Gli effetti biologici delle radiazioni ionizzanti sull'uomo

GLI EFFETTI BIOLOGICI DELLE RADIAZIONI IONIZZANTI SULL'UOMO

LE AZIONI SULLE CELLULE

Le radiazioni ionizzanti (quelle tanto energetiche da poter riuscire a spezzare legami chimici) come quelle dovute ad un'esplosione atomica a, più semplicemente, ad una lastra di raggi X, se in grosse quantità, possono provocare seri danni alle cellule e, successivamente, anche all'intero organismo. Le azioni che le radiazioni possono avere sulla cellula possono essere di due tipi: dirette ed indirette.

      L'azione diretta si ha quando la radiazione che attraversa la cellula vivente ionizza ed eccita gli atomi e le molecole della struttura cellulare dando luogo a frammenti dotati di cariche elettriche chimicamente instabili.

     

      L'azione indiretta si ha quando i radicali e gli ioni interagiscono con la cellula stessa dando luogo ad alterazioni.

Il danno può essere sia di natura diretta che indiretta. Le conseguenze più sfavorevoli si verificano in genere nel nucleo, sebbene anche il danno al citoplasma può condurre a notevoli alterazioni della cellula. Le cellule, all'infuori di alcune eccezioni, sono molto piccole hanno un diametro dell'ordine di 10-100 micron; esse differiscono l'una dall'altra sia per forma che composizione e, quindi, anche per funzione, pertanto si presuppone che il loro comportamento rispetto alle radiazioni sia diverso da un tipo all'altro: si parla, perciò, di radiosensibilità specifica. La radiosensibilità è direttamente proporzionale alla capacità di riprodursi e varia in proporzione inversa con il grado di differenziazione. Le cellule che si riproducono più rapidamente sono anche le più sensibili, inoltre quelle in via di formazione possono essere danneggiate più facilmente di quelle già formate. Gli effetti biologici da radiazioni ionizzanti possono raggrupparsi in tre classi di differenti caratteristiche cliniche e di diverso significato sanitario generale :

      Effetti immediati sull'individuo irradiato (effetti somatici non stocastici) ;

      Effetti tardivi sull'individuo irradiato (effetti somatici stocastici) ;

      Effetti genetici (effetti stocastici).

EFFETTI IMMEDIATI

Gli effetti immediati o precoci sono tipici di condizioni di irradiazione forte e di breve durata, che si ritrovano, per esempio, in incidenti o infortuni. Essi si manifestano, in due o tre settimane dall'irradiazione, solo se è superato un valore-soglia di dose e mostrano un aggravio di sintomi con:

- Il crescere della dose stessa;

- Il tipo di radiazione impiegata (fattore di qualità);

- Il rateo (intensità) dell'irradiazione (dose/tempo);

- L'estensione spaziale dell'irradiazione (irradiazione d'organo o di apparato, di  parte o dell'intero organismo).

Effetti immediati delle radiazioni. La foto si riferisce ad alcune vittime delle radiazioni dovute alla bomba atomica di Nagasaki, sganciata il 9 agosto 1945.

EFFETTI TARDIVI: IL TUMORE

Questi effetti, che si manifestano dopo anni, talora decenni dall'irradiazione, sono a carattere probabilistico (stocastico), non richiedono il superamento di valore-soglia per comparire, hanno frequenza di comparsa piccola e non del tipo "tutto o niente" qualunque sia stata la dose. La denominazione "effetti stocastici" mette in evidenza il fatto che vanno studiati su gruppi di persone esposte, tanto più vasti quanto più piccola è la dose pro-capite e la connessa frequenza di comparsa. Gli effetti probabilistici sono rappresentati da malattie che esistono già spontaneamente tra la popolazione, essi si aggiungono ai casi spontanei e sono: leucemia e tumori maligni dei quali parleremo più avanti.

Questi effetti sono stati osservati sull'uomo dopo esposizione al corpo intero a qualche decimo di Gy o dopo esposizione di parte corporee a qualche Gy, ricevuti in una sola volta o più volte, ma per lo più entro un tempo relativamente breve (qualche settimana). Le leucemie sono un effetto probabilistico tardivo molto studiato e compaiono tra i 3 e i 15 anni dopo l'irradiazione. Altri forme tumorali maligne (carcinoma mammari, cutanei, polmonari e tiroidei, sarcomi ossei) compaiono tra i dieci e i trent'anni dall'irradiazioni e sono anch'essi effetti stocastici delle radiazioni.

Tra gli effetti tardivi, quello che spicca per gravità e frequenza è il tumore.

EFFETTI GENETICI

Gli effetti sulla prima generazione possono essere dovuti all'azione delle radiazioni sui tessuti embrionali o sugli organi fetali oppure come conseguenza di danni sulle cellule germinali dei genitori. In sintesi essi possono essere danni somatici sul prodotto del concepimento oppure danni genetici che si manifestano nel prodotto di concepimento.