. Cejkova J, Stipek S, Crkovska J, Ardan T, Platenik J, Cejka C, Midelfart A., “UV rays, the prooxidant/antioxidant imbalance in the cornea and oxidative eye damage”, in Physiol Res, 2004;53:1-10.
4. Cohen S., “SOS: ultraviolet radiation and the eye”, in Rev Cornea Contact Lens, ottobre 2007:28–33.
5. Taylor LM, Aquilina J, Jamie JF, Truscott RJ., “UV filter instability: consequences for the human lens”, in Exp Eye Res, 2002;75(2):165-75.
6. Robman L, Taylor H., “External factors in the development of the cataract”, in Eye, 2005;19(10):1074-82.
7. Birt B, Cowling I, Coyne S, Michael G., “The effect of the eye’s surface topography on the total irradiance of ultraviolet radiation on the inner canthus”, in Journal of Photochemistry and Photobiology B, 2007;87(2)27–36.
 

 

Condizioni oculari legate ai raggi UV

L'esposizione ai raggi UV è stata inclusa tra le cause o i fattori di rischio nella patogenesi di un numero elevato di condizioni oculari,1-4 tra cui pinguecola, pterigio, cheratocongiuntivite da UV, cataratta, degenerazione maculare, carcinoma a cellule squamose, melanoma oculare e cheratopatia climatica. Approfondiamo di seguito alcune delle condizioni oculari legate ai raggi UV più frequenti:

 

Pinguecola

Dettaglio di pinguecola
  • La pinguecola5,6 è una lesione benigna giallognola e leggermente sporgente che si forma prevalentemente sul limbo nasale.
  • La pinguecola si sviluppa nel corso di diversi anni.
  • Le lesioni sono il risultato di una degenerazione dello stroma congiuntivale.
  • Si sviluppa più frequentemente in zone e con attività che presentano un'elevata esposizione ai raggi UV ed a elementi ambientali come il vento e la polvere.
  • In sintomi comprendono secchezza e discomfort.
  • I primi segni si possono osservare anche nei bambini già a partire dai nove anni7.

Scale di classificazione della pinguecola

 

Pterigio

Pterigio

 

L'esposizione ai raggi UV sembra essere il fattore principale nello sviluppo dello pterigio.8-11 Si registra una maggiore incidenza nei paesi vicino all'equatore e nella popolazione tra i 20 e i 30 anni che svolge attività o vive in ambienti di luce intensa (surfisti, marinai, pescatori). Questa condizione è legata all'esposizione ai raggi UV in età giovane e nei climi secchi e ventosi,12 e può compromettere la vista.

 


Scale di classificazione dello pterigio

 

Patogenesi dello Pterigio
  • Lo stroma congiuntivale degenera e viene sostituito da fibre spesse. Può essere interessato anche lo stroma corneale. Nel caso mostrato in foto, lo pterigio ha iniziato a infiltrare la cornea dell'occhio sinistro.
  • Lo pterigio ha generalmente l'aspetto di una macchia sollevata e a forma di ala di tessuto fibroso, fibrovascolare o vascolare. Si verifica di frequente anche in sede nasale.
  • Lo pterigio è spesso asintomatico, ma le persone si rivolgono spesso allo specialista per problemi legati all'estetica.
  • Lo pterigio è difficile da trattare e l'intervento chirurgico non è sempre risolutivo (forte recidività)
     

Fotocheratite

Fotocheratite

Una grave sovraesposizione al sole può provocare fotocheratite (cheratocongiuntivite da UV).13 La cheratocongiuntivite da UV presenta il seguente sviluppo:

  • Lo strato epiteliale si irrita e si disgrega. La risposta infiammatoria che segue provoca edema, congestione e formazione di macchie puntiformi sulla cornea.

  • Le cellule epiteliali possono morire, compromettendo l'acuità visiva. Le fibre nervose non sempre vengono risparmiate, perciò la sensazione dolorosa può essere particolarmente intensa.

  • Si verifica anche il coinvolgimento della congiuntiva. Il trauma provoca la sensazione di avere un corpo estraneo nell'occhio.

 

Cataratta corticale

Cataratta

La cataratta2,14,15 è la prima causa di cecità nel mondo. In molti paesi, la rimozione della cataratta è uno degli interventi chirurgici più frequenti. Si sviluppa a 40-50 anni e i sintomi comprendono visione sfocata, aloni e abbagliamento durante la guida notturna. 

 

Lo sviluppo della cataratta è molto complesso
  • L'età e l'ereditarietà sono i fattori di rischio principali per lo sviluppo di tutti i tipi di cataratta.
  • L'esposizione ai raggi UV è considerata un fattore di rischio importante per lo sviluppo della cataratta ed è stata correlata all'insorgenza precoce della cataratta corticale.14 La correlazione tra raggi UV e cataratta corticale è stata dimostrata ampiamente a livello sperimentale; tuttavia non si conosce ancora il ruolo esatto giocato dall'esposizione ai raggi UV nello sviluppo naturale della condizione.
  • Altri fattori di rischio sono il fumo, l'alimentazione, l'uso di farmaci e lo stato di salute generale.
     
