SUPPLEMENTO
Lucio Buratto, Giancarlo Montani, Maurizio Martino
Rischi all’esposizione UV patologie, prevenzione, protezione Coordinamento editoriale Vittorio Picardo
Supplemento al N. 6 • 2018 Registrazione presso il Tribunale di Milano n. 239 del 17-06-2009 © FGE srl - Fabiano Gruppo Editoriale Redazione: Via Petitti, 16 - Milano Reg. Rivelle, 7/F - 14050 Moasca (AT) Tel. 0141 1706694 - Fax 0141 856013 info@fgeditore.it www.fgeditore.it Coordinamento Editoriale del Supplemento Vittorio Picardo Segreteria di redazione 0141 1706694 f.tirozzi@fgeditore.it n.tobia@fgeditore.it Impaginazione e stampa FGE srl Moasca (AT) Chiuso in redazione maggio 2018
Le principali componenti della luce solare che interessano l’occhio Sorgenti di raggi UV artificiali e naturali Quali strutture dell’occhio assorbono gli UV? Quali danni possono provocare? Strutture oculari e radiazioni dannose L’importanza della protezione con lenti oftalmiche
Si ringrazia ZEISS per il fondamentale contributo alla diffusione della presente edizione. Gli Autori e l’Editore declinano ogni responsabilità per eventuali errori contenuti nel testo. Tutti i diritti sono riservati. È vietata ogni riproduzione totale o parziale.
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RISCHI ALL’ESPOSIZIONE UV patologie, prevenzione, protezione
Rischi all’esposizione UV patologie, prevenzione, protezione Le radiazioni luminose sono costituite da onde elettromagnetiche aventi diverse lunghezze d’onda che sono tutte raccolte nello spettro delle radiazioni elettromagnetiche. Nella Figura 1 viene riportato l’intervallo di lunghezze d’onda che copre circa 21 ordini di grandezza. Ad ogni lunghezza d’onda (λ) è associato un diverso contenuto energetico come si può evincere dalla
relazione riportata nella Tabella 1: minore è la lunghezza d’onda, maggiore è il contenuto energetico. Si parte dalle radiazioni meno energetiche, le onde radio, per arrivare ai raggi più energetici, i raggi gamma. La parte più importante dello spettro per l’interazione con l’occhio umano e i materiali per l’oftalmica è costituita dall’infrarosso, il visibile e l’ultravioletto.
TABELLA 1. CONTENUTO ENERGETICO ASSOCIATO ALLE DIVERSE LUNGHEZZE D’ONDA
E=hc/ λ E = Energia del singolo fotone h = Costante di Planck 6.547x10-34 J/s c = Velocità della luce 2.989x108 m/s λ= Lunghezza d’onda
lunghezze d’onde onde radio
microonde
infrarosso
ultravioletto
raggi X
raggi Gamma
spettro nel visibile
Figura 1. Spettro delle onde elettromagnetiche
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Focalizzeremo la nostra attenzione sulla radiazione ultravioletta, con un intervallo di lunghezze d’onda che va da 400 a 100 nm, e la sua interazione con i materiali e i tessuti biologici. I danni da esposizione a radiazioni UV vanno distinti in: • danni deterministici o non stocastici: sono presenti con esposizione a brevi periodi e per elevate dosi di radiazioni; solitamente sono reversibili e guaribili. • danni stocastici, ovvero che incrementano la probabilità di contrarre una certa patologia: sono presenti con esposizione a periodi molto lunghi e per basse dosi di radiazioni. Quasi tutte le organizzazioni mediche e scientifiche che definiscono
i raggi UV stabiliscono che il limite superiore dello spettro si estende fino a 400 nm e le organizzazioni di standardizzazione devono decidere una particolare distribuzione dei raggi UV da utilizzare. Ad esempio, lo standard per lenti oftalmiche (ISO 13666: 2012) si riferisce a un spettro solare diurno medio (Figura 2), ma definisce il limite superiore degli UV a 380 nm. Usando questa definizione, il 40% dell’esposizione solare UV sulla superficie terrestre si trova all’interno di una banda spettrale che è ignorata da questo standard. Al contrario, la normativa dell’Australia/Nuova Zelanda (AS / NZS 1067: 2003. Australian/New Zealand StandardTM. Occhiali da sole e occhiali per la moda) porta il limite superiore fino a 400 nm.
