Neuropatia ottica traumatica indotta da esplosione

Punti chiave in breve

Aspetti principali di questa malattia

• La neuropatia ottica traumatica indotta da esplosione (BON) è un sottotipo di neuropatia ottica traumatica indiretta in cui il nervo ottico viene danneggiato solo dalle onde d’urto causate dalla sovrapressione dell’esplosione.
• Poiché non comporta una lesione penetrante né un trauma contusivo, il danno del nervo ottico può verificarsi anche in assenza di segni visibili di trauma.
• Militari, operatori dei servizi di emergenza e civili esposti a ordigni esplosivi rientrano tra i gruppi ad alto rischio.
• Anche quando l’acuità visiva rimane buona, possono comparire difetti del campo visivo, riduzione della sensibilità al contrasto spaziale e confusione dei colori.
• Non esistono linee guida specifiche per la BON, e il trattamento di supporto e la riabilitazione visiva sono i pilastri della terapia.
• Si accompagna spesso a trauma cranioencefalico (TBI) e sindrome post-commotiva, quindi è essenziale una valutazione completa.

1. Che cos’è la neuropatia ottica traumatica indotta da esplosione?

La neuropatia ottica traumatica indotta da esplosione (Blast-Induced Traumatic Optic Neuropathy; BON) è un sottotipo di neuropatia ottica traumatica (TON). Si caratterizza per il danno al nervo ottico causato dalle onde d’urto trasmesse attraverso le strutture oculari dopo l’esposizione alla sovrapressione dell’esplosione, senza ferite penetranti né trauma contusivo grave.

Epidemiologia

La neuropatia ottica traumatica indotta da esplosione è una patologia problematica in ambito militare, industriale e civile.

• Uno studio ha riportato che circa il 20% dei militari feriti da un’esplosione ha mostrato segni di trauma oculare tra 2 settimane e 7 anni dopo la lesione (2011).
• Nei casi con lesione cerebrale traumatica (TBI) associata, anche quando l’acuità visiva è relativamente preservata, si osservano frequentemente alterazioni della funzione visiva come visione binoculare, campo visivo e movimenti oculari ¹.
• Nei modelli animali è stata confermata una relazione dose-risposta tra il numero totale di esposizioni all’esplosione e il grado di neurodegenerazione del nervo ottico ².

Q In cosa differisce la neuropatia ottica traumatica indotta da esplosione (BON) dalla neuropatia ottica traumatica comune (TON)?

A

La neuropatia ottica traumatica è spesso scatenata da traumi contusivi come gli incidenti stradali o da lesioni penetranti, ma la neuropatia ottica traumatica indotta da esplosione è caratterizzata da un danno al nervo ottico causato solo dall’onda d’urto dell’esplosione, senza lesioni penetranti né traumi contusivi gravi. Una disfunzione del nervo ottico può comparire anche in assenza di segni esterni evidenti di trauma.

Principali sintomi e riscontri clinici

Sintomi soggettivi

Il disturbo visivo nella neuropatia ottica traumatica indotta da esplosione varia da lieve a grave.

• Vista offuscata: Uno dei sintomi soggettivi più frequentemente riportati.
• Perdita del campo visivo: Estensione e pattern sono variabili, dallo scotoma centrale alla perdita del campo visivo periferico.
• Alterazioni della percezione dei colori: difficoltà a distinguere i colori, oppure i colori appaiono sbiaditi.
• Riduzione della vista: da lieve calo a grave perdita visiva.

Reperti clinici

Si possono osservare i seguenti reperti. È importante notare che anche se l’acuità visiva ad alto contrasto rimane preservata, possono esserci più alterazioni funzionali nascoste.

