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Cataratta e segmento anteriore

Cataratta da radiazioni (Radiation Cataract)

La cataratta da radiazioni è una cataratta causata dall’esposizione a radiazioni ionizzanti come raggi X e raggi gamma. La cataratta sottocapsulare posteriore è caratteristica, ma ci sono anche segnalazioni di cataratta corticale. È noto che l’esposizione oculare alle radiazioni provoca cataratta, ed è emerso che anche l’esposizione a basse dosi aumenta il rischio a lungo termine di cataratta. Le radiazioni ionizzanti, sia a basse che ad alte dosi, sono un fattore di rischio accertato (causa provata) per cataratta corticale, sottocapsulare posteriore e mista 1).

Anche l’esposizione a basse dosi di radiazioni, come quella dei lavoratori di emergenza in incidenti nucleari, l’esposizione professionale del personale medico o l’esposizione medica dovuta a TAC, rappresenta un rischio a lungo termine di cataratta.

Di seguito sono riportati i gruppi ad alto rischio di cataratta da radiazioni.

  • Pazienti sottoposti a radioterapia: persone che hanno ricevuto irradiazione nella regione oculare per cancro della testa e del collo, tumore oculare o tumore intracranico.
  • Operatori sanitari: persone esposte professionalmente a radiazioni, come operatori di cateterismo, radiologia interventistica (IVR), TAC.
  • Lavoratori di impianti nucleari : compresi i lavoratori di emergenza in caso di incidenti nucleari
  • Astronauti: esposizione ai raggi cosmici (radiazioni di particelle ad alta energia) durante la permanenza sulla Stazione Spaziale Internazionale (ISS), ecc.

Il rischio di cataratta nei cardiologi interventisti e nel personale dei laboratori di cateterismo è significativamente aumentato secondo una revisione sistematica e meta-analisi3). Un ampio studio di coorte su tecnologi radiologici statunitensi ha mostrato un aumento del rischio di cataratta anche con esposizione professionale a dosi relativamente basse5,6).

La dose soglia per la cataratta da radiazioni è stata notevolmente ridotta grazie all’accumulo di recenti studi epidemiologici. Di seguito sono riportati i vecchi e nuovi standard.

StandardCondizione di esposizioneCataratta che causa riduzione della vistaCataratta lieve
Vecchio standard (prima del 2007)Acuto singolo5 Sv0,5–2 Sv
Vecchio standard (prima del 2007)Cronico multiplo8 Sv5 Sv
Revisione ICRP 2012Uniforme per acuto, frazionato, protratto e cronico0,5 Gy

L’ICRP (Commissione Internazionale per la Protezione Radiologica) nel 2012 ha definito la dose soglia come la dose alla quale il 1% della popolazione esposta sviluppa cataratta visivamente invalidante 20 anni o più dopo l’esposizione, fissandola a 0,5 Gy. È uniforme indipendentemente dalla modalità di esposizione (acuta, frazionata, protratta, cronica) e non vi è relazione tra dose soglia e gravità.

Anche il limite di esposizione professionale per l’occhio è stato rivisto. Dai precedenti 150 mSv all’anno, è stato ridotto a una media di 20 mSv/anno su 5 anni (senza superare 50 mSv in un singolo anno) secondo la raccomandazione ICRP del 2011.

Q Si può sviluppare la cataratta anche con basse dosi di radiazioni?
A

Anche l’esposizione a basse dosi aumenta il rischio di cataratta a lungo termine. Nel 2012, l’ICRP ha abbassato la dose soglia a 0,5 Gy, molto più restrittiva rispetto al vecchio standard (5 Sv in dose acuta singola per cataratta con perdita della vista). Uno studio di coorte su tecnici di radiologia statunitensi ha mostrato un aumento del rischio di cataratta con esposizione professionale a dosi relativamente basse 6). L’esposizione a basse dosi di radiazioni dovrebbe essere considerata un fattore che accelera l’invecchiamento del cristallino.

I principali sintomi soggettivi della cataratta da radiazioni sono elencati di seguito.

  • Riduzione dell’acuità visiva: poiché l’opacità sottocapsulare posteriore si verifica sull’asse visivo, influisce sulla funzione visiva relativamente presto.
  • Fotofobia (abbagliamento) : causata dalla diffusione della luce dovuta all’opacità sottocapsulare posteriore
  • Ridotta sensibilità al contrasto : la sensibilità al contrasto può essere notevolmente ridotta anche in uno stadio in cui l’acuità visiva è relativamente buona
  • Lento declino visivo : progredisce in modo impercettibile in caso di basse dosi e decorso a lungo termine

Reperti clinici (stadi di progressione dell’opacità)

Sezione intitolata “Reperti clinici (stadi di progressione dell’opacità)”

L’opacità del cristallino indotta da radiazioni provoca fini opacità puntiformi multicolori e vacuoli nel centro sottocapsulare posteriore, che si espandono gradualmente e progrediscono come segue.

