L’acromatopsia (ACHM), nota anche come totale cecità ai colori, è una sindrome medica che presenta sintomi relativi ad almeno cinque condizioni. Il termine può riferirsi a condizioni acquisite come l’acromatopsia cerebrale, noto anche come agnosia del colore, ma in genere si riferisce a una condizione di visione congenita autosomica recessiva, all’incapacità di percepire il colore e ad ottenere un’acuità visiva soddisfacente ad alti livelli di luce (tipicamente luce diurna esterna ). La sindrome è anche presente in una forma incompleta che è più propriamente definita come la discromatopsia. Si stima che colpisca 1 su 40.000 nati vivi in ​​tutto il mondo.

C’è qualche discussione sul fatto che gli acromatici possano vedere il colore o meno. Come illustrato in L’isola dei daltonici di Oliver Sacks, alcuni acromatici non possono vedere il colore, solo il nero, il bianco e le sfumature di grigio. Con cinque diversi geni attualmente noti per causare sintomi simili, è possibile che alcuni vedano livelli marginali di differenziazione del colore a causa delle diverse caratteristiche del gene. Con campioni di dimensioni così ridotte e bassi tassi di risposta, è difficile diagnosticare con precisione le “condizioni acromatiche tipiche”. Se il livello di luce durante il test è ottimizzato per loro, possono ottenere un’acuità visiva corretta da 20/100 a 20/150 a livelli di luce inferiori, indipendentemente dall’assenza di colore. Un tratto comune è l’emeralopia o la cecità in pieno sole. Nei pazienti con acromatopsia, il sistema del cono e le fibre che trasportano le informazioni sul colore rimangono intatti. Ciò indica che il meccanismo utilizzato per costruire i colori è difettoso.

Terminologia
Il daltonismo totale può essere classificato come:

Acromatopsia acquisita (acromatopsia cerebrale)
Acromatopsia congenita / ereditaria
Completa acromatopsia tipica
Acromatopsia atipica incompleta o discromatopsia atipica incompleta
Termini correlati:

Acromatopsia: la completa mancanza della percezione del colore in un soggetto, vedendo solo in nero, bianco e sfumature di grigio.
Ambliopia: definita concettualmente da Duke-Elder (1973) come un deficit di acutezza monoculare che non è dovuto a errore di rifrazione o a qualsiasi anomalia organica. Una condizione neurale. Scarsa prestazione spaziale del servomeccanismo ottico di precisione degli occhi ai livelli di illuminazione nominali senza alcuna causa morfologica. Una forma di occhio pigro.
Emeralopia: riduzione della capacità visiva in condizioni di luce intensa. Colloquialmente, cecità al giorno.
Nistagmo: questo termine viene usato in vari modi per descrivere condizioni sia normali che patologiche relative al sistema oculomotore. Nel contesto attuale, è una condizione patologica che coinvolge un movimento oscillatorio incontrollato degli occhi durante il quale l’ampiezza dell’oscillazione è abbastanza evidente e la frequenza dell’oscillazione tende ad essere piuttosto bassa.
Fotofobia: l’evitamento della luce intensa da parte di coloro che soffrono di emeralopia.
segni e sintomi
La sindrome viene frequentemente osservata per prima nei bambini intorno ai sei mesi di età dalla loro attività fotofobica e / o dal loro nistagmo. Il nistagmo diventa meno evidente con l’età, ma gli altri sintomi della sindrome diventano più rilevanti con l’avvicinarsi dell’età scolare. L’acuità visiva e la stabilità dei movimenti oculari generalmente migliorano durante i primi 6-7 anni di vita (ma rimangono intorno al 20/200). Le forme congenite della condizione sono considerate stazionarie e non peggiorano con l’età.

I cinque sintomi associati con acromatopsia / disromatopsia sono:

acromatopsia
Ambliopia (ridotta acuità visiva)
Hemeralopia (con soggetto che esibisce fotofobia)
nistagmo
Iris anomalie di funzionamento
La sindrome di acromatopsia / dyschromatopsia è mal descritta negli attuali testi medici e neuro-oftalmologici. È diventato un termine comune in seguito al popolare libro del neuroscienziato Oliver Sacks, “L’isola dei daltonici” nel 1997. Fino a quel momento la maggior parte dei soggetti daltonici erano descritti come acromatici o acromatopi. Quelli con un grado inferiore di anormalità della percezione del colore sono stati descritti come protanopi, deuteranopi o tetartanopi (storicamente tritanopi).

L’acromatopsia è stata anche chiamata monocromia con asta e cecità ai colori congenita totale. Gli individui con la forma congenita di questa condizione mostrano completa assenza di attività delle cellule cono tramite elettroretinografia ad alti livelli di luce. Ci sono almeno quattro cause genetiche di ACHM congenito, due delle quali coinvolgono canali ionici ciclici con nucleotide-gated (ACHM2 / ACHM3), un terzo coinvolge il trasducin cono del fotoricettore (GNAT2, ACHM4), e l’ultimo rimane sconosciuto.