TABELLA 2. LE PRINCIPALI COMPONENTI DELLA LUCE SOLARE CHE INTERESSANO L’OCCHIO
1 – RADIAZIONI ULTRAVIOLETTE (UV): non visibili, lunghezza d’onda da 100 nm a 400 nm. 2 – RADIAZIONI VISIBILI: da 390 a 760 nm. a seconda del colore che evocano (ad es. colore viola: 390-435 nm, colore rosso: 640-760 nm) 3 – RADIAZIONI INFRAROSSE (IR): sono radiazioni calde IR.A (tra 700-1400 nm.), possono passare le porzioni anteriori dell’occhio e arrivare alla retina; IR.B (tra 1400-3000 nm.) sono bloccate in gran parte dalla cornea e per la parte residua dall’umor acqueo; IR.C (tra 3000-10.000 nm.) sono assorbite dall’atmosfera: si rinvengono in fonti artificiali quali certi laser, altiforni, archi voltaici. 4
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Nome
Abbreviazione
Lunghezza d'onda (in nanometri)
Ultravioletto
UV
100 – 400
Energia per fotone (in elettronvolt)
3,10 – 12,4
Note / nomi alternativi
Ultravioletto A
UVA
315 – 400
3,10 – 3,94
Onde lunghe UV, luce nera o luce Wood
Ultravioletto B
UVB
280 – 315
3,94 – 4,43
Onde medie UV
Ultravioletto C
UVC
100 – 280
4,43 – 12,4
Onde corte UV, germicida Intervallo spesso visibile a diverse specie di uccelli, insetti e pesci
Ultravioletto Vicino
NUV
300 – 400
3,10 – 4,13
Ultravioletto Medio
MUV
200 – 300
4,13 – 6,20
Ultravioletto Lontano
FUV
122 – 200
6,20 – 10,16
Tabella 3. Diverse denominazioni e classificazioni delle radiazioni nell’ultravioletto
SORGENTI DI RAGGI UV ARTIFICIALI E NATURALI Tra le sorgenti artificiali ricordiamo: Sorgenti incandescenti: al tungsteno; Sorgenti a scarica di gas: al mercurio (bassa, media, alta pressione), germicide, allo xenon, a idrogeno e deuterio; Sorgenti fluorescenti: fluorescenti, solari e UVB, a luce nera e UVA. Gli impieghi più frequenti di queste sorgenti sono: - lampade germicide a bassa pressione di mercurio (UVC), per
disinfezione dell’aria di ambienti confinati o di liquidi e nella sterilizzazione di materiali; - lampade fluorescenti a bassa, media e alta pressione impiegate in applicazioni di fotochimica, induzione di reazioni e danni sui materiali, polimerizzazione di molecole e induzione di fluorescenza nei materiali; - transilluminatori (312 nm) per la visualizzazione di strutture molecolari, DNA. La più importante sorgente naturale di luce UV è il sole. 5
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Figura 2. Spettro solare
Come si può vedere nella Figura 2, i raggi UV sono la parte più piccola dell’energia in arrivo dal Sole ma sono la componente solare più energetica e dannosa per gli esseri viventi. Riescono infatti a penetrare in profondità nei tessuti, fino a interferire con il codice genetico contenuto nel DNA delle cellule, con il conseguente sviluppo di forme tumorali, specie della pelle, come il melanoma. La dose di raggi UV che possiamo ricevere è molto variabile e dipende da diversi fattori: altezza del sole: più alto è il sole nel cielo, più alto è il livello della radiazione UV. Quindi i livelli di radiazione variano con l’ora del giorno e nel corso dell’anno; latitudine: più si è vicini alle zone equatoriali e più sono alti i livelli della radiazione UV; altitudine: più si sale in quota, più l’atmosfera si assottiglia e assorbe meno radiazione UV; 6
ozono: assorbe parte della radiazione UV che altrimenti raggiungerebbe la superficie terrestre; riflessione dalla superficie terrestre: le radiazioni UV sono riflesse o diffuse in misura variabile dalle diverse superfici (Tabella 4). Per quantificare il rischio connesso all’esposizione di raggi UV è stato introdotto un indice UV. È possibile conoscere la quantità di radiazione ultravioletta in arrivo su una determinata area della superficie terrestre consultando l’indice C (sigla internazionale UVI, Ultra Violet Index). L’indice UV è stato sviluppato nell’ambito di una collaborazione tra l’Organizzazione Mondiale della Sanità, il Programma per l’Ambiente delle Nazioni Unite (UNEP), l’Organizzazione Meteorologica Mondiale e la Commissione Internazionale per la Protezione dalle Radiazioni Non-Ionizzanti (ICNIRP). Più è alto il valore dell´indice, maggiore è il po-
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TABELLA 4.
1.