Stadio iniziale (micro-opacità)

Opacità puntiformi e vacuoli : Al centro della capsula posteriore compaiono fini opacità puntiformi policromatiche e vacuoli.

Water clefts : Fessure acquose dovute alla dissociazione della sutura a Y. Possono comparire da questo stadio.

Stadio avanzato

Opacità a placche e granulari : Le opacità puntiformi si espandono e si fondono, diffondendosi sotto la capsula posteriore come opacità a placche e granulari.

Ulteriore progressione

Opacità sottocapsulare posteriore a ciambella : Opacità sottocapsulare posteriore a forma di ciambella con centro relativamente trasparente.

Stadio avanzato

Opacità a forma di piattino: Si forma un’opacità a forma di piattino composta da due strati membranosi (anteriore e posteriore). Ciò causa una marcata riduzione della funzione visiva.

Diagnosi differenziale con cataratta senile e cataratta steroidea

Sezione intitolata “Diagnosi differenziale con cataratta senile e cataratta steroidea”

La tipica cataratta da radiazioni in occhi con esposizione elevata presenta un aspetto di opacità molto diverso dalla cataratta senile o steroidea, quindi la diagnosi differenziale è relativamente facile.

D’altra parte, la cataratta da radiazioni dovuta a esposizione a basse dosi progredisce molto lentamente. Più bassa è la dose, più tempo richiede per manifestarsi (decenni), e si aggiungono i cambiamenti legati all’età, rendendo difficile la valutazione. Poiché anche la cataratta senile produce vacuoli, opacità sottocapsulare posteriore, fessure acquose e opacità corticale superficiale, non è facile determinare se l’opacità osservata in un cristallino invecchiato sia dovuta all’esposizione alle radiazioni.

Q Come distinguere la cataratta da radiazioni dalla cataratta senile?
A

Nei casi tipici dopo esposizione ad alta dose, la diagnosi differenziale è relativamente facile grazie al caratteristico pattern di progressione: opacità puntiformi multicolori → a ciambella → opacità sottocapsulare posteriore a forma di piatto. In caso di esposizione a bassa dose, i cambiamenti sono lenti e si sovrappongono a quelli legati all’età, quindi un’anamnesi dettagliata dell’esposizione (dose, durata, causa) è indispensabile per la diagnosi differenziale.

  • Raggi X e gamma : radiazioni ionizzanti da fonti mediche (fluoroscopia, TC, radioterapia) o impianti nucleari
  • Esposizione professionale (personale medico) : esposizione cronica a basse dosi durante trattamenti con catetere, IVR, operazioni TC
  • Esposizione medica (pazienti) : esami TC, radioterapia (irradiazione per tumori della testa e del collo, tumori oculari, tumori intracranici)
  • Raggi cosmici: particelle ad alta energia a cui gli astronauti sono esposti sulla ISS, ecc.

Le radiazioni ionizzanti sono un fattore di rischio accertato per tutti i seguenti tipi di cataratta1).

Tipo di catarattaAssociazione con le radiazioni
Cataratta corticaleRadiazioni ionizzanti (bassa e alta dose)
Cataratta sottocapsulare posterioreRadiazioni ionizzanti (basse e alte dosi)
Cataratta mistaRadiazioni ionizzanti (basse e alte dosi)
  • Dopo trapianto di cellule staminali ematopoietiche: è stata condotta una meta-regressione sull’incidenza della cataratta da radiazioni dopo irradiazione corporea totale (TBI), confermando una relazione dose-risposta2)
  • Dopo irradiazione corporea totale: l’uso di steroidi e la malattia del trapianto contro l’ospite (GVHD) sono stati segnalati come fattori coinvolti nello sviluppo della cataratta dopo irradiazione singola7)
  • Cardiologi interventisti e personale di laboratorio di cateterismo: una revisione sistematica e meta-analisi mostra un aumento significativo del rischio di cataratta3)
  • Coorte statunitense dei tecnici di radiologia: l’esposizione professionale aumenta il rischio di cataratta anche a dosi relativamente basse5,6)

La diagnosi di cataratta da radiazioni si basa sulla combinazione di un’opacità caratteristica e una storia di esposizione.

  • Anamnesi dettagliata dell’esposizione : è fondamentale confermare la dose di esposizione, la durata e la causa (professione, storia di trattamenti).
  • Esame con lampada a fessura : valutare la morfologia (a forma di ciambella o disco), l’estensione e la progressione dell’opacità sottocapsulare posteriore.
  • Illuminazione diretta (direct illumination) : utile per rilevare opacità sottocapsulari posteriori, vacuoli e fessure acquose.
  • Valutazione della funzione visiva : valutare precocemente non solo l’acuità visiva ma anche la riduzione della sensibilità al contrasto.

