UV-straling en cataract

Cataract

De ooglens

De ooglens is een essentieel onderdeel van het oog. Samen met het hoornvlies projecteert ze beelden van de buitenwereld op het netvlies. Dit is mogelijk dankzij haar dubbelbolle vorm, hoog lichtbrekingsvermogen en doorzichtigheid, die ze onder andere te danken heeft aan de unieke opstelling van eiwitten in de lens.

De transparantie van de lens hangt af van de hoeveelheid adertjes, organellen, de plaats tussen de vezels en de opstelling van de cellen en eiwitten. Op celniveau verstrooien de organellen het licht slechts weinig, aangezien ze relatief schaars aanwezig zijn en dus het licht niet hinderen. Betere lensdoorzichtigheid verkrijg je dankzij een hogere dichtheid van vezels en cellen. Dit compenseert de lichtverstrooiing veroorzaakt door de variabele brekingsindex tussen membraan en celplasma.

In de eerste drie levensjaren is de lens nagenoeg perfect doorzichtig. Daarna ontwikkelt ze langzaam gele pigmenten. Dit pigment absorbeert UV-straling om het oog te beschermen, maar vermindert wel het lichtdoorlatend vermogen van de lens naargelang ze verder vergeelt. Een oudere lens beschermt het oog dus beter tegen UV-straling maar weert ook steeds meer zichtbaar licht.

Wat is ultraviolette straling?

Na de huid is het oog het meest gevoelige orgaan voor schade door kunstmatig licht en zonlicht, dat bestaat uit onder andere ultraviolette straling (UV-A en UV-B), zichtbaar licht en infrarode straling. Afhankelijk van de intensiteit, kan licht oogziektes veroorzaken zoals cataract en leeftijdsgebonden maculaire degeneratie.

Niet-ioniserende straling varieert van UV-straling met korte golflengte (100 nm) tot ver-infrarode straling met lange golflengte (1 mm). Zichtbaar licht situeert zich tussen 380 nm en 780 nm. Infraroodstraling bevindt zich dus boven het zichtbare spectrum, en UV-straling bevindt zich onder dit spectrum. Golflengten onder 290 nm worden volledig geabsorbeerd door de ozonlaag in de stratosfeer, maar langere golflengten worden slechts in mindere mate geabsorbeerd, zodat het licht en de warmte van de zon wel binnenkomen.

Hoewel UV-straling slechts 5% van de zonneënergie vertegenwoordigt, is het de gevaarlijkste vorm van straling. UV-straling wordt onderverdeeld in drie banden:

  1. UV-A (315-380 nm): Verhoogt onder andere het melaninegehalte in de huid, die daarop bruin wordt.
  2. UV-B (280-315 nm): Veroorzaakt zonnebrand en weefselschade (blaren) en wordt in verband gebracht met huidkanker.
  3. UV-C (100-280 nm): Doodt kiemen en kan ook huidkanker veroorzaken. Op Aarde komt UV-C bijna alleen voor uit kunstmatige bronnen, zoals kiemdodende UV-lampen of lasbranders.

Blootstelling aan UVB- en UVA-straling kan vrije radicalen doen ontstaan zoals zuurstofafgeleide soorten, waarvan bekend is dat ze het oog kunnen schaden, al naar gelang lichtsterkte, leeftijd en de golflengte. Sowieso wordt de lens voortdurend blootgesteld aan kleine hoeveelheden UV-straling. Als deze blootstelling echter een bepaalde grens overschrijdt, kan de lens onherstelbare schade oplopen.

Wenkbrauwen en de oogleden beschermen grotendeels tegen directe inval van UV-straling. Filters binnen het oog houden verschillende delen van het UV-spectrum tegen en laten slechts 1% of minder door naar het netvlies. Maar de slaapzijde van het oog is het meest gevoelig voor UV-straling. Stralen die het oog hier binnendringen kunnen namelijk de evenaar van de lens bereiken en daar schade berokkenen.

De belangrijkste bronnen van UV-blootstelling zijn dus weerkaatsing (bijvoorbeeld op gras, zand of sneeuw) en verstrooiing (bijvoorbeeld door een onregelmatige bewolking). Zie Afb. 1

Ooglens

Afb. 1: Zijlings invallende stralen bereiken de evenaar van de lens. Afbeelding uit bron.

Hoe UV-straling de verschillende oogstructuren bereikt

UV-straling die op het oog invalt wordt grotendeels geabsorbeerd door de traanfilm, het hoornvlies en de lens. Het hoornvlies is doorzichtig voor zichtbaar licht, maar absorbeert een aanzienlijk deel van de UV-B-straling en een kleine hoeveelheid UV-A straling. De voorste lagen van de cornea of het hoornvlies (epitheel en de Bowmanlaag) absorberen UV-B-straling tweemaal zo efficiënt als de achterste lagen.

Daarna komt het licht het oogkamervocht terecht, waar het aanwezige ascorbinezuur ultraviolette golflengtes van 295 nm tot 317 nm absorbeert. Dit zuur biedt ook antioxidatieve bescherming tegen UV-schade aan het lensoppervlak.

Het overdracht van UV-straling varieert tussen traanfilm en netvlies. Onderstaande figuur toont het percentage licht dat door elk oogweefsel raakt. Zie Afb. 2

ooglens

Afb. 2: Het percentage van lichtdoorlatendheid in de oogweefsels. Afbeelding uit bron.

