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Tossicità dei conservanti dei colliri ed effetti collaterali (Preservative-Toxicity-of-Eye-Drops)

1. Che cos’è la tossicità dei conservanti nei colliri?

Sezione intitolata “1. Che cos’è la tossicità dei conservanti nei colliri?”

La tossicità dei conservanti nei colliri si riferisce alla tossicità causata dai conservanti contenuti nei colliri, soprattutto dal cloruro di benzalconio (BAK), sull’epitelio corneale e congiuntivale. È un problema clinico nei pazienti che usano più colliri a lungo termine, soprattutto in quelli che assumono diversi farmaci per il glaucoma.

Circa il 70% dei colliri in commercio contiene BAK. Poiché i pazienti con glaucoma spesso devono usare più colliri a lungo termine, la malattia della superficie oculare (OSD) è frequente. Si stima che circa il 50–60% dei pazienti con glaucoma abbia OSD10), e nei pazienti che usano tre o più colliri contenenti BAK si osserva SPK in oltre il 60% circa2). Inoltre, è stato segnalato che l’uso prolungato di BAK influisce anche sui risultati postoperatori dopo la chirurgia filtrante per il glaucoma5).

Nei colliri vengono usati diversi conservanti e la loro tossicità varia.

ConservanteCaratteristicheProdotti rappresentativi
BAK (cloruro di benzalconio)Il più usato. Tossicità epiteliale dipendente dalla concentrazioneMolti colliri per il glaucoma e antibatterici
Polyquad®Meno tossico di BAKTravatan®
SoftZIA® (sistema conservante allo zinco)Bassa tossicità. Sistema conservante di nuova generazioneAlcuni colliri per il glaucoma
Senza conservanti (PF)Il più sicuro. Formati monodose, ecc.Mucosta UD®,Tapros® PF
Q Perché i colliri hanno bisogno di conservanti?
A

Sono necessari per prevenire la contaminazione microbica dei colliri dopo l’apertura. Senza conservanti, batteri e funghi possono proliferare entro pochi giorni dall’apertura e aumentare il rischio di malattie oculari infettive. Tuttavia, poiché i conservanti stessi sono tossici per la superficie oculare, nell’uso a lungo termine è importante bilanciare rischi e benefici.

2. Sintomi e reperti clinici del danno oculare causato dai conservanti

Sezione intitolata “2. Sintomi e reperti clinici del danno oculare causato dai conservanti”
Aumento della colorazione corneale con fluoresceina dovuto a colliri con BAK (confronto tra controllo PBS e gruppo BAK allo 0,01%)
Aumento della colorazione corneale con fluoresceina dovuto a colliri con BAK (confronto tra controllo PBS e gruppo BAK allo 0,01%)
Vereertbrugghen A, Pizzano M, Sabbione F, et al. Hyaluronate Protects From Benzalkonium Chloride-Induced Ocular Surface Toxicity. Transl Vis Sci Technol. 2024;13(10):31. Figure 4. PMID: 39432403; PMCID: PMC11498636; DOI: 10.1167/tvst.13.10.31. License: CC BY 4.0.
Immagine corneale con colorazione alla fluoresceina: l’occhio di controllo PBS (in alto) mostra quasi nessuna colorazione, mentre l’occhio trattato con BAK allo 0,01% (in basso) mostra una forte colorazione fluorescente verde su tutta la cornea, indicando una marcata riduzione della funzione di barriera epiteliale. Ciò corrisponde ai reperti di colorazione alla fluoresceina dell’epiteliopatia corneale tossica indotta da BAK discussa nella sezione “Sintomi e reperti clinici del danno oculare causato dai conservanti”.

Nel danno causato da colliri contenenti BAK compaiono i seguenti sintomi soggettivi.

  • Irritazione e bruciore: subito dopo l’instillazione fino a pochi minuti. Reazione immediata dovuta all’azione di BAK sulla membrana cellulare
  • Sensazione di corpo estraneo / sensazione di sabbia: sintomo persistente associato al danno dell’epitelio corneale (SPK)
  • Peggioramento della sensazione di secchezza oculare: i sintomi simili all’occhio secco progrediscono per la riduzione della secrezione di mucina dovuta alla diminuzione delle cellule caliciformi
  • Lacrimazione: aumento riflesso della secrezione lacrimale in risposta al danno
  • Arrossamento: vasodilatazione dovuta all’irritazione cronica della congiuntiva

Cheratite superficiale puntata

Colorazione con fluoresceina: la colorazione puntata positiva, soprattutto nella parte inferiore della cornea, è un segno caratteristico della tossicità da BAK.

