F.M. Grignolo, .G. La Rosa, A.Valli
Università di Torino
Istituto di Clinica Oculistica
(Direttore: Prof. B.Boles Carenini)
L’importanza degli oligoelementi presenti nel corpo umano quali coenzimi o cofattori di reazioni enzimatiche, ci ha indotto a considerare il ruolo dello zinco a livello del tessuto nervoso e, più precisamente, il rapporto fra la carenza di tale elemento nel sangue e l’insorgenza della Neurite Ottica Retrobulbare (NOR), cui si accompagnerebbe un abbassamento significativo della zincoemia. Le NOR possono avere un’origine tossica, infiammatoria, essere causate da fenomeni degenerativi o demielinizzanti. Quelle che si riscontrano in maggior percentuale sono provocate da tossici esogeni assunti a scopo voluttario (alcool, tabacco), a scopo terapeutico (chemioterapici, ontalgici), o conseguenti ad esposizione accidentale a sostanze tossiche (malattie professionali). Le forme demielinizzanti vengono ricondotte in genere alla sclerosi a placche e alla malattia di Leber. Lo Zinco prende parte alla formazione di diversi metallo-enzimi ed esercita un’azione stimolante sulla respirazione dei tessuti carenti di vitamina B1.
Nel tessuto nervoso entra nel delicatissimo scambio ionico a livello della membrana, si lega a proteine ed a fosfolipidi, partecipa alla formazione di catene di polipeptidi ed è un forte stabilizzatore delle membrane intracellulari. La deficienza dello Zinco, oltre a compromettere il metabolismo cellulare, lede il meccanismo dei potenziali di membrana. Abbiamo ritenuto interessante condurre una ricerca al fine di valutare la quantità dello Zinco serico in pazienti affetti da NOR alcool-tabagica e da sclerosi multipla: abbiamo controllato inoltre il comportamento del livello zincoemico in rapporto al decorso dell’affezione, valutando statisticamente la eventuale significatività delle variazioni della zincoemia osservati nei casi migliorati clinicamente. Abbiamo preso in considerazione un gruppo di 15 soggetti normali ed un gruppo di 15 pazienti ricoverati presso la Clinica Oculistica dell’Università di Torino per NOR. I 15 soggetti normali, usati come controllo; erano individui adulti (10 uomini e 5 donne) presentavano alcuna patologia generale oculare di età compresa tra i 25 e 50 anni. La diagnosi di NOR, come pure il giudizio circa l’eventuale miglioramento del decorso, è stata basata sulla acuità visiva, sulle modificazioni del campo visivo e sull’alterazione del senso cromatico. Non sono stati presi in considerazione casi in cui fossero presenti alterazioni oculari pre-esistenti tali da compromettere, secondo modalità diverse la funzione visiva, come pure i casi in fase di atrofia conclamata con obiettivo pallore della papilla. In tutti i casi presi in considerazione il visus risultava compromesso, risultava deficitario anche il campo visivo e il senso cromatico per l’asse rosso-verde. Il prelievo ematico è stato effettuato in condizioni basali, con paziente a digiuno dalla sera precedente in prima giornata di ricovero e prima che venisse instaurata alcuna terapia medica (gangliosidi) e di sospensione dell’agente tossico. La valutazione del tasso dello zinco serico è stata effettuata tramite spettrometria ad assorbimento atomico.
La differenza dei valori della zincoemia rilevati nei soggetti sani (Media = 122 pg%) e in quelli affetti da NOR (Media = 68 pg%) sottoposta ad elaborazione statistica secondo il metodo del T Student è risultata altamente significativa. Dopo 60 giorni dei 10 casi esaminati e seguiti, 6 hanno fatto registrare un miglioramento clinico ed abbiamo confrontato i valori di zincoemia trovati nei soggetti clinicamente migliorati (Media=96 pg%) e in quelli non migliorati (Media =69 pg%).