Reperto	Contenuto
Riduzione della vista	Da lieve a grave, con ampia variabilità tra le persone
Disturbo della visione dei colori	Confusione dei colori e ridotta capacità di distinguerli
RAPD	Reperto importante nei casi unilaterali o bilaterali asimmetrici
difetto del campo visivo	valutazione quantitativa con perimetria Humphrey
assottigliamento della RNFL	alterazioni dello strato delle fibre nervose retiniche rilevate con OCT
prolungamento della latenza del VEP	rallentamento della conduzione dell’attività elettrica del sistema visivo
riduzione della sensibilità al contrasto spaziale	può mostrare anomalie anche se l’acuità visiva ad alto contrasto è normale

La papilla ottica mostra inizialmente edema e, infine, progredisce verso atrofia ottica e perdita della RNFL all’OCT. Cockerham et al. raccomandano una valutazione completa che non si limiti all’acuità visiva ad alto contrasto, ma includa anche la sensibilità al contrasto spaziale, l’esame del campo visivo e la visione dei colori¹. Nell’indagine VFQ-25, la qualità di vita dei veterani esposti a esplosioni è risultata significativamente inferiore rispetto a quella delle persone sane e dei pazienti con diabete, glaucoma e sclerosi multipla³.

Q È possibile una neuropatia ottica traumatica indotta da esplosione anche se la vista è buona?

A

Sì. Anche quando l’acuità visiva ad alto contrasto è preservata, possono comparire alterazioni del campo visivo, riduzione della sensibilità al contrasto spaziale ed errori nella percezione dei colori. Valutare solo l’acuità visiva ad alto contrasto rischia di far passare inosservato il danno.

3. Cause e fattori di rischio

Causa

L’onda d’urto causata dalla blast overpressure viene trasmessa attraverso le strutture dell’occhio fino al nervo ottico, dove le forze di taglio e lo stress danneggiano le fibre del nervo ottico. La differenza essenziale rispetto ad altre neuropatie ottiche traumatiche è che non è presente una ferita penetrante né un trauma contusivo diretto.

Fattori di rischio

• Esposizione professionale: militari, soccorritori, addetti alla gestione di esplosivi
• Vicinanza alla fonte dell’esplosione: prossimità a IED (ordigni esplosivi improvvisati) e a grandi armi
• Intensità della blast overpressure: maggiore è la sovrapressione, maggiore è il rischio di lesione
• Esposizione ripetuta: nei modelli animali è stata dimostrata una relazione dose-risposta
• Associazione con trauma cranico o sindrome post-commozione: aumenta il tasso di compromissione della funzione visiva

Per la prevenzione

Indossare dispositivi di protezione, come occhiali speciali ed elmetto. Nei luoghi dell’esplosione, è importante mantenere consapevolezza della situazione ed evitare avvicinamenti non necessari. Poiché l’esposizione ripetuta può aumentare in modo cumulativo il rischio di neurodegenerazione, va considerata anche la limitazione del numero di esposizioni.

Q Come si può ridurre il rischio di neuropatia ottica traumatica indotta da blast?

A

L’uso di dispositivi di protezione (occhiali speciali ed elmetto) è fondamentale. Nei modelli animali, l’esposizione ripetuta ha mostrato una relazione dose-risposta con la neurodegenerazione, quindi limitare il numero di esposizioni è anche una misura preventiva importante.

4. Diagnosi e metodi di esame

La diagnosi della neuropatia ottica traumatica indotta da esplosione richiede un’anamnesi completa e un esame multidimensionale. Chiedere nel dettaglio la vicinanza al punto dell’esplosione, la durata dell’esposizione, l’uso di dispositivi di protezione, eventuali malattie oculari preesistenti e la presenza di trauma cranico.

Esami clinici

Test dell’acuità visiva: misura l’acuità visiva ad alto contrasto. Anche se è buona, possono essere presenti altre anomalie funzionali.

Risposta pupillare (RAPD): importante reperto oggettivo nei casi unilaterali o bilateralmente asimmetrici.

Movimenti oculari: necessari per escludere lesioni associate.

Test della sensibilità al contrasto spaziale: rileva alterazioni specifiche della neuropatia ottica traumatica indotta da esplosione.

Campo visivo di Humphrey (HVF): valuta in modo quantitativo il tipo e l’estensione dei difetti del campo visivo.