Le radiazioni UV non provocano alcuno stimolo sensoriale, non si vedono e non si avvertono e quindi anche per questo sono pericolose. 2. Il 60% degli UV raggiungono la Terra nelle ore più centrali tra le 10 e le 14. 3. L’occhio ha un sistema di lenti focalizzanti per cui l’energia che arriva sulla retina è da 10 a 100 volte più elevata di quella che colpisce la pelle. Particolarmente a rischio sono i bambini, perché il loro cristallino ha poca capacità filtrante. 4. Quanto più il sole è alto, tanto più il percorso delle radiazioni è breve e quindi l’irradiazione è più alta. Ai tropici gli UV sono 5 volte più alti che nell’Europa del Nord. 5. Più il sole è basso all’orizzonte tanto più lo strato di ozono e di atmosfera è spesso, per cui l’intensità delle radiazioni per l’occhio è minore. 6. Gli UV sono più concentrati d’estate che d’inverno, cioè più alta è l’elevazione del sole, maggiore è la quantità di UV. 7. L’irradiazione UV aumenta con l’altitudine (a 2000 metri è circa il 25% più alta che a livello del mare). 8. Con il cielo sereno, l’irradiazione è massima, le nubi dense fermano tutti gli UV, le nubi leggere ad alta quota limitano l’intensità luminosa e quindi creano una falsa sicurezza ma filtrano poco gli UV. 9. Alcune superfici naturali (neve, acqua, sabbia) provocano riflessione delle radiazioni UV e ne potenziano l’effetto. 10. Le lenti protettive di buona qualità, chiare o colorate, devono filtrare il 100% delle radiazioni UV.
tenziale di danno per la pelle e per gli occhi, minore è il tempo necessario perché detto danno si verifichi. L’Indice UV varia da 0 (durante la notte) a 15 o 16 (ai tropici con sole allo Zenit). Alle nostre latitudini la scala si ferma a 10.
L’interazione della radiazione UV può provocare la degradazione dei materiali irradiati. Le radiazioni luminose agiscono sulle molecole del materiale tramite l’assorbimento di fotoni, che provocano cambiamenti nella struttura 7
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Figura 3. Indice UV
chimica: per esempio le molecole si possono spezzare in parti più piccole (fotodissociazione), oppure ne viene cambiata la forma (ad esempio la denaturazione delle proteine), o infine viene provocata l’aggiunta di altri atomi o molecole (ad esempio l’ossidazione). L’energia della radiazione solare, soprattutto nell’intervallo della radiazione UV, è sufficiente per rompere i legami che tengono insieme gli atomi nelle catene polimeriche, sia in modo diretto che indiretto. Per esempio, un gruppo carbonilico –C=O assorbe radiazione a 310 nm, ma questa energia non riesce a rompere il legame –C=O. È comunque sufficiente per rompere un legame –C-C- e in questo modo spaccare la catena. Nel caso di interazione con tessuti biologici, gli effetti fotochimici si verificano principalmente a intensità comprese tra 10-2 e 50 W/cm2. Durante l’esposizione, le molecole 8
sono otticamente eccitate in modo che le reazioni chimiche possano essere attivate. Sono noti esempi di reazioni chimiche fotoindotte come la fotosintesi nelle piante, lo sbiancamento dei coloranti e l’effetto abbronzante della luce solare sulla pelle umana. Durante il processo visivo nell’occhio umano, la cosiddetta fotoisomerizzazione del pigmento visivo rodopsina in coni e bastoncelli è uno dei primi passi della percezione della luce, in quanto porta all’attivazione dei fotorecettori nel loro complesso. L’occhio è la porta principale d’entrata dell’energia luminosa che va a focalizzarsi sulle strutture oculari più interne, “ostacolata” da una serie di elementi che la natura ha posto a regolarne la penetrazione: l’arcata sopraccigliare, le palpebre, il film lacrimale pre-corneale, il riflesso dell’ammiccamento, l’iride, il diaframma pupillare ed il cristallino.
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TABELLA 5.
L’O.M.S. ha identificato dieci malattie, cinque delle quali strettamente legate all’esposizione a radiazioni ultraviolette che possono interessare l’occhio: - cheratocongiuntivite attinica - cataratta corticale - degenerazione maculare - pterigio (e pinguecola) - carcinoma squamoso della cornea o della congiuntiva (raro) E altre che interessano altre parti del nostro organismo: - melanoma cutaneo - carcinoma squamoso della pelle - carcinoma basocellulare (basalioma) - cheratosi (malattie croniche della pelle che in rare occasioni possono generare lesioni pretumorali) - attivazione dell’herpes labiale, se già presente nel corpo.
QUALI STRUTTURE DELL’OCCHIO ASSORBONO GLI UV? QUALI DANNI POSSONO PROVOCARE? La cornea e il cristallino sono i tessuti oculari principalmente interessati dall’assorbimento della radiazione ultravioletta. Ma anche la retina può esserne colpita.
La cornea assorbe la maggior parte della radiazione al di sotto di 300 nm (UVB). Il cristallino assorbe principalmente i raggi UVA di lunghezza d’onda inferiore a 370 nm. L’esposizione alla radiazione ultravioletta è uno dei fattori di rischio o la con-causa della patogenesi di un’ampia varietà di disturbi o patologie oculari.