Oftalmohelioses: oogziekten veroorzaakt door licht

UV-straling kan de ogen beschadigen via ontstekingsreacties of door foto-oxidatie. Het eerste is het gevolg van acute blootstelling aan intense straling: Er komt een brandwonde in het oog die vergelijkbaar is met zonnebrand en het immuunsysteem reageert. Daarbij komen reactieve zuurstofsoorten vrij die uiteindelijk schade aan het oogweefsel aanrichten. Bij foto-oxidatie raakt het oog beschadigd door een oxidatiereactie als gevolg van langdurige blootstelling aan minder intense bestraling. Hierbij absorbeert een pigment in het oog het licht en produceert reactieve zuurstofsoorten zoals singletzuurstof en superoxide, die vervolgens het oogweefsel aantasten.

Korte-termijnklachten na UV-blootstelling zijn overmatig knipperen, zwelling of moeite om naar felle lichtbronnen te kijken. UV-blootstelling kan ook leiden tot sneeuwblindheid of lasoog, vleugelvlies en cataract.

De hoeveelheid UV-blootstelling hangt af van de omgeving (hoogte, geografie, bewolking, grondreflectie, aantal zonne-uren) en factoren zoals de hoeveelheid buitenactiviteit. Het hoeft niet te verwonderen dat oftalmohelioses vaker voorkomen in landen met overvloedig zonlicht dan in noordelijkere landen. Geschat wordt dat in Australië, waar de UV-niveaus constant hoog liggen, 10% van de gevallen van cataract en 50% van pterygum door de zon. Uitgaande van een verdere krimping van de ozonlaag met 5% tot 20%, zullen er in 2050 nog tot 830.000 gevallen van cataract bijkomen. Het risico op schorscataract is bovendien groter bij mensen die meer dan vier uur per dag buiten doorbrengen tussen hun twintigste en vijftigste dan bij mensen die zelden buiten zijn.

Grondreflectie is een belangrijke bron van UV-straling. Bij het wandelen over een betonnen trottoir krijgt het hoornvlies bijna 10 keer zoveel UV te verduren als bij wandelen over groen gras. Wateropervlakken weerkaatsen zelfs nog meer UV-straling.

Dit is belangrijk omdat in verschillende studies is vastgesteld dat vroege corticale staar onderin het oog aan de neuszijde begint. Aangezien de wenkbrauwen en de oogkas het meeste direct invallende zonlicht tegenhouden, is dit dus te wijten aan weerkaatst licht dat van onderen of via de slaapzijde binnenvalt en op de kiemkrachtige zone in het evenaarsgebied van de lens wordt geprojecteerd—dit gebied is gevoeliger aan UV-straling dan andere delen van de lens. Om deze reden heeft de cataract doorgaans een spaakvorm.

Preventie en dieet

Naargelang men ouder wordt, vermindert de natuurlijke aanmaak van antioxidanten in het oog. Het is aan te raden om meer fruit en groenten te consumeren om het gebrek aan antioxidanten te compenseren, aangezien deze ouderdomsgerelateerde cataract en maculadegeneratie vertragen.

Processen die teweeggebracht worden door zonlicht, zoals oxidatieve stress in de huid of het oog, veroorzaken ontstekingen in het oog. Het wekelijks eten van vis of schaaldieren, dagelijks drinken van thee en een hoge consumptie van groenten (vooral wortels, kruisbloemigen en bladgroenten) en fruit (vooral citrusvruchten) hebben een beschermende werking. Bovendien verminderen vitamine- en antioxidantensupplementen zoals vitamine E en luteïne de foto-oxidatieve schade, terwijl N-acetylcysteïne bijzonder effectief is gebleken bij het verminderen van UV-fototoxische schade en ontstekingen. Er is ook aangetoond dat andere natuurlijke producten zoals groene thee, die polyfenolen bevat, en Ashwagandha (de wortel van de Withania somnifera), dat gebruikt wordt in traditionele Ayurvedische heelkunde, lichtgerelateerde schade aan de lens kunnen vertragen.

Het is ook mogelijk om de ogen fysiek te beschermen tegen UV-straling. De Wereldgezondheidsorganisatie raadt mensen op haar Intersun-webpagina aan om een zonnebril te dragen die ook de zijkant van de ogen beschermt. UV-werende contactlenzen bieden bovendien veilige, effectieve en goedkope bescherming van het hoornvlies, de limbus en de lens wanneer zonnebril en hoed ongewenst of onpraktisch zijn. Contactlenzen beschermen tegen UV-straling uit alle invalshoeken.

UV-werende contactlenzen hebben verschillende gradaties van UV-bescherming:

  • Klasse 1contactlenzen moeten 90% UV-A en 99% van UV-B tegenhouden.
  • Klasse 2lenzen moeten minimaal 70% UV-A en 95% UV-B tegenhouden. Niet-UV-werende contactlenzen absorberen gemiddeld slechts 10% UV-A en 30% UV-B.

Het belangrijkste blijft echter een rondom beschermende zonnebril, UV-beschermende contactlenzen of een breedgerande hoed, afhankelijk van de situatie.

(bron: http://www.pointsdevue.com/article/damage-ultraviolet-lens )