Le due serie di valori sono risultate assai omogenee e la differenza fra le due medie significativa. Per quanto riguarda i casi di NOR a patogenesi neurologica, abbiamo saggiato la zincoemia in 5 soggetti sani di controllo (Media=151pg%) e in 5 pazienti affetti da NOR (Media = 114,2 pg%) inquadrabile nella sclerosi a placche. Il dosaggio è stato ripetuto dopo 60 giorni di terapia medica che prevedeva la somministrazione di cortisonici, vitamine del gruppo B, vasodilatatori e gangliosidi. Tutti i pazienti erano sensibilmente migliorati per quanto riguarda l’acuità visiva. La zincoemia (Media = 129,8 pg%) risultava mediamente aumentata tranne che in un caso, ma il computo statistico non ha fornito una differenza significativa, certamente anche a causa dell’esiguo numero di casi studiati. Dai dati sopra riportati si constata che anche nelle NOR ad eziologia neurologica si registra una diminuzione del tasso di zinco serico.
Sebbene i dati non siano risultati significativi statisticamente, anche in queste forme di neuriti il livello ematico dello zinco sembra seguire il decorso dell’affezione e ad elevarsi nei casi che evolvono favorevolmente. Concludendo, la carenza di zinco indotta dall’etilismo-tabagismo nell’uomo si accompagna a manifestazioni cliniche e ad alterazioni istopatologiche a livello dei vari organi e tessuti, tra cui il tessuto nervoso e il nervo ottico in particolare.
La NOR a patogenesi neurologica, in particolare quella che si osserva nella sclerosi multipla, si accompagna ad una diminuzione del tasso di zinco nel sangue, pur non manifestandosi, in questo caso, alcun meccanismo carenziale. La remissione della sintomatologia clinica si accompagna nell’uomo ad un rialzo del tasso ematico dello zinco, particolarmente significativo nel caso delle forme ad eziologia tossica.
Allo stadio attuale delle ricerche effettuate, non ci è consentito estendere le conclusioni fino ad affermare che qualsiasi NOR (quale ne sia l’eziopatogenesi) comporti una riduzione della zincoemia.
Le osservazioni da noi effettuate invitano a sperimentare l’apporto terapeutico di zinco sotto opportuna forma sia nelle NOR tossiche e demielinizzanti, sia nelle altre forme di NOR, e a ricordare che, sebbene l’estrema complessità del metodo non consenta – per la scarsa disponibilità delle apparecchiature e dei tecnici – d’introdurre in via routinaria il dosaggio della zincoemia, è fuor di dubbio, che questa segua in maniera assai fedele il decorso dell’affezione, e potrebbe fornire utili indicazioni diagnostiche e prognostiche.
Valutazione dello zinco plasmatico nelle neuriti ottiche retrobulbari Parte II
F.M. Grignolo, G. La Rosa, A.Valli, D. Stramignoni
* Istituto di Clinica Oculistica dell’Università di Torino
Direttore: Prof. B.Boles Carenini
*Ass. Laboratorio dell’Ospedale S.Croce di Moncalieri
Nella prima parte di questo lavoro abbiamo esposto i risultati delle valutazioni del tasso ematico dello zinco in soggetti affetti da neurite ottica retrobulbare ed eziologia tossica (alcool-tabagica) e a patogenesi neurologica (sclerosi multipla), in rapporto al decorso della malattia e alla terapia medica. Prendendo spunto dal lato clinico di una diminuzione del tasso ematico dello zinco nel corso di una neurite ottica e della normalizzazione di tale tasso parallelamente alla guarigione funzionale, ci siamo proposti di studiare il comportamento dello zinco serico, inducendo sperimentalmente una neurite ottica retrobulbare tossica in