Figura 4. Problematiche indotte dalla componente HEV, alta energia del primo visibile
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TABELLA 6. STRUTTURE OCULARI E RADIAZIONI DANNOSE
Cornea: raggi UVB sotto i 300 nm Cristallino: in misura minore raggi UVB oltre alle radiazioni infrarosse A e B Retina: i raggi UV che raggiungono la retina sono pochi e sono quelli non bloccati dal cristallino
CHERATOCONGIUNTIVITE ATTINICA La fotocheratite conosciuta come “cecità da riflesso della neve”costituisce un chiaro esempio di risposta acuta alla radiazione UV. È la luminosità atmosferica molto intensa, soprattutto se riflessa da superfici orizzontali, quali neve e ghiaccio in alta montagna, come la sabbia nel deserto, distese di acqua al mare, che può dare grossi problemi visivi acuti: la neve riflette fino al 90% degli UV, l’acqua il 25%, la sabbia il 15%, l’erba l’1%. L’esposizione a forte irradiazione UV, in assenza di adeguata protezione, produce una rapida ustione del piano corneo-congiuntivale con una iperemia congiuntivale fastidiosa e una diffusa sofferenza dell’epitelio corneale; nella fotocheratite il danno interessa quasi esclusivamente lo strato più superficiale della cornea, cioè l’epitelio. Questa condizione è caratterizzata da forte dolore, lacrimazione, blefarospasmo e fotofobia. Ciò avviene perché l’epitelio corneale e la membrana di Bowman assorbono 10
Figura 5. Cheratocongiuntivite attinica acuta
circa una quantità doppia di radiazione UVB rispetto agli strati posteriori della cornea. Si manifesta dopo una esposizione più o meno prolungata e continua a una sorgente di UV e ha come esempi più semplici nel mondo del lavoro la cheratocongiuntivite attinica del saldatore che non adopera la maschera, nel mondo dello sport e nel tempo libero lo sciatore che pratica senza filtri adeguati o chi si espone sulla spiaggia al riverbero del sole inadeguatamente e a lungo. Un’esposizione di un’ora alla ra-
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diazione ultravioletta riflessa dalla neve o un’esposizione di sei-otto ore alla luce riflessa dalla sabbia a mezzogiorno può essere più che sufficiente a provocare una “fotocheratite o cheratocongiuntivite attinica”. La patologia si risolve in pochi giorni con adeguato trattamento locale e, pur essendo queste evidenze ben conosciute da tutti, ancora oggi parecchie persone si rivolgono ad un Pronto soccorso oculistico per una visita urgente in conseguenza di questo problema legato alla eccessiva esposizione alla luce ultravioletta. PINGUECOLA È un’alterazione della struttura congiuntivale, e pur essendo una lesione benigna, è esteticamente facile da evidenziare perché nel suo contesto molto spesso i capillari congiuntivali divengono ectasici ed iperemici. L’alterazione della trama congiuntivale, con deposito di materiale adiposo e fibrotico dello stroma, produce a seguito di continue esposizione ai raggi UV un ispessimento dell’area interessata con un aspetto lineare ma rilevato talvolta di colorito rosso vivo. L’attività dei raggi UV stimola e induce questa alterazione del tessuto congiuntivale, ne attiva i meccanismi infiammatori, anche se superficiali, producendo una sensazione di discomfort nella persona affetta da pinguecola, quasi ad ogni ammicca-
Figura 6. Pinguecola
mento per l’evidente sensazione di corpo estraneo. La terapia locale con colliri FANS o steroidei e lacrime artificiali può ridurre l’aspetto flogistico, ma non sempre riesce a contrastare il fattore crescita. In casi estremi, è necessaria la rimozione chirurgica. Questa patologia è abbastanza comune in persone che lavorano all’aria aperta, facilmente e continuamente esposte al danno da raggi UV, oltre che all’irritazione meccanica che vento o polvere possono produrre sulla congiuntiva. PTERIGIO Lo pterigio è una piega della congiuntiva che si accresce verso il piano corneale, solitamente nel canto interno, estendendosi nei casi più avanzati in alto e in basso. Fattori razziali, climatici e anche lavorativi, sono in diversa misura responsabili di questa patologia, solitamente bilaterale. La multifattorialità, tra cui una fre11
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Figura 7. Pterigion esterno
quente e costante esposizione ai raggi UV o ad ambienti climatici o microclimatici sfavorevoli, innescherebbero l’irritazione cronica della congiuntiva, che degenerando a livello del tessuto connettivale sub epiteliale “pseudo elastosi” innesca il meccanismo di riposta flogistica e di crescita tissutale. La progressione è legata quindi al mantenimento di queste fonti irritative, tra le quali i raggi UV hanno un posto privilegiato. L’uso di colliri antinfiammatori non sempre è sufficiente a ridurre la crescita dello pterigio e a limitarne lo stato irritativo. La riduzione o sospensione dell’irritazione silenziosa che i raggi UV possono produrre ha una valenza senz’altro superiore. CATARATTA Sono le radiazioni UVA e UVB (una piccola parte) tra i 300-400 nm e quelle infrarosse A e B che, se superano la barriera corneale, possono causare danni al cristallino: si tratta 12