Acromatopsia completa
A parte una completa incapacità di vedere il colore, le persone con acromatopsia completa hanno un certo numero di altre aberrazioni oftalmologiche. Tra queste aberrazioni sono notevolmente diminuite l’acuità visiva (<0,1 o 20/200) alla luce del giorno, emeralopia, nistagmo e grave fotofobia. Il fondo dell'occhio appare completamente normale. Vedi anche Pingelap. Acromatopsia incompleta (discromatopsia) In generale, i sintomi di acromatopsia incompleta sono simili a quelli di acromatopsia completa tranne che in forma ridotta. Gli individui con acromatopsia incompleta hanno ridotta acuità visiva con o senza nistagmo o fotofobia. Inoltre, questi individui mostrano solo una parziale compromissione della funzione delle cellule dei coni, ma hanno di nuovo mantenuto la funzione delle cellule di bastoncelli. Causa Acquisita L'acromatopsia acquisita / la disatromatopsia è una condizione associata al danno del diencefalo (principalmente il talamo del cervello medio) o della corteccia cerebrale (il nuovo cervello), in particolare la quarta area di associazione visiva, V4 che riceve informazioni dalla via parvocellulare coinvolta nel colore in lavorazione. L'acromatopsia talamica / la discromatopsia sono causate da danni al talamo; è più frequentemente causato dalla crescita del tumore poiché il talamo è ben protetto da danni esterni. L'acromatopsia cerebrale è una forma di cecità acquisita causata da danni alla corteccia cerebrale del cervello, piuttosto che da anomalie nelle cellule della retina dell'occhio. È più frequentemente causato da trauma fisico, emorragia o crescita del tessuto tumorale. congenito Le cause note delle forme congenite di acromatopsia sono tutte dovute al malfunzionamento della via di fototrasduzione della retina. In particolare, questa forma di ACHM sembra derivare dall'incapacità delle cellule di cono di rispondere in modo adeguato all'ingresso della luce mediante iperpolarizzazione. Le cause genetiche note di questo sono le mutazioni nei canali ionici ciclici nucleotide-gated cono cellula CNGA3 (ACHM2) e CNGB3 (ACHM3) così come la trasducina cono cellulare, GNAT2 (ACHM4). Una quarta causa genetica (ACHM5, OMIM 613093) è stata scoperta nel 2009. Si tratta di una mutazione del gene PDE6C, localizzata sul locus cromosomico 10, 10q24. Si stima che meno del 2% delle acromatopsie sia causato da una mutazione in questo gene. fisiopatologia L'aspetto emeropico dell'ACHM può essere diagnosticato in modo non invasivo mediante elettroretinografia. La risposta a livelli di luce bassi (scotopici) e mediani (mesotopici) sarà normale ma la risposta in condizioni di luce elevata (fotopica) sarà assente. Il livello mesotopico è circa 100 volte inferiore al livello clinico utilizzato per il tipico elettroretinogramma di alto livello. Quando come descritto, la condizione è dovuta ad una saturazione nella porzione neurale della retina e non dovuta all'assenza dei fotorecettori di per sé. In generale, il pathomechanism molecolare di ACHM è l'incapacità di controllare o rispondere correttamente ai livelli alterati di cGMP. Il cGMP è particolarmente importante nella percezione visiva poiché il suo livello controlla l'apertura di canali ionici ciclici a nucleotide-gate (CNG). Riducendo la concentrazione di cGMP si ottengono la chiusura dei CNG e conseguente iperpolarizzazione e cessazione del rilascio di glutammato. I CNG retinici nativi sono composti da 2 subunità α e 2 β, che sono rispettivamente CNGA3 e CNGB3, in cellule coniche. Se espresso da solo, CNGB3 non può produrre canali funzionali, mentre non è questo il caso di CNGA3. Il coassemblaggio di CNGA3 e CNGB3 produce canali con espressione di membrana alterata, permeabilità ionica (Na + vs. K + e Ca2 +), efficacia relativa dell'attivazione di cAMP / cGMP, diminuzione della rettifica verso l'esterno, sfarfallio corrente e sensibilità al blocco da L-cis-diltiazem. Le mutazioni tendono a provocare la perdita della funzione CNGB3 o il guadagno di funzione (spesso maggiore affinità per cGMP) di CNGA3. I livelli di cGMP sono controllati dall'attività della trasduzione delle cellule coniche, GNAT2. Le mutazioni in GNAT2 tendono a determinare una proteina troncata e presumibilmente non funzionale, impedendo in tal modo l'alterazione dei livelli di cGMP da parte dei fotoni. Esiste una correlazione positiva tra la gravità delle mutazioni in queste proteine ​​e la completezza del fenotipo dell'acromatopsia. ACHM2 Mentre alcune mutazioni in CNGA3 risultano in canali troncati e, presumibilmente, non funzionali, questo non è in gran parte il caso. Mentre alcune mutazioni hanno ricevuto uno studio approfondito, vedere la tabella 1, almeno una mutazione risulta in canali funzionali. Curiosamente, questa mutazione, T369S, produce profonde alterazioni se espressa