VEP (potenziali evocati visivi): valuta l’attività elettrica del sistema visivo. È stato confermato un allungamento della latenza nella neuropatia ottica traumatica indotta da esplosione.

Esami di imaging

OCT: rileva in modo non invasivo l’assottigliamento della RNFL (strato delle fibre nervose retiniche) e le modifiche della papilla ottica.

OCT-A: nella neuropatia ottica traumatica indiretta sono stati riportati assottigliamento temporale degli strati retinici e riduzione della microvascolarizzazione, e un pattern simile è suggerito anche nella neuropatia ottica traumatica indotta da esplosione.

TC orbitaria: serve a escludere fratture del canale ottico, frammenti ossei ed ematoma della guaina del nervo ottico.

RM: serve a escludere lesioni trattabili chirurgicamente (frattura del canale, ematoma della guaina).

Valutazione della qualità di vita visiva (VFQ-25 + NOS): Lemke e coll. l’hanno utilizzata per valutare la qualità di vita legata alla vista nei veterani esposti a esplosioni. È stata riportata una qualità di vita significativamente inferiore rispetto a quella di persone sane e di pazienti con diabete, glaucoma e sclerosi multipla³.

Diagnosi differenziale

È importante distinguerla dalle seguenti malattie.

• Neuropatia ottica traumatica: si differenzia perché è causata da un trauma contusivo o penetrante
• Trauma cranico: poiché i sintomi visivi si sovrappongono, va sempre considerata una lesione associata
• Neurite ottica: malattia infiammatoria causata da meccanismi autoimmuni. Si presenta con improvvisa perdita visiva in un occhio e dolore oculare, e va considerata l’associazione con sclerosi multipla e neuromielite ottica. Il fenomeno di Uhthoff (calo transitorio della vista dopo bagno o esercizio) è caratteristico
• Avulsione del nervo ottico: distacco del nervo ottico causato da un trauma grave
• Disturbo visivo non organico: differenziazione dalla compromissione visiva funzionale
• Malattie della retina: emorragie pre-, intra- e subretiniche, rottura coroideale, distacco di retina, commotio retinae

5. Trattamento standard

Non esistono linee guida specifiche per la neuropatia ottica traumatica indotta da esplosione. Anche sul trattamento medico della neuropatia ottica traumatica non c’è un consenso sufficiente e, al momento, il trattamento di supporto è il cardine della terapia.

Trattamento di supporto

• Controllo della pressione intraoculare: se è presente un aumento della pressione intraoculare, si esegue una terapia per ridurla
• Gestione dell’infiammazione: misure appropriate in base al grado di infiammazione
• Riabilitazione visiva: riabilitazione per sfruttare al massimo la funzione visiva residua
• Follow-up continuativo: sono essenziali controlli oculistici regolari ed esami del campo visivo

Corticosteroidi

Sono utilizzati nei casi di neuropatia ottica traumatica, ma il loro ruolo terapeutico nella neuropatia ottica traumatica indotta da esplosione è oggetto di আলোচনা. Nel confronto tra desametasone e metilprednisolone per via endovenosa, non è stata osservata alcuna differenza significativa negli esiti visivi.

Prognosi

La prognosi varia e dipende dalla gravità della lesione iniziale, dall’efficacia dell’intervento terapeutico e dalla risposta individuale.

• È stato segnalato un recupero spontaneo nel 15–30% dei casi di neuropatia ottica traumatica generale
• Circa il 40% dei bambini con neuropatia ottica traumatica mostra un miglioramento spontaneo della vista
• Poiché non comporta un trauma fisico, si ritiene che la prognosi complessiva della neuropatia ottica traumatica indotta da esplosione possa essere migliore di quella della neuropatia ottica traumatica, ma le prove che lo supportano direttamente sono al momento insufficienti.
• Nel sondaggio VFQ-25, la qualità di vita delle persone esposte all’esplosione era inferiore a quella di molti pazienti con malattie oculari croniche.