Criteri di classificazione delle opacità secondo ICRP

Sezione intitolata “Criteri di classificazione delle opacità secondo ICRP”

L’ICRP (2012) definisce l’opacità del cristallino indotta da radiazioni nelle due seguenti categorie, utilizzate per stabilire la dose soglia.

  • Opacità minore: alterazioni come vacuoli che non influenzano la funzione visiva
  • Cataratta visivamente invalidante : cataratta che influisce sulla funzione visiva (utilizzata nella definizione della dose soglia di 0,5 Gy)
  • Cataratta senile (sottocapsulare posteriore): Morfologia simile alla cataratta da radiazioni, ma il pattern di progressione da opacità puntiformi multicolori → a ciambella → a piatto è caratteristico della cataratta da radiazioni. A basse dosi e con decorso prolungato, la differenziazione è difficile.
  • Cataratta steroidea : si presenta come cataratta sottocapsulare posteriore, ma la morfologia dell’opacità è diversa dalla cataratta da radiazioni. Verificare sia la storia di uso di steroidi che l’esposizione a radiazioni.
Q È necessario un esame speciale per diagnosticare la cataratta da radiazioni?
A

Non sono necessari metodi di esame speciali; la diagnosi viene effettuata con un esame standard con lampada a fessura (in particolare con il metodo di transilluminazione). L’anamnesi dettagliata dell’esposizione alle radiazioni è l’informazione più importante; è indispensabile verificare la dose, la durata e la causa dell’esposizione. Nei casi in cui la differenziazione dai cambiamenti legati all’età è difficile, la storia di esposizione stessa diventa il fattore decisivo per la diagnosi.

Per la cataratta da radiazioni, la prevenzione è la misura più importante.

L’uso di occhiali protettivi in vetro o acrilico al piombo (schermo oculare) è la misura preventiva più affidabile. Tuttavia, il loro tasso di utilizzo nella pratica clinica è basso. Si raccomanda di garantirne l’uso sistematico da parte degli operatori sanitari e l’uso da parte dei pazienti durante esami con elevata esposizione oculare. L’uso di schermi di protezione radiologica e occhiali al piombo è considerato efficace 8). Il rispetto dei limiti di esposizione professionale basati sulle raccomandazioni ICRP 2011 è anche un’importante misura preventiva per la gestione delle dosi.

Per la cataratta da radiazioni che ha causato deficit visivo, viene eseguito un intervento standard di cataratta.

  • Indicazioni chirurgiche: Quando il diametro dell’opacità sottocapsulare posteriore supera i 2 mm, la funzione visiva si deteriora e diventa necessario un intervento chirurgico.
  • Tecnica chirurgica: Facoemulsificazione e aspirazione (PEA) + impianto di lente intraoculare (IOL).
  • Prognosi postoperatoria: Ci si aspetta un buon recupero visivo, simile a quello dopo intervento di cataratta senile.
Q La cataratta da radiazioni può essere curata con un intervento chirurgico?
A

Per la cataratta da radiazioni che causa deficit visivo, la facoemulsificazione (PEA) standard con impianto di IOL è efficace e la prognosi postoperatoria è altrettanto buona quanto quella della cataratta senile. L’indicazione chirurgica è un’opacità sottocapsulare posteriore di diametro superiore a 2 mm che causa una riduzione della funzione visiva. Nei casi di esposizione a basse dosi, spesso intercorre un lungo periodo tra l’insorgenza e l’intervento, ma i risultati chirurgici non differiscono da quelli di altre cataratte sottocapsulari posteriori.

Danno alle cellule epiteliali del cristallino da radiazioni

Sezione intitolata “Danno alle cellule epiteliali del cristallino da radiazioni”

Il cristallino è un tessuto altamente radiosensibile. Il suo meccanismo patogenetico è compreso come segue.

  1. Le cellule epiteliali del cristallino della zona equatoriale (zona germinale) ad alta capacità mitotica sono esposte a radiazioni.
  2. All’interno delle cellule vengono prodotti radicali liberi che causano danni al DNA.
  3. Provoca alterazioni strutturali delle proteine del cristallino (cristalline)
  4. Le cellule epiteliali danneggiate e le fibre del cristallino nucleate degenerano e migrano posteriormente
  5. L’infiltrazione fino al centro della capsula posteriore causa opacità

L’esposizione alle radiazioni genera radicali liberi nelle cellule della zona germinativa e nelle fibre cellulari, causando danno cellulare. Di conseguenza, le cellule danneggiate dell’equatore del cristallino migrano verso la capsula posteriore, riducendo la trasparenza delle fibre del cristallino sottocapsulari e causando aggregazione delle cristalline, portando a cataratta sottocapsulare posteriore.