Distribuzione: una distribuzione soprattutto nella parte inferiore della cornea, coerente con un andamento di flusso dal fornice inferiore.

Danno delle cellule caliciformi

Riduzione della densità delle cellule caliciformi: può essere valutata quantitativamente con la citologia da impronta congiuntivale.

Impatto funzionale: la secrezione di mucine come MUC5AC diminuisce, riducendo la stabilità del film lacrimale (BUT).

Alterazioni congiuntivali

Iperemia congiuntivale e reazione papillare: soprattutto nel fornice inferiore. Alterazioni infiammatorie dovute a irritazione cronica.

Fibrosi: un’esposizione prolungata e cronica a BAK può causare cicatrizzazione del tessuto sottocongiuntivale.

Altri reperti

Ritardo di guarigione dell’epitelio corneale: la funzione di barriera diminuisce per alterazione delle tight junction dell’epitelio.

Peggioramento della MGD: per l’effetto tensioattivo del BAK, lo strato lipidico del film lacrimale diventa instabile e la disfunzione delle ghiandole di Meibomio (MGD) peggiora.

Q Il bruciore quando metto le gocce negli occhi è dovuto al conservante?
A

È possibile. I colliri contenenti BAK possono causare una sensazione di irritazione o bruciore subito dopo l’instillazione. Se l’irritazione è solo temporanea, di solito preoccupa meno, ma se ci sono bruciore persistente, secchezza o sensazione di corpo estraneo, è consigliabile chiedere all’oculista se passare a una formulazione senza conservanti.

3. Meccanismi tossici del BAK e fattori di rischio

Sezione intitolata “3. Meccanismi tossici del BAK e fattori di rischio”

Il BAK è un tensioattivo cationico e manifesta tossicità sulla superficie oculare attraverso i seguenti meccanismi1).

  • Danno della membrana cellulare: distrugge il doppio strato fosfolipidico delle cellule epiteliali corneali e provoca danno cellulare. La tossicità è dose-dipendente; a 0,005% o meno la tossicità è bassa, ma a 0,02% si verifica un chiaro danno epiteliale6)
  • Induzione dell’apoptosi: attiva la via delle caspasi nelle cellule epiteliali corneali e induce la morte cellulare programmata
  • Danno selettivo delle cellule caliciformi: le cellule caliciformi, che secernono mucina (come MUC5AC), vengono danneggiate e la stabilità del film lacrimale diminuisce4)
  • Danno delle tight junction: la funzione di barriera dell’epitelio corneale diminuisce e aumenta la sensibilità agli irritanti esterni
  • Promozione della fibrosi congiuntivale: favorisce l’infiammazione e la fibrosi del tessuto subcongiuntivale e influisce sulla cicatrizzazione del bleb dopo la trabeculectomia (chirurgia filtrante)5)
  • Effetto sullo strato lipidico: la sua azione tensioattiva destabilizza lo strato lipidico del film lacrimale e peggiora la MGD

Di seguito è mostrata la relazione tra la concentrazione di BAK e la tossicità epiteliale.

Concentrazione di BAKGrado di tossicitàColliri tipici
0,005% o menoRelativamente bassa (con uso a lungo termine ha un effetto)Collirio di timololo (alcuni), brimonidina
0,0075–0,01%Rischio moderato di danno epitelialedorzolamide, timololo (alcuni)
0,02%Rischio واضح di danno epitelialeCollirio di latanoprost

I seguenti fattori aumentano la tossicità del BAK3).

  • Uso prolungato e di più farmaci: soprattutto quando si usano tre o più colliri contenenti BAK per il trattamento del glaucoma
  • BAK ad alta concentrazione (0,01% o più): le formulazioni di latanoprost (0,02%) presentano il rischio più elevato
  • Storia di occhio secco: quando il volume lacrimale è basso, la capacità di diluizione del BAK si riduce e aumenta l’esposizione della superficie oculare
  • Anziani: la capacità di riparazione dell’epitelio corneale diminuisce e il danno tende a persistere
  • Uso di lenti a contatto: il BAK si adsorbe sulle lenti e provoca un’esposizione corneale continua
Q Scegliere colliri senza BAK riduce il fastidio agli occhi?
A

Sì, può ridurlo. Il BAK (cloruro di benzalconio) è il conservante più usato nei colliri e la sua tossicità per l’epitelio corneale è stata confermata. Nell’uso a lungo termine, è preferibile passare a formulazioni senza conservanti o senza BAK (come quelle contenenti Polyquad). Il beneficio del cambiamento è particolarmente grande nei pazienti con occhio secco e in quelli che usano tre o più colliri a lungo termine.