Aspetti da considerare nel trattamento

Poiché non esistono linee guida specifiche per questa malattia, il piano terapeutico deve essere deciso caso per caso, seguendo come riferimento la neuropatia ottica traumatica. Il ruolo terapeutico dei corticosteroidi non è stato stabilito e, quando li si usa, occorre considerare attentamente le controindicazioni sistemiche e gli effetti collaterali. È essenziale un follow-up oftalmologico regolare e continuativo.

Q Esiste un trattamento standard stabilito per la neuropatia ottica traumatica indotta da esplosione?

A

Non esistono linee guida specifiche per questa malattia. Anche il consenso sul trattamento della neuropatia ottica traumatica è insufficiente e, al momento, l’approccio principale è il trattamento di supporto (controllo della pressione intraoculare, controllo dell’infiammazione e riabilitazione visiva). I corticosteroidi a volte vengono usati, ma la loro efficacia è ancora oggetto di discussione.

6. Fisiopatologia e meccanismo dettagliato di insorgenza

Meccanismo di lesione da onda d’urto

L’onda d’urto generata dall’iperpressione dell’esplosione si propaga attraverso le strutture oculari e produce forze di taglio e stress sulle fibre del nervo ottico. Ciò provoca una lesione assonale da taglio e progredisce verso neuroinfiammazione e compromissione funzionale. Non si osserva una lesione macroscopica, ma a livello tissutale si verificano danno assonale, gliosi e infiammazione.

Lo strato delle cellule ganglionari, lo strato nucleare interno e il nervo ottico sono considerati strutture particolarmente vulnerabili (Wang et al.).

Risultati nei modelli animali

Nei modelli murini di Bernardo-Colón et al. e Rex et al. (esperimenti in cui aria pressurizzata veniva applicata direttamente all’occhio) sono emersi i seguenti risultati².

• Viene indotto un aumento transitorio della pressione intraoculare
• Si verificano la morte delle cellule ganglionari retiniche (RGC) e la degenerazione assonale in tutto il nervo ottico
• Il difetto del trasporto assonale anterogrado verso il collicolo superiore compare per primo nell’area di proiezione della retina periferica
• Aumento della componente gliale del nervo ottico (alterazioni temporanee del tessuto astrocitario)
• IL-1α e IL-1β aumentano nel nervo ottico e nella retina (nessun cambiamento negli altri citochini)

In un altro modello murino di TBI da esplosione di Mohan et al., sono stati confermati anche la riduzione del riflesso pupillare alla luce, anomalie bifasiche del pERG (un calo acuto entro 24 ore e un calo cronico a 4 mesi) e l’assottigliamento della RNFL a 3 mesi, e la perdita focale dello strato delle cellule gangliari e la lesione del nervo ottico sono state supportate patologicamente⁴.

Confronto patologico con altre neuropatie ottiche

Glaucoma

Direzione della degenerazione assonale: degenerazione da distale a prossimale.

Cambiamenti tissutali: si verifica rimodellamento degli astrociti.

Infiammazione: aumentano diverse citochine.

Neuropatia ottica traumatica diretta

Sede della lesione: È presente una sede di lesione ben definita.

Progressione: Degenerazione assonale e morte cellulare rapide e progressive.

Meccanismo: Prevalgono la compressione meccanica diretta e il taglio.

Neuropatia ottica traumatica indotta dall’esplosione

Sede della lesione: Nessuna lesione macroscopica. Effetti estesi dovuti all’onda d’urto.

Infiammazione: Schema di aumento limitato a IL-1α e IL-1β.

Caratteristiche: Presenta una neuropatologia unica, diversa dal glaucoma e dalla neuropatia ottica traumatica diretta.

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7. Ricerche più recenti e prospettive future (relazioni in fase di ricerca)

Per i pazienti: leggere attentamente

Il contenuto seguente è attualmente in fase di ricerca o in sperimentazione clinica e non è un trattamento standard disponibile nei normali ospedali. Si tratta di informazioni di riferimento per gli specialisti sui futuri sviluppi della medicina.

Di seguito sono elencati i candidati terapeutici in fase di ricerca.