Modi in cui l'esposizione ai raggi UV può colpire il cristallino e indurre potenzialmente alla cataratta: alcuni meccanismi postulati
  • Alterazioni a carico degli aminoacidi fotosensibili nelle proteine del cristallino.
  • Legame covalente tra i composti del filtro UV e le proteine del cristallino.
  • Formazione di ossidanti tossici reattivi.
  • Danno diretto del DNA nell'epitelio corneale.
     

Scale di classificazione della cataratta

 

Degenerazione maculare

Maculare
  • Nei paesi in via di sviluppo, la degenerazione maculare legata all'età16–19 è una delle cause principali di perdita irreversibile della visione centrale.
  • La degenerazione maculare legata all'età è una patologia multifattoriale.
  • Lo sviluppo della degenerazione maculare legata all'età può essere associato a esposizione ai raggi UV20.
  • Livelli di densità superiori del pigmento maculare sembrano avere un effetto protettivo contro la degenerazione maculare legata all'età.
  • L'esposizione oculare ai raggi UV rappresenta una minaccia soprattutto per i bambini piccoli perché il loro cristallino blocca in minima parte la radiazione UV21.
     

 

1. Coroneo M., “Sun, eye, the ophthalmohelioses and the contact lens”, in Eye Health Advisor, rivista di Johnson & Johnson Vision Care, gennaio 2006.
2. Young RW., “The family of sunlight-related eye diseases”, in Optom Vis Sci, 1994;71(2):125-44.
3. Taylor HR, West S, Munoz B, Rosenthal FS, Bressler SB, Bressler NM., “The long-term effects of visible light on the eye”, in Arch Ophthalmol, 1992;110(1):99-104.
4. Wittenberg S., “Solar radiation and the eye: a review of knowledge relevant to eye care”, in Am J Optom Physiol Opt, 1986;63(8):676-89.
5. Perkins ES., “The association between pinguecula, sunlight and cataract”, in Ophthalmic Res, 1985;17(6):325-30.
6. Lica L., “Pinguecula and pterygium”, sito web della Gale Encyclopedia of Medicine, accesso tramite il sito del BNET Research Center. Pubblicazione: 1999. Ultimo accesso: 7 dicembre 2007.
7. Ooi J-L et al., “Ultraviolet fluorescence photography to detect early sun damage in the eyes of school-aged children”, in Amer J Ophthalmol, 2006; 14(2): 294-298.
8. Saw SM, Tan D., “Pterygium: prevalence, demography and risk factors”, in Ophthalmic Epidemiol, 1999;6(3):219-28.
9. Ang LP, Chua JL, Tan DT., “Current concepts and techniques in pterygium treatment”, in Curr Opin Ophthalmol, 2007;18(4):308-13.
10. Mackenzie FD, Hirst LW, Battistutta D, Green A., “Risk analysis in the development of pterygia”, in Ophthalmology, 1992;99(7):1056-61.
11. Nolan TM, DiGirolamo N, Sachdev NH, Hampartzoumian T, Coroneo MT, Wakefield D., “The role of ultraviolet irradiation and heparin-binding epidermal growth factor-like growth factor in the pathogenesis of pterygium”, in Am J Pathol, 2003;162:567-74.
12. McCarty et al., “Epidemiology of pterygium in Victoria, Australia”, in Brit J Ophthalmol, 2000; 84(3): 289-292.
13. Bergmanson JP., “Corneal damage in photokeratitis—why is it so painful?”, in Optom Vis Sci, 1990;67(6):407-13. 
14. McCarty CA, Nanjan MB, Taylor HR., “Attributable risk estimates for cataract to prioritise medical and public health action”, in Invest Ophthalmol Vis Sci, 2000;41(12):3720-5.
15. Ellwein LB, Urato CJ., “Use of eye care and associated charges among the Medicare population”, in Arch Ophthalmol, 2002;120(6):804-11.
16. Bialek-Szymanska A, Misiuk-Hojlo M, Witkowska D., “Risk factor evaluation in age-related macular degeneration”, in Klin Oczna, 2007;109(4–6):127–30.
17. Loeffler KU, Sastry SM, McLean IW., “Is age-related macular degeneration associated with pinguecula or scleral plaque formation?”, in Curr Eye Res, 2001;23(1):33-7.
18. Cruickshanks KJ, Klein R, Klein BE, Nondahl DM., “Sunlight and the 5-year incidence of early age-related maculopathy: the Beaver Dam Eye Study”, in Arch Ophthalmol, 2001;119(2):246-50.
19. Taylor HR, Munoz B, West S, Bressler NM, Bressler NM, Bressler SB, Rosenthal FS., “Visible light and risk of age-related macular degeneration”, in Trans Am Ophthalmol Soc, 1990;88:163-73; discussione 173-8.
20. Chalam KV, Khetpal V, Rusovici R et al., “A review: role of ultraviolet radiation in age-related macular degeneration”, in Eye and Contact Lens, 2011; 37 (4): 225-232.
21. Wagner R S., “Why children must wear sunglasses”, in Contemp Pediatr, 1995, 12: 27-31.