4. Diagnosi e valutazione della tossicità dei conservanti

Sezione intitolata “4. Diagnosi e valutazione della tossicità dei conservanti”

Se si sospetta una tossicità da conservanti, valutarla in modo completo con i seguenti esami e l’anamnesi.

EsameObiettivo / reperti
colorazione con fluoresceinaRilevazione della SPK. La colorazione puntiforme prevalente nella parte inferiore della cornea è caratteristica della tossicità da BAK
BUT (tempo di rottura del film lacrimale)Il BUT si accorcia per la carenza di mucina dovuta alla diminuzione delle cellule caliciformi
colorazione con rosa bengala / verde di lissaminaColora le cellule epiteliali danneggiate e le cellule prive di rivestimento di mucina
test di SchirmerValutazione della secrezione lacrimale (valutazione di OSD associata)
citologia da impronta congiuntivaleConsente una valutazione quantitativa della densità delle cellule caliciformi
microscopia confocale in vivoValuta le modifiche microstrutturali dell’epitelio corneale, dei nervi corneali e della congiuntiva

Nell’anamnesi, è necessario confermare con attenzione il tipo e il numero di colliri in uso, se contengono BAK e per quanto tempo sono stati usati. È importante anche verificare se il momento di insorgenza dei sintomi coincide con l’inizio o il cambio del collirio.

  • Congiuntivite allergica: allergia al principio attivo del collirio stesso (componente del farmaco). La reazione papillare e l’infiltrazione di eosinofili sono marcate
  • Occhio secco: può coesistere con la tossicità da BAK e peggiorarla. Si distingue valutando la quantità e la funzione lacrimale
  • Danno corneale da farmaci: lesione causata da componenti del farmaco diversi da BAK. Si conferma dal miglioramento dopo la sospensione del collirio

La misura più importante nella gestione della tossicità da BAK è il passaggio a formulazioni senza conservanti (PF).

Tipo di formulazioneProdotti rappresentativi (es.)Caratteristiche
Tipo monodose (usa e getta)ムコスタUD® 0.2%,ジクアスUD® 3%,ヒアレインミニ® 0.1%/0.3%Da usare completamente dopo l’apertura. Non è necessario alcun conservante per la conservazione a lungo termine
Tipo PF multidose (con filtro integrato)Collirio combinato Cosopt® Mini (PF)Struttura di contenitore sterile riutilizzabile
Formulazione con conservante alternativo senza BAKTravatan® (contiene Polyquad)Usa un conservante alternativo meno tossico del BAK
Formulazione senza BAK con lo stesso principio attivoTapros® PF (tafluprost 0,0015%)Alternativa a latanoprost. Rimborsato dall’assicurazione per ipertensione oculare e glaucoma

È stato riportato che il passaggio a colliri PF alternativi per il glaucoma migliora in modo significativo gli indicatori oggettivi del danno della superficie oculare (SPK, BUT e densità delle cellule caliciformi)7, 8).

L’uso di colliri combinati (formulazioni che riuniscono 2 o 3 componenti in un unico flacone) è efficace nel ridurre l’esposizione totale al BAK9).

  • Riduzione della frequenza di instillazione: rispetto all’uso di 2 o 3 monoterapie, passare a un solo flacone riduce notevolmente il numero di esposizioni al BAK
  • Riduzione del contenuto di BAK: la quantità di BAK nei colliri combinati è inferiore alla somma di quella delle monoterapie
  • Preparazioni combinate rappresentative: latanoprost/timolol (Xalacom®), tafluprost/timolol (Tapcom®), dorzolamide/timolol (Cosopt®)
  • Compressione del sacco lacrimale: premere la zona del sacco lacrimale (angolo interno dell’occhio) per 1 o 2 minuti dopo l’instillazione favorisce il drenaggio del BAK attraverso il dotto nasolacrimale e può anche ridurre l’assorbimento sistemico
  • Lavaggio dell’occhio: lavare l’occhio dopo l’instillazione può rimuovere il BAK rimasto sulla superficie corneale. Tuttavia, un lavaggio eccessivo può diluire il film lacrimale, quindi è necessaria cautela

Nei pazienti programmati per chirurgia filtrante del glaucoma (trabeculectomia o chirurgia con shunt/tubo), passare a una formulazione senza BAK circa 2 o 4 settimane prima dell’intervento può ridurre l’infiammazione congiuntivale e migliorare i risultati chirurgici5). È utile anche valutare la densità delle cellule caliciformi con citologia ad impronta congiuntivale preoperatoria.