animali da laboratorio. Servendoci di questo modello sperimentale ci siamo inoltre proposti di dosare la quota di zinco a livello del nervo ottico e di verificare la presenza ed eventualmente l’entità del danno prodotto nel nervo. Quali agenti tossici abbiamo ritenuto utile impiegare l’etambutolo e l’associazione di alcool metilico ed alcool etilico, in quanto sostanze dotate di azione specifica nei confronti del tessuto nervoso e del nervo ottico in particolare. L’etambutolo, destro isomero del cloridrato della N, N bis ( I idrossimetil propiletilendiamina, rappresenta un farmaco di rilevante efficacia per la terapia delle infezioni da micobatterio della tubercolosi. Diversi sono gli effetti collaterali che tale farmaco produce nell’organismo umano: il principale ed il più frequente ad osservarsi è la manifestazione di una neurite ottica retrobulbare (Ronald, 1962; Saraux, 1973; Swiech, 1977) insorgente alcuni mesi dopo l’inizio del trattamento. Questa neurite è risultata riproducibile in via sperimentale in diversi tipi di animali quali i ratti, le scimmie, i conigli (Schmidt, 1966; Tatenishi, 1974; Buyske, Sterling e Peets, 1966). Il meccanismo d’azione dell’etambutolo nella patogenesi delle neuriti ottiche non è del tutto noto, sembra tuttavia che, in rapporto alle proprietà chelanti del farmaco, venga provocata una deplezione cellulare dello zinco a livello dell’occhio, del nervo ottico, del chiasma e del tratto ottico, ove lo ione è contenuto in notevole percentuale, in quanto coinvolto nella trasmissione e formazione degli stimoli luminosi (Saraux, 1975; Delacoux, Moreau, Godefroy e Eustigneef, 1978). L’intossicazione cronica da alcool etilico provoca invece un danno a livello del nervo ottico in rapporto alla diminuzione nell’organismo di vitamine del complesso B (in special modo le vitamine B1 e B12 ) come conseguenza dell’intossicazione epatica (Wilson e Linnel, 1971). Il tessuto nervoso dimostra una particolare sensibilità all’alcool metilico, che produce processi degenerativi irreversibili, fra cui una degenerazione e atrofia del nervo ottico (Benton e Calhoun, 1952; Gilger e Potts, 1955; Martin-Amat, 1977) attraverso un meccanismo di acidosi ematico-tissutale (Erlamson, 1965; Hayreh, 1977; Mc Martin e Makar, 1975). L’associazione dell’alcool metilico e dell’alcool etilico ci ha permesso di ovviare alla tossicità acuta del primo, dal momento che i due alcool seguuono una comune via metabolica di ossidazione (da parte dell’enzima alcool-deidrogenasi), per cui si ha una minor produzione per unità di tempo dei metaboliti tossici dell’alcool metilico (formaldeide, acido formico).
MATERIALE E METODO
Per la sperimentazione ci siamo serviti di 35 conigli del peso di circa 3,5 kg., provenienti tutti da uno stesso ceppo. A tutti gli animali venivano prelevati, prima di ogni manipolazione, 5 cc di sangue direttamente dal cuore, utilizzando materiale deionizzato come descritto in precedenza nella prima parte di questo lavoro, per la determinazione basale dello zinco. Il sangue veniva centrifugato il più velocemente possibile, per evitare fenomeni di emolisi che in questi animali si verificano già dopo 10 minuti. I conigli venivano divisi in tre gruppi. Sette venivano tenuti separati, con regime alimentare analogo a quello degli altri 28, per tutto il tempo del trattamento e impiegati come animali di controllo. Il secondo gruppo era costituito da 14 conigli, ai quali trascorso un periodo di ambientamento di qualche