senza CNGB3. Una tale alterazione è una diminuita affinità per il guanosina monofosfato ciclico. Altri includono l'introduzione di una sub-conduttanza, una cinetica di gating a canale singolo alterata e una maggiore permeabilità del calcio. Quando i canali T369S mutanti si coassemblano con CNGB3, tuttavia, l'unica aberrazione rimanente è l'aumento della permeabilità del calcio. Sebbene non sia immediatamente chiaro come questo aumento di Ca2 + porti ad ACHM, un'ipotesi è che questa corrente aumentata diminuisca il rapporto segnale-rumore. Altre mutazioni caratterizzate, come Y181C e le altre mutazioni della regione S1, si traducono in una diminuzione della densità di corrente dovuta all'incapacità del canale di dirigersi verso la superficie. Tale perdita di funzione negherà senza dubbio la capacità della cellula conica di rispondere all'input visivo e produrre acromatopsia. Almeno un'altra mutazione missenso al di fuori della regione S1, T224R, porta anche alla perdita di funzione. ACHM3 Sebbene siano state caratterizzate pochissime mutazioni nel CNGB3, la stragrande maggioranza di esse risulta in canali troncati presumibilmente non funzionali, tabella 2. Ciò determinerà in gran parte l'aploinsufficienza, sebbene in alcuni casi le proteine ​​troncate possano essere in grado di coassemblare con selvaggi -tipo di canali in modo negativo dominante. La mutazione ACHM3 più diffusa, T383IfsX12, produce una proteina troncata non funzionale che non trasmette correttamente alla membrana cellulare. Le tre mutazioni missenso che hanno ricevuto ulteriori studi mostrano un numero di proprietà aberranti, con un tema di fondo. La mutazione R403Q, che si trova nella regione dei pori del canale, determina un aumento della rettifica della corrente verso l'esterno, rispetto alla relazione di tensione-corrente ampiamente lineare dei canali wild-type, concomitante con un aumento dell'affinità cGMP. Le altre mutazioni mostrano o espressione aumentata (S435F) o ridotta (F525N) ma anche maggiore affinità per cAMP e cGMP. È la maggiore affinità per cGMP e cAMP in questi mutanti che è probabilmente il cambiamento che causa disturbo. Tale maggiore affinità si tradurrà in canali che sono insensibili alle lievi variazioni di concentrazione di cGMP a causa dell'input di luce nella retina. ACHM4 All'attivazione mediante luce, la rodopsina provoca lo scambio di PIL per GTP nel polipeptide 2 (GNAT2) dell'attività della proteina di legame del nucleotide guanina (proteina G) α-trasducente. Ciò causa il rilascio della subunità α attivata dalle subunità β / γ inibitorie. Questa subunità α attiva quindi una fosfodiesterasi che catalizza la conversione di cGMP in GMP, riducendo quindi la corrente attraverso i canali CNG3. Poiché questo processo è assolutamente vitale per una corretta elaborazione del colore, non sorprende che le mutazioni in GNAT2 portino ad acromatopsia. Le mutazioni note in questo gene, tabella 3, portano a proteine ​​troncate. Presumibilmente, quindi, queste proteine ​​non sono funzionali e, di conseguenza, la rodopsina che è stata attivata dalla luce non porta a livelli alterati di cGMP o iperpolarizzazione della membrana dei fotorecettori. Gestione Generalmente non esiste un trattamento per curare l'acromatopsia. Tuttavia, i filtri rosso scuro o prugna sono molto utili per il controllo della sensibilità alla luce. Dal 2003 esiste un dispositivo cibernetico chiamato eyeborg che consente alle persone di percepire il colore attraverso le onde sonore. L'artista acromatopsico Neil Harbisson fu il primo ad utilizzare un dispositivo del genere all'inizio del 2004, il eyeborg gli permise di iniziare a dipingere a colori memorizzando il suono di ogni colore. Inoltre, c'è qualche ricerca sulla terapia genica per animali con acromatopsia, con risultati positivi su topi e giovani cani, ma meno efficacia sui cani anziani. Tuttavia, non sono stati fatti esperimenti sugli esseri umani. Ci sono molte sfide per condurre la terapia genica sugli esseri umani. Vedi la terapia genica per il daltonismo per maggiori dettagli a riguardo. Epidemiologia L'acromatopsia è un disturbo relativamente raro, con una prevalenza di 1 su 30.000 persone (0,0033%). Tuttavia, nel piccolo atollo della Micronesia di Pingelap, circa il 5% dei 3000 abitanti dell'atollo è afflitto. Questo è il risultato di un collo di bottiglia della popolazione causato da un tifone e dalla conseguente carestia negli anni 1770, che uccise tutti tranne una ventina di isolani, incluso uno che era eterozigote per acromatopsia. Le persone di questa regione hanno definito acromatopsia "maskun", che letteralmente significa "non vedere" in Pingelapese. Questa insolita popolazione ha attratto il neurologo Oliver Sacks sull'isola per cui ha scritto il suo libro del 1997, The Island of the Colorblind.