Trattamento	Stato della ricerca	Note
Eritropoietina (EPO)	Studio pilota	È stato riportato un miglioramento degli esiti nei pazienti con neuropatia ottica traumatica (Kashkouli et al.)
Iniezione intravitreale (inclusi gli anti-VEGF)	Modello animale	Può essere dannoso nella fase acuta (vedi sotto)
siRNA per caspasi-2	Modello animale	In fase di studio in un modello di trauma oculare indotto da esplosione d’aria (Thomas et al.)

Eritropoietina (EPO)

In uno studio pilota di Kashkouli et al., EPO umana ricombinante è stata somministrata per via endovenosa per 3 giorni consecutivi a 7 pazienti con neuropatia ottica traumatica indiretta, e si è riportato un miglioramento significativo dell’acuità visiva finale rispetto a 8 pazienti del gruppo di osservazione (p=0.012)⁵. Saranno necessari ulteriori studi per un’applicazione diretta alla neuropatia ottica traumatica indotta da esplosione.

Iniezione intravitreale

In un modello murino di Naguib et al., il gruppo che ha ricevuto un’iniezione intravitreale di soluzione tampone il giorno 1 dopo una lesione chiusa ha mostrato una riduzione dell’ERG, un peggioramento del danno del nervo ottico e aumenti persistenti delle citochine infiammatorie (IL-1α e IL-1β)⁶. La somministrazione nella fase acuta può essere dannosa, quindi è necessario prestare attenzione al momento della somministrazione.

siRNA della caspasi-2

Thomas et al. hanno valutato siRNA anti-caspasi-2 in un modello murino bITON; sebbene la somministrazione prima dell’esplosione mostrasse una tendenza a proteggere le fibre nervose, la somministrazione dopo l’esplosione ha aggravato l’infiammazione intraoculare e non ha prodotto un effetto neuroprotettivo⁷.

Sono in corso ricerche volte a potenziare i fattori neuroprotettivi e neuroregenerativi e a sopprimere i fattori neurodegenerativi e infiammatori.

Riferimenti

Footnotes

1. Cockerham GC, Goodrich GL, Weichel ED, Orcutt JC, Rizzo JF, Bower KS, Schuchard RA. Eye and visual function in traumatic brain injury. J Rehabil Res Dev. 2009;46(6):811-818. PMID: 20104404 ↩ ↩²

2. Bernardo-Colón A, Vest V, Cooper ML, Naguib SA, Calkins DJ, Rex TS. Progression and Pathology of Traumatic Optic Neuropathy From Repeated Primary Blast Exposure. Front Neurosci. 2019;13:719. PMID: 31354422 ↩ ↩²

3. Lemke S, Cockerham GC, Glynn-Milley C, Cockerham KP. Visual quality of life in veterans with blast-induced traumatic brain injury. JAMA Ophthalmol. 2013;131(12):1602-1609. PMID: 24136237 ↩ ↩²

4. Mohan K, Kecova H, Hernandez-Merino E, Kardon RH, Harper MM. Retinal ganglion cell damage in an experimental rodent model of blast-mediated traumatic brain injury. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2013;54(5):3440-3450. PMID: 23620426 / PMCID: PMC4597486 ↩

5. Kashkouli MB, Pakdel F, Sanjari MS, Haghighi A, Nojomi M, Homaee MH, Heirati A. Erythropoietin: a novel treatment for traumatic optic neuropathy-a pilot study. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol. 2011;249(5):731-736. PMID: 20890611 ↩

6. Naguib SA, Bernardo-Colón A, Rex TS. Intravitreal injection worsens outcomes in a mouse model of indirect traumatic optic neuropathy from closed globe injury. Exp Eye Res. 2020;202:108369. PMID: 33238184 / PMCID: PMC8117180 ↩

7. Thomas CN, Bernardo-Colón A, Courtie E, Essex G, Rex TS, Blanch RJ, Ahmed Z. Effects of intravitreal injection of siRNA against caspase-2 on retinal and optic nerve degeneration in air blast induced ocular trauma. Sci Rep. 2021;11(1):16839. PMID: 34413361 ↩