Il danno genetico nella zona germinale dovuto all’esposizione alle radiazioni è una condizione essenziale per lo sviluppo della cataratta. Anche se il cristallino viene esposto alle radiazioni mentre solo la zona germinale è protetta da uno schermo, la cataratta da radiazioni non si verifica. Questo costituisce la base teorica dell’efficacia della protezione oculare con occhiali protettivi al piombo per la prevenzione.

Un’analisi di meta-regressione dei regimi di trapianto di cellule staminali ematopoietiche ha confermato una relazione dose-risposta per la cataratta da radiazioni 2). Una revisione aggiornata degli effetti delle radiazioni ionizzanti sull’occhio riporta anche effetti dell’esposizione a basse dosi, e la comprensione della relazione con la dose sta progredendo 4).

La cataratta da radiazioni non si manifesta immediatamente dopo l’esposizione. Più bassa è la dose, più lungo è il periodo di latenza prima della comparsa, che può arrivare a decenni. Una volta sviluppata, progredisce gradualmente con l’invecchiamento. L’esposizione a basse dosi di radiazioni dovrebbe essere interpretata come un’accelerazione dei cambiamenti legati all’età del cristallino.

Il dibattito continua sull’esistenza di una dose soglia per la cataratta da radiazioni o se la relazione dose-risposta sia lineare (modello senza soglia, LNT). Sono in corso ricerche continue, inclusa la validità del valore di 0,5 Gy dell’ICRP 4). Una revisione continua degli effetti delle radiazioni ionizzanti sull’occhio sta portando a una rivalutazione della dose soglia.

Studio di follow-up a lungo termine sull’esposizione professionale

Sezione intitolata “Studio di follow-up a lungo termine sull’esposizione professionale”

La coorte dei tecnici di radiologia statunitensi (US Radiologic Technologists study) segue a lungo termine la relazione tra esposizione professionale e rischio di cataratta. È stato dimostrato che anche un’esposizione professionale a dosi relativamente basse aumenta il rischio di cataratta, e ciò viene utilizzato per valutare l’adeguatezza degli attuali limiti di esposizione professionale 5,6).

Diffusione dei dispositivi di protezione radiologica

Sezione intitolata “Diffusione dei dispositivi di protezione radiologica”

Nonostante l’efficacia degli occhiali protettivi al piombo sia consolidata, il loro tasso di utilizzo in ambito clinico rimane basso. Programmi di educazione e sensibilizzazione per aumentare l’utilizzo, nonché lo sviluppo di dispositivi di protezione più facili da indossare, rappresentano sfide.

Ricerca di biomarcatori per la differenziazione tra cataratta da radiazioni e cataratta senile

Sezione intitolata “Ricerca di biomarcatori per la differenziazione tra cataratta da radiazioni e cataratta senile”

La ricerca di biomarcatori e metodi di diagnostica per immagini per differenziare la cataratta da radiazioni dopo esposizione a basse dosi dalla cataratta senile è in fase di studio. Se verranno identificati biomarcatori specifici, si prevede la loro applicazione per la diagnosi differenziale in casi con storia di esposizione sconosciuta.

  1. Ainsbury EA, Bouffler SD, Dörr W, et al. Radiation cataractogenesis: A review of recent studies. Radiat Res. 2009;172:1-9.
  2. Hall MD, Schultheiss TE, Smith DD, et al. Dose response for radiation cataractogenesis: A meta-regression of hematopoietic stem cell transplantation regimens. Int J Radiat Oncol Biol Phys. 2015;91:22-29.
  3. Elmaraezy A, Ebraheem Morra M, Tarek Mohammed A, et al. Risk of cataract among interventional cardiologists and catheterization lab staff: A systematic review and meta-analysis. Catheter Cardiovasc Interv. 2017;90:1-9.
  4. Hamada N, Azizova TV, Little MP. An update on effects of ionizing radiation exposure on the eye. Br J Radiol. 2019:20190829.
  5. Little MP, Kitahara CM, Cahoon EK, et al. Occupational radiation exposure and risk of cataract incidence in a cohort of US radiologic technologists. Eur J Epidemiol. 2018;33:1179-1191.
  6. Little MP, Cahoon EK, Kitahara CM, et al. Occupational radiation exposure and excess additive risk of cataract incidence in a cohort of US radiologic technologists. Occup Environ Med. 2020;77:1-8.
  7. Hamon MD, Gale RF, Macdonald ID, et al. Incidence of cataracts after single fraction total body irradiation: The role of steroids and graft versus host disease. Bone Marrow Transplant. 1993;12:233-236.
  8. AAO Cataract and Anterior Segment Panel. Cataract in the Adult Eye PPP 2021. American Academy of Ophthalmology. November 2021.

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