di un danno indolore, cumulativo, permanente che può accelerare l’insorgenza della cataratta. L’interferenza delle radiazioni UV con la trasparenza del cristallino è stato oggetto di ricerche già da parecchio tempo; lo sviluppo della cataratta a seguito dell’esposizione ai raggi ultravioletti è stata dimostrata in numerosi studi ed è ben riconosciuta l’esistenza di una connessione fra formazione di cataratta ed esposizione ai raggi UV; anche alcuni dati dell’OMS confermano questa informazione. L’Organizzazione Mondiale della Sanità valuta che può essere stato provocato o aumentato dall’esposizione solare circa il 20% dei casi di cataratta, che ogni anno rende cieche 12-15 milioni di persone. Il cristallino assorbe sia la radiazione UVA che quella UVB; esso è esposto tre volte in più alla radiazione UVA, ma entrambe recano danno alla lente attraverso meccanismi d’azione differenti. L’irradiazione UV induce un danneg-
Figura 8. Cataratta in evoluzione
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giamento del cristallino e ne modifica la struttura e la trasparenza. Al contrario, la mancanza del cristallino nei confronti della retina toglie la protezione naturale e produce un fototraumatismo retinico. Per questo motivo, sia nelle lenti da occhiale che nei cristallini artificiali, per la chirurgia della cataratta si è inserito un trattamento UV block per aumentare la protezione retinica.
Figura 9. Dermatite palpebrale
RETINA La quantità di raggi UV che raggiungono la retina è relativamente bassa grazie alla protezione fornita dal cristallino (1% di raggi UV al di sotto di 340 nm e il 2% nel range 340-360 nm). Ciononostante, vari studi hanno collegato la comparsa di una degenerazione maculare senile a un’aumentata quantità di tempo trascorso all’aria aperta e, recentemente, è stato riportato un significativo legame fra l’incidenza di degenerazione maculare senile precoce e l’aumentata esposizione al sole.
LA CUTE PALPEBRALE La cute in generale, soprattutto quella palpebrale, è sensibile alla maggior parte degli UV (tra 220-440 nm). Poiché è particolarmente sottile e delicata, subisce danni maggiori della cute nel resto del corpo: dall’accelerazione dei naturali processi degenerativi d’invecchiamento, alla formazione di più precoci e profonde rughe cutanee per indurimento del connettivo, dalle scottature (eritemi) fino al temibile carcinoma squamoso (il 10% dei tumori della pelle si sviluppano attorno agli occhi).
Figura 10. Foro maculare da puntatore laser da discoteca
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L’IMPORTANZA DELLA PROTEZIONE CON LENTI OFTALMICHE Come è stato evidenziato in precedenza, la sorgente più importante di radiazione UV è il sole e le radiazioni emesse possono incidere a livello delle strutture oculari non solo direttamente ma anche per effetto della loro riflessione su superfici con caratteristiche diverse (es. neve, acqua, sabbia, etc.) o per diffondanza (es. cielo, giornate nuvolose), Figura 11. È quindi fondamentale che la protezione nei confronti dalle radiazioni UV risulti efficace e utilizzata costantemente in tutte le possibili condizioni di esposizione. L’efficacia della protezione è prevalentemente affidata alle caratteristiche della lente ed è caratterizzata dal coefficiente di trasmissione che può essere definito come il rapporto tra il flusso luminoso trasmesso dalla lente o dal filtro e il flusso luminoso incidente: piu è basso il suo valore, più è efficace la protezione ed è indipendente dalla colorazione. La riduzione della trasmittanza per le radiazioni nell’UV possono essere ottenute seguendo diverse procedure: 1. lenti con filtro UV inserito direttamente all’interno del materiale in fase di polimerizzazione 2. lenti con filtro UV realizzato mediante deposizione di un trattamento sulle superfici della lente 3. lenti con filtro UV ottenuto per immersione della lente all’interno di un liquido, che filtra le radiazioni UV utilizzando un processo simile a quello utilizzato per colorare le lenti in materiale organico. L’esposizione alla radiazione solare 14
diffusa diretta
diffusa
riflessa dal terreno Figura 11. Le persone sono esposte ai raggi UV diretti del sole e alle radiazioni ultraviolette riflesse dal suolo e disperse nell’atmosfera (adattamento da CIE 151:2003)