giorno, veniva somministrata quotidianamente per 15 giorni, mediante catetere gastrico, una dose di 1200 mg/kg di etambutolo, preventivamente disciolti in acqua distillata, a formare una soluzione pari a 1 gr di etambutolo per 3 ml di soluto. Ai rimanenti 14 animali (terzo gruppo) veniva somministrata, quotidianamente, una dose di 6ml (4,5 gr) di alcool etilico associati a 2ml (1,6 gr) di alcool metilico per kg di peso, sempre per un periodo di 15 giorni (la gradazione alcolica veniva portata da 95° a 40°, onde evitare manifestazioni reattive gastriche, mediante diluizione con acqua distillata). Al termine dei 15 giorni tutti gli animali venivano sacrificati. Previa narcosi tramite infusione della vena marginale dell’orecchio di Ketamina (ketalar 50 mg), 10 mg/kg, associata a Diazepam (Valium 10 mg), 1 mg/kg, veniva nuovamente prelevato il sangue a livello cardiaco, per la determinazione dello zinco serico, secondo la tecnica già descritta. Si praticava quindi una incisione mediana della cute del collo per poter isolare ed incannulare la carotide mediante un ago bottonuto che veniva strettamente legato al vaso. Con una siringa da 100 cc erano introdotti in arteria, previa resezione della carotide controlaterale, 100 ml di soluzione fisiologica tamponata al fine di eliminare il sangue dai vasi, seguiti da 100 ml di Glutaraldeide al 2,5%, per poter fissare i tessuti e tutti gli organi contenuti nella scatola cranica, compresi i nervi ottici, il più velocemente possibile. Dopo un periodo di fissazione di 4 ore, aperto il cranio degli animali, venivano estratti i due nervi ottici resecandoli a livello del chiasma e del bulbo oculare. Dopo essere stati puliti da ogni tessuto estraneo a quello nervoso, uno dei due nervi ottici veniva posto in soluzione fisiologica tamponata per 24 ore, quindi colorato con ematossilina-eosina, per l’esame istologico. L’altro era lasciato corrodere da una soluzione concentrata di acido nitrico fumante fino alla scomparsa di tutto il materiale organico, allo scopo di eliminare tutte le tracce di materiale organico e trattenere solo la porzione inorganica comprendente lo zinco. La soluzione così ottenuta veniva diluita in 20 cc di soluzione di 150 mEq di Na+ e 5 mEq di K+ e portata alla valutazione dello spettrofotometro d’assorbimento di massa atomica Perkins-Elmer 5000, utilizzanto un bruciatore a fiamma lievemente ossidante.
La lunghezza d’onda utilizzata era di 213,8 ml, ottenuta mediante una lampada a catodo freddo in zinco.
RISULTATI
Abbiamo saggiato la zincoemia in sette conigli sani di controllo, in 14 intossicati dall’associazione di alcool etilico e metilico introdotta per via orale, in 14 intossicati da etambutolo pure somministrato oralmente. In tutti i conigli intossicati la diagnosi di neurite ottica retrobulbare è stata accertata, al termine della sperimentazione, mediante l’esame istologico del nervo ottico. Abbiamo qui riscontrato lesioni consistenti in piccoli vacuoli sparsi o raggruppati che rappresentano gli assoni dilatati. 2 – Esame al microscopio ottico del nervo ottico degli animali intossicati con l’associazione alcoolica. Colorazione ematossilina-eosina. A-ingrandimento 200x B-ingrandimento 800x Spazi chiari (vacuoli) di varia forma nell’ambito delle fibre mieliniche, fra una fibra e l’altra ed intorno ai canali e ai setti fibro-vascolari; i reperti testimoniano un processo di demielinizzazione a carico degli assoni e una proliferazione delle cellule gliali.