Se l’occhio secco è associato o peggiora per tossicità da BAK, aggiungere i seguenti farmaci.

  • Collirio di diquafosol sodico al 3% (Diquas®): favorisce la secrezione di mucina tramite i recettori P2Y2. È disponibile anche la formulazione monodose senza conservanti (Diquas UD®)
  • Collirio di rebamipide al 2% (Mucosta®): oltre a favorire la produzione di mucina, ha un’azione antinfiammatoria. Formulazione monodose senza conservanti (Mucosta UD®)
  • Lacrime artificiali senza conservanti: Hyalein Mini® 0,1%/0,3% (ialuronato di sodio)
Q Per il glaucoma uso molti colliri: come posso proteggere la superficie oculare?
A

È efficace combinare più misure. Innanzitutto, passare a colliri in formulazione combinata può ridurre il numero di instillazioni e diminuire l’esposizione totale al BAK. Poi, è opportuno discutere con l’oculista il passaggio a formulazioni senza conservanti (PF). Anche la compressione del sacco lacrimale dopo l’instillazione è efficace e può ridurre l’assorbimento intraoculare e sistemico del BAK. Se sono presenti sintomi di occhio secco, è utile anche l’uso associato di colliri che favoriscono la produzione di mucina, come la soluzione oftalmica di diquafosol (Diquas UD®) o la soluzione oftalmica di rebamipide (Mucosta UD®)9).

6. Contenuto di BAK nei principali colliri per il glaucoma e formulazioni alternative

Sezione intitolata “6. Contenuto di BAK nei principali colliri per il glaucoma e formulazioni alternative”

Il glaucoma richiede l’uso di colliri per tutta la vita, e gli effetti della tossicità da BAK sono una delle principali preoccupazioni in questo ambito. Di seguito sono riassunti il contenuto di BAK e le formulazioni alternative dei principali colliri.

FarmacoConcentrazione di BAKFormulazione alternativa senza BAK
Collirio di latanoprost 0,005%0,02% (alta concentrazione)tafluprost 0,0015% (Tapros® PF)
Collirio di timololo 0,25%/0,5%0,005–0,01%Timoptol® XE (formulazione in gel), timololo PF
Collirio di dorzolamide cloridrato 1%0.0075%Formulazione combinata di dorzolamide/timololo senza conservanti (Cosopt Mini®)
Collirio di brimonidina tartrato 0.1%0.005%Formulazione senza BAK (varia a seconda del prodotto)
Travatan®Contiene Polyquad (senza BAK)È di per sé una formulazione alternativa al BAK
Collirio di ripasudil cloridrato 0.4% (Glanatec®)Contiene BAKAl momento non esiste un’alternativa senza BAK

La tossicità del BAK è dose-dipendente e il latanoprost (0,02%) presenta il rischio più alto6). Quando si usano più colliri contenenti BAK, il problema non è la somma delle concentrazioni di BAK dei singoli farmaci, ma l’esposizione ripetuta della superficie oculare a ogni goccia. Il tafluprost (Tapros® PF) ha lo stesso effetto di riduzione della pressione intraoculare del latanoprost, ma è privo di BAK, e sia gli studi sugli animali sia gli studi clinici hanno dimostrato che il suo impatto sulla superficie oculare è significativamente inferiore6, 7).

A differenza del BAK, Polyquad è un tensioattivo cationico di tipo polimerico. Poiché ha un alto peso molecolare e una bassa permeabilità corneale, la sua tossicità epiteliale è ridotta. Anche gli studi in vitro hanno confermato che la sua tossicità per le cellule epiteliali della superficie oculare è significativamente inferiore rispetto a quella del BAK8).

  • SoftZIA® (sistema conservante contenente zinco): un sistema conservante a bassa tossicità che utilizza ioni zinco. Studi comparativi con BAK hanno mostrato una migliore tollerabilità corneale7), ed è già stato adottato in alcuni colliri per il glaucoma
  • OcuPure® (a base di perossido di idrogeno): conservante che si scompone in ossigeno e acqua dopo l’instillazione. Non lascia quasi residui sulla superficie oculare ed è considerato poco tossico
  • Derivati della clorexidina e poliaminopropil biguanide (PAPB): si sta valutando l’applicazione ai colliri di conservanti a bassa tossicità sviluppati per i prodotti per la cura delle lenti a contatto

Si sta inoltre avanzando verso una ricerca che renda inutili gli stessi colliri.