può portare anche a fenomeni di abbagliamento. Al fine di gestire questa condizione, l’intensità luminosa delle radiazioni dello spettro del visibile deve essere ridotta a livello confortevole attenuando le radiazioni luminose visibili, globalmente o selettivamente, con diversi gradi di colorazione della lente ma facendo attenzione a non alterare la percezione dei colori ambientali (è importante ad esempio non alterare il colore delle luci dei semafori) e adeguandosi all’utilizzo che se ne vuole fare. L“abbagliamento” è una situazione assai comune che avviene in occasione di esposizione a radiazioni luminose intense e che provoca manifestazioni soggettive di fastidio, dolore, spasmo palpebrale e altri disturbi oggettivi come riduzione
RISCHI ALL’ESPOSIZIONE UV patologie, prevenzione, protezione
Esposizione anteriore
lo Ridotto ango e n o di esposizi
Esposizione posteriore
n zio golo ne
dell’acutezza visiva, immagini fantasma e alterazione del campo visivo. Per difendersi da questo fenomeno molesto si usano come detto sopra lenti colorate; le lenti colorate riducono il flusso luminoso, ma hanno l’inconveniente di inibire contemporaneamente il riflesso naturale della miosi (la contrazione della pupilla), favorendo in tal modo un’indesiderata dilatazione della pupilla e la penetrazione di altre radiazioni, magari pericolose come gli UV. A titolo d’esempio, un diametro pupillare che passa da 3 a 7 mm moltiplica di 10 volte l’esposizione dei tessuti oculari agli UV; ne deriva quindi che soprattutto le lenti colorate devono filtrare la massima quantità possibile di radiazioni UV. L’efficacia della protezione dipende anche dalla dimensione della lente e dalla sua distanza dal viso, infatti solo una porzione minima di radiazione, circa 5% rispetto a quella che incide diretta-
a io si Amp spo di e
Figura 12. La potenziale esposizione ai raggi UV è maggiore in direzione frontale.
mente sulla lente, può raggiungere le strutture oculari per effetto della riflessione indotta da radiazioni che provengono da dietro il soggetto, riflettendosi sulla superficie posteriore della lente, Figura 12. La necessità di un’efficace protezione in un filtro solare è sancita dalla normativa ISO 8980-3:2013 (Tabella 7) ma come si Intervallo spettrale dell’ Ultravioletto
τV
Valore massimo della trasmittanza dell’UV-A emesso dal sole τSUV-A
Valore massimo della trasmittanza dell’UV-B emesso dal sole τSUV-B >315 nm a 380 nm UV-B
Descrizione del colore
Categoria di trasmittanza luminosa
Da oltre %
A%
>315 nm a 380 nm UV-A
Chiara o con colore tenue
0
80,0
100
τV
Colore tenue
1
43,0
80,0
τV
0,05% τV
Colore medio
2
18,0
43,0
0,5 τV
1,0% assoluto o 0,05% τV a seconda di quale dei due è maggiore
Colore scuro
3
8,0
18,0
0,5 τV
1,0% assoluto
Colore molto scuro
4
3,0
8,0
1,0% assoluto o 0,25% τV a seconda di quale dei due è maggiore
1,0% assoluto
0,05% τV
Tabella 7. Categorie di trasmittanza luminosa e trasmittanza relativa ammissibile per le radiazioni nell’ultravioletto (adattamento da ISO 8980-3:2013)
15
può notare, il riferimento per il limite superiore dell’UVA si ferma a 380 nm e non prevede protezioni particolari per questa parte dello spettro considerando lenti chiare. In assenza di normative specifiche di riferimento la generica definizione “protezione UV” associata a lenti chiare non è sufficiente per capire l’entità e il tipo di taglio che un azienda ha adottato per un suo determinato prodotto. Si ricordi inoltre che i primi procedimenti per aumentare la protezione UVA nelle lenti organiche rappresentavano per le aziende un costo aggiuntivo e spesso si accompagnavano a colorazioni residue e per questo venivano scarsamente utilizzati. In particolare il materiale attualmente più utilizzato in ottica oftalmica, il CR 39 ha un taglio nell’ UVA per lunghezze d’onda inferiori a 360 nm (Figura 13) fornendo una protezione parziale per le ulteriori lunghezze d’onda del rimanente intervallo. Una lente con queste caratteristiche può essere definita con “protezione UV” anche se il suo comportamento nell’UVA è solo parziale. Un occhiale equipaggiato con queste lenti e utilizzato per prolungati periodi di esposizione alla radiazione solare
Trasmittanza relativa spettrale
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Materiale 1,5 standard Materiale 1,6 standard Policarbonato standard
Lunghezza d’onda (nm)
Figura 13. I materiali standard per lenti fanno passare quantità significative di raggi UV
non è in grado di garantire una protezione efficace agli effetti cumulativi della radiazione UVA. Paradossalmente è stata posta maggiore attenzione nel regolamentare le caratteristiche di protezione per la radiazione UV nel mondo delle lenti a contatto dove il loro effetto si limita esclusivamente alla cornea o alle porzioni di congiuntiva interessate dalla loro area. In questo caso infatti la normativa ISO 18369-2-2017 evidenzia due classi di protezione per la radiazione UVA e UVB, come si può evidenziare dalla Tabella 8. Nell’ultimo periodo si è assitito all’introduzione di lenti con un maggior effetto protettivo nei confronti della