Le fibre mieliniche erano ben colorate e non si è osservata traccia di demielinizzazione; sia le cellule gliali che i vasi ele meningi sono risultati normali. Alterazioni del tutto simili sono state riscontrate in tutti i conigli sottoposti ai due tipi di trattamento. I valori di zincoemia rilevati negli animali di controllo e in quelli sottoposti a trattamento sono riportati nella tab. 1, unitamente alle medie aritmetiche dei valori delle diverse serie. Gli stessi valori sono rappresentati graficamente nella fig. 1. La differenza fra la zincoemia media nella serie di animali di controllo e in quella degli animali trattati con la miscela alcoolica sottoposta ad elaborazione statistica secondo il metodo del T di Student, è risultata significativa, ed ancor più lo è risultata la differenza fra la zincoemia media nei conigli di controllo ed in quelli trattati con etambutolo. Si era inoltre proceduto al dosaggio della percentuale di zinco del peso secco del nervo ottico (controlaterale a quello utilizzato per l’esame istologico) di tutti i conigli sottoposti all’esperimento. I dati ottenuti nelle diverse serie di animali sono riportati nella tab. 2 e rappresentati graficamente nella fig. 2. I valori sono riportati in parti per milione (p.p.m.) La differenza fra le medie ottenute dalla serie dei dati in condizioni basali e le altre serie di dati risultano statisticamente significative, maggiormente quella fra la serie di controllo e quella degli animali trattati con l’etambutolo. Dai dati ottenuti si può concludere che il livello di zinco ematico è più basso nei conigli nei quali si sia indotta sperimentalmente una neurite ottica retrobulbare, indipendente dal meccanismo di azione del tossico.
Tab.1 – Zincoemia in 7 conigli sani (campioni di controllo), in 14 trattati con alcool etilico + alcool metilico, e in 14 trattati con etambutolo
In effetti, nonostante la zincoemia sia risultata assai inferiore negli animali trattati con etambutolo, di cui è nota l’azione chelante, un abbassamento del tasso dello zinco, parallelamente all’instaurarsi di lesioni istopatologiche di neurite ottica retrobulbare, si è avuto anche negli animali intossicati con la miscela di alcool. La differenza fra le medie risulta significativa statisticamente in entrambi i casi.
CONCLUSIONI
I risultati sperimentalmente ottenuti in questo lavoro ci permettono di concludere quanto segue:
A) la somministrazione di sostanze chelanti lo zinco provoca le stesse lesioni istologiche, a livello del nervo ottico, che si hanno con sostanze tossiche agiscono con meccanismi differenti;
B) il livello dello zinco risulta sempre abbassato sia a livello ematico, sia nel tessuto nervoso, in quegli animali in cui è stato riscontrato istologicamente il danno nervoso (neurite ottica retrobulbare).
Pare accertato il ruolo patogenetico dello zinco quale concausa dell’insorgenza della neurite ottica retrobulbare, ci proponiamo di proseguire le nostre indagini per verificare se, mediante somministrazione di zinco a scopo terapeutico, è possibile modificare le alterazioni patologiche che si riscontrano nella malattia e quelle indotte sperimentalmente.
RIASSUNTO
A titolo sperimentale è stata provocata in 28 conigli una neurite ottica retrobulbare al fine di valutare il comportamento del tasso di zinco e nel tessuto a livello del nervo ottico. Il dosaggio dello zinco è stato effettuato per spettrometria ad assorbimento atomico. Per verificare l’insorgenza della neurite ottica retrobulbare si è proceduto ad un esame istologico dei nervi ottici degli animali sottoposti ad esperimento. È stato riscontrato che il livello dello zinco risulta sempre abbassato in tutti i casi trattati sia a livello ematico che nel tessuto nervoso e che il livello dello zinco è in relazione alla gravità delle lesioni istologiche riscontrate. Parole chiave: zinchemia, neurite ottica sperimentale.
SUMMARY
Grignolo F.M., La Rosa G., Valli A., Stramignoni D.: Evaluation of the zinc seric in patients suffering from retrobulbar optical neuritis. A retrobulbar optic neuritis was experimentally induced in 28 rabbits in order to assess the behaviour of serum and tissue zinc contents at optic nerve level. Zinc dosage was performed by atomic absorption spectrometry. In order to check that the retrobulbar optic neuritis was actually induced, the optic nerves of the treated animals were histologically tested. It was noticed how zinkemia was reduced in all the treated cases both at hematic level as well as in the nerve tissue; and how the zinkemia rate is in relation to the serious-ness of the observed histologic lesions. Key words: zinkemy, experimental optic neuritis.
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