  • Impianti intraoculari a rilascio prolungato: impianti a rilascio prolungato inseriti nella camera anteriore o nella cavità vitrea, che evitano sia l’esposizione sistemica dei colliri sia la tossicità dei conservanti
  • DDS di tipo plug del puntino lacrimale: Sono stati riportati tentativi di rilasciare lentamente il farmaco dai plug del puntino lacrimale e di ridurre in modo significativo il numero di gocce oculari

Rivalutazione degli effetti a lungo termine del BAK

Sezione intitolata “Rivalutazione degli effetti a lungo termine del BAK”

Per quanto riguarda gli effetti a lungo termine del BAK sulla superficie oculare, studi con microscopia confocale in vivo hanno riportato una riduzione della densità delle fibre nervose corneali. Questo dato suggerisce che la tossicità del BAK non colpisce solo l’epitelio corneale, ma anche il sistema nervoso corneale, e che è necessaria un’ulteriore valutazione, inclusa l’associazione con il dolore neuropatico11). Inoltre, sono necessarie ulteriori evidenze sul rapporto tra l’uso prolungato di BAK e la cicatrizzazione della bolla filtrante dopo chirurgia filtrante del glaucoma, inclusa l’ottimizzazione del periodo di sospensione preoperatoria del BAK.

  1. Baudouin C, Labbé A, Liang H, et al. Preservatives in eyedrops: the good, the bad and the ugly. Prog Retin Eye Res. 2010;29(4):312-334. doi:10.1016/j.preteyeres.2010.03.001. PMID:20302969.

  2. Pisella PJ, Pouliquen P, Baudouin C. Prevalence of ocular symptoms and signs with preserved and preservative free glaucoma medication. Br J Ophthalmol. 2002;86(4):418-423. doi:10.1136/bjo.86.4.418. PMID:11914211; PMCID:PMC1771067.

  3. Jaenen N, Baudouin C, Pouliquen P, et al. Ocular symptoms and signs with preserved and preservative-free glaucoma medications. Eur J Ophthalmol. 2007;17(3):341-349. doi:10.1177/112067210701700311. PMID:17534814.

  4. Noecker RJ, Herrygers LA, Anwaruddin R. Corneal and conjunctival changes caused by commonly used glaucoma medications. Cornea. 2004;23(5):490-496. doi:10.1097/01.ico.0000116526.57227.82. PMID:15220734.

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  6. Liang H, Baudouin C, Pauly A, et al. Conjunctival and corneal reactions in rabbits following short- and repeated exposure to preservative-free tafluprost, commercially available latanoprost and 0.02% benzalkonium chloride. Br J Ophthalmol. 2008;92(9):1275-1282. doi:10.1136/bjo.2008.138768. PMID:18723745; PMCID:PMC2569147.

  7. Kahook MY, Noecker RJ. Comparison of corneal and conjunctival changes after dosing of travoprost preserved with sofZia, latanoprost with 0.02% benzalkonium chloride, and preservative-free artificial tears. Cornea. 2008;27(3):339-343. doi:10.1097/ICO.0b013e31815cf651. PMID:18362664.

  8. Ammar DA, Noecker RJ, Kahook MY. Effects of benzalkonium chloride-preserved, polyquad-preserved, and sofZia-preserved topical glaucoma medications on human ocular epithelial cells. Adv Ther. 2010;27(11):837-845. doi:10.1007/s12325-010-0070-1. PMID:20931366.

  9. 日本緑内障学会. 緑内障診療ガイドライン(第5版). 日眼会誌. 2022;126(2):85-177.

  10. Leung EW, Medeiros FA, Weinreb RN. Prevalence of ocular surface disease in glaucoma patients. J Glaucoma. 2008;17(5):350-355. PMID: 18703943. doi:10.1097/IJG.0b013e31815c5f4f.

  11. Martone G, Frezzotti P, Tosi GM, Traversi C, Mittica V, Malandrini A, et al. An in vivo confocal microscopy analysis of effects of topical antiglaucoma therapy with preservative on corneal innervation and morphology. Am J Ophthalmol. 2009;147(4):725-735.e1. doi:10.1016/j.ajo.2008.10.019.

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