Proprietà
Limiti di Tolleranza
Trasmittanza spettrale nella regione del visibile (τV) da 380 nm a 780 nm
±5% assoluto c
Assorbimento di classe 1 Trasmittanza edia della radiazione Ultravioletta Assorbimento di classe 2
>315 nm a 380 nm UV-B
>315 nm a 380 nm UV-A
τUV-B <1% τV
τUV-A <1% τV
>315 nm a 380 nm UV-B
>315 nm a 380 nm UV-A
τUV-B <5,0 % τV
τUV-A <5,0 % τV
Tabella 8. Limiti di tolleranza della trasmittanza delle lenti a contatto per le radiazioni nel visibile e nell’ultravioletto (adattamento da ISO 18369-2-2017)
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Trasmittanza relativa spettrale
RISCHI ALL’ESPOSIZIONE UV patologie, prevenzione, protezione
Materiale 1,5 standard Materiale 1,6 standard Policarbonato standard
Lunghezza d’onda (nm)
Figura 14. I materiali di nuova generazione di ZEISS UVProtect fanno passare solo la luce visibile.
radiazione UVA con un taglio a partire da 400 nm senza l’introduzione di colorazioni residue, mettendo a disposizione dei professionisti della visione uno strumento efficace nella prevenzione degli effetti negativi indotti dalle radiazioni UVA (Figura 14), soprattutto per quelle categorie a rischio come riportato in Tabella 9. In conclusione, anche se ancora non esistono normative globalmente recepite che sanciscono i confini della radiazione UVA rispetto alle radiazio-
ni nel visibile e normative nell’ottica oftalmica che stabiliscono i criteri di assorbimento che le lenti non colorate devono avere rispetto a questa parte dello spettro, l’utilizzo di una protezione totale per gli effetti delle radiazioni di lunghezza d’onda inferiori a 400 nm dovrebbe diventare uno standard da seguire così come lo è l’utilizzo delle creme con protezione solare per la pelle. I professionisti della visione, durante la comunicazione con i loro pazienti, dovrebbero sempre ribadire l’importanza di un costante utilizzo della protezione per la radiazione UV, tenendo in considerazione che i danni provocati da queste lunghezze d’onda sono cumulativi. Si comprende quindi la necessità di dotare di questa protezione gli ausili correttivi da utilizzare non solo negli adulti, ma soprattutto nei bambini dove la maggior trasmittanza del cristallino per le basse lunghezze d’onda aumenta la quantità di radiazioni maggiormente energetiche che raggiungono la retina.
TABELLA 9. INDICAZIONI PRESCRITTIVE ALL’UTILIZZO DELLA PROTEZIONE UV In presenza delle seguenti condizioni: cataratta incipiente - degenerazione maculare - pterigio - pinguecola afachia - pseudofachia Durante l’utilizzo delle seguenti sostanze (la lista deve essere considerata a titolo indicativo): sulfonamidi - tetracicline - diuretici - tranquillanti - farmaci per l’ipoglicemia - contraccettivi orali Esposizione alla luce solare nelle seguenti condizioni: in estate dalle 10 alle 14 in ambiente esterno - durante esposizione per lunghi periodi all’aria aperta (specialmente nei bambini) - in montagna e al mare Esposizione a sorgenti di radiazione UV: saldatori (in associazione alla normali maschere protettive) - dentisti e odontotecnici - operatori in industrie che utilizzano sorgenti di radiazione UV 17
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Le lenti: uno scudo contro le radiazioni UV I raggi UV sono uno dei pericoli maggiori per la salute degli occhi
Circa il
La luce solare è fonte di vita e benessere, ma alcune sue lunghezze d'onda - tra cui quelle degli UV - possono determinare o favorire il fotoinvecchiamento o lo sviluppo di patologie più o meno gravi agli occhi e all'aree cutanee circostanti.1-8
dei portatori di lenti oftalmiche non è adeguatamente protetto dalle nocive 11 radiazioni UV
È quindi fondamentale proteggere gli occhi dagli effetti nocivi dei raggi UV, indossando lenti per occhiali in grado di schermarli efficacemente, così da preservare la salute visiva. 3,6
70%
400 nm è il miglior standard protettivo dai raggi UV La Commissione Internazionale sulla Protezione dalle Radiazioni Non-Ionizzanti (ICNIRP) e l'Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) hanno definito a 400 nm lo standard di riferimento per la protezione dagli UV10 1,0 0,9 Irradianza relativa
90%
Irradianza spettrale relativa Irradianza cumulativa
0,8
80%
0,7
70%
0,6
60%
0,5
50%
0,4
40%
0,3
30%
0,2
20%
60%
0,1 0 300
320
40%
340 360 380 Lunghezza d’onda (nm)
10%
0 400
Lo spettro tra 380 e 400 nm rappresenta ~ il 40% dell’irradianza totale delle radiazioni UV in arrivo sulla superficie terrestre
Irradianza totale % sotto ogni lunghezza d’onda
100%
Lenti da sole Protezione UV a 400 nm Standard internazionale definito dalle organizzazioni mondiali ICNIRP e OMS10, in grado di bloccare il 100% delle radiazioni UV.
Lenti da vista Protezione UV a 380 nm Limite superiore di protezione dagli UV stabilito dalla norma ISO 8980-3. Non tutte le lenti oftalmiche tradizionali offrono una protezione UV completa.
Bibliografia 1. Wang SQ et al. Photoprotection: a review of the current and future technologies. Dermatol Ther 2010; 23 (1): 31-47. 2. Resnikoff s et al. Global data on visual impairment in the year 2002. Bull World Health Organ 2004; 82 (11): 844-851. 3. Rivolta C et al. UV light signature in conjunctival melanoma; not only skin should be protected from solar radiation. J Hum Genet 2016; 61 (4): 361-362. 4. Swaminathan SS et al. Molecular Characteristics of Conjunctival Melanoma Using Whole-Exome Sequencing. JAMA Ophtalmol 2017; 135 (12): 1434-1437. 5. Lucas RM. An epidemiological perspective of ultraviolet exposure-public health concerns. Eye Contact Lens 2011; 37 (4): 168-175. 6. Gichui S et al. Pathophysiology of
L'innovazione ZEISS, protezione completa. ZEISS ora offre, di serie, la medesima protezione UV delle lenti da sole anche su lenti chiare, fino a 400 nm. Le lenti oftalmiche tradizionali schermano a livelli differenti le radiazioni UV: quelle in alto indice offrono una protezione completa, ma non quelle a basso e medio indice.
360 350 340
Alto indice
370
1,5
nm
380
Medio indice
390
Nessuna protezione
400
Le lenti organiche ZEISS
Protezione dalle radiazioni UV
330 Lo standard del settore è 380 nm
La tecnologia ZEISS UVProtect™ consente di schermare tutte le radiazioni UV dirette sulla superficie frontale della lente. Ma la protezione delle lenti oftalmiche ZEISS non finisce qui: uno strato anti-riflesso applicato sulla superficie interna della lente grazie ai trattamenti DuraVision UV Premium riduce anche le radiazioni UV indirette riflesse dalla superficie posteriore della lente.
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Luce indiretta riflessa dalla superficie posteriore della lente. ZEISS UVProtect™ con protezione UV completa. La luce diretta e le radiazioni UV sono bloccate.
Tecnologia ZEISS UVProtect™ + ZEISS DuraVision UV. Protezione UV completa su tutti i fronti. ocular surface squamous neoplasia. Exp Eye Res 2014; 129: 172-182. 7. Zhou WP et al. The role of ultraviolet radiation in the pathogenesis of pterygia. Mol Med Rep 2016; 14 (1): 3-15. 8. Yam JC et al. Ultraviolet light and ocular diseases. Int Ophtalmol 2014; 34 (2): 383-400. 9. Liou JC et al. UV-blocking spectable lens protects against UV-induced decline of visual performance. Mol Vis 2015; 21: 846–856. 10. International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection. Guidelines on limits of exposure to ultraviolet radiation of wavelenghts between 180 nm and 400 nm (incoherent optical radiation). Health Phys 2004; 87 (2): 171-186. 11. Dati di mercato ANFAO 2017 relativi alle lenti monofocali.
Protezione UV completa Protezione UV completa Protezione UV completa con lenti da vista chiare conlenti lentida davista vistaZEISS. ZEISS. ZEISS. con Tutti giorni. Tutto giorno. Tuttii iigiorni. giorni.Tutto Tuttoilil ilgiorno. giorno. Tutti Lenti da vista ZEISS con tecnologia UVProtect. Lenti da vista ZEISS con tecnologia UVProtect. Lenti da vista ZEISS con tecnologia UVProtect.
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