FISICA/MENTE



 

AGGIORNAMENTI DI RADIOPROTEZIONE - N. 30
EDITORIALE

Il danno da radiazioni: miti e realtà1
 

G. Galli
Direttore emerito Istituto di medicina Nucleare
Università Cattolica del Sacro Cuore, Roma

http://www.airm.it/images/Bollettino%2030.pdf


L’atteggiamento dell’opinione pubblica nei confronti delle radiazioni è veramente curioso. A partire dai primi anni del secolo scorso e per parecchi decenni l’opinione prevalente era che esse facessero bene alla salute: e così - sembra ora incredibile - venivano tranquillamente venduti come “ricostituenti” sciroppi a base di Torio radioattivo, creme di bellezze contenenti Uranio, apparecchietti per immettere Radon nei sifoni del selz e pastiglie di Radium da appendere al soffitto per essere confortevolmente irradiati a letto o leggendo il giornale in soggiorno.
D’altronde ricordo che mia madre prima della guerra dava a me bambino (Bevi Guido che ti fa bene!) un'acqua minerale definita dall’etichetta “potentemente radioattiva”.
Il proprietario di una Fonte che stampasse oggi quell’etichetta sarebbe sicuro di non vendere neppure una bottiglia.
Ma poi sono venute Hiroshima, Nagasaki, Chernobyl, i film di fantascienza con gli orrori prodotti dalle radiazioni atomiche e tutto è cambiato: oggi anche un solitario fotone X o gamma suscita terrore. Per un pacchetto trovato qualche anno fa in un cassonetto a Roma e contenente reagenti per radioimmunologia con tracce infinitesime di radioattività, il cronista di un importante quotidiano italiano concludeva così il suo pezzo: Per fortuna il pacchetto era sigillato, altrimenti le potentissime radiazioni avrebbero avvelenato tutti gli abitanti dei palazzi circostanti! È un atteggiamento incomprensibile, questo del pubblico, soprattutto se si considera che, essendo le radiazioni elettromagnetiche uno spettro continuo, vengono temute non solo quelle a breve lunghezza d’onda (raggi X e gamma, appunto), ma anche quelle a lunghezza d’onda elevata come le radiofrequenze (i micidiali trasmettitori della radio Vaticana!); accolte invece con piacere quelle della luce, che stanno in mezzo, con una estensione di simpatia ai raggi ultravioletti: chi non corre al mare a farsi una bella abbronzatura?
Ma quale è la verità sul danno da radiazioni? Preciso che qui parlerò di quelle che si impiegano in Medicina (raggi X in radiodiagnostica; raggi gamma ed elettroni in Medicina Nucleare) che rappresentano per un italiano l’unica occasione pratica di essere esposto: le centrali nucleari sono chiuse e si spera non vi saranno guerre atomiche od attentati nucleari.
Per comprendere quel che segue, bisogna introdurre il concetto di “dose”. Le radiazioni agiscono per l’energia che depongono nei tessuti (che dà luogo a fenomeni di ionizzazione, con lesioni di strutture biologiche) e vengono misurate in rapporto alla quantità di energia deposta. L’unità di misura è il Gray (Gy) che corrisponde alla cessione di energia di un Joule per chilogrammo. È una unità molto grande, perché per solito siamo esposti a dosi che si misurano in millesimi di Gray (mGy): un esame radiografico dà, in media, circa 1 mGy (la TAC anche 6- 8 mGy), un esame medico nucleare, in media, 4-5 mGy; tutti poi, nel mondo, riceviamo una media di 2,4 mGy all’anno da radiazioni naturali (raggi cosmici, radioisotopi nel terreno e negli alimenti, Radon negli edifici, ecc.).
È sicuramente accertato, sopratutto per merito (!) delle esplosioni di Hiroshima e Nagasaki, che a dosi elevate le radiazioni sono dannose. I danni sono di due tipi: quelli “deterministici” sono dovuti all’uccisione delle cellule, soprattutto di tessuti radiosensibili come il midollo emopoietico (con caduta degli elementi figurati nel sangue, specie dei linfociti): dosi di 3-5 Gy possono portare a morte la persona per distruzione del midollo; con dosi superiori la morte avviene anche per lesioni dell’epitelio intestinale (diarrea, infezioni) o del SNC (convulsioni, coma).
Così è avvenuto, purtroppo, per una trentina di persone lavoranti a Chernobyl od accorse in soccorso al momento della sciagura. I danni deterministici si verificano, tuttavia, solo da una certa dose in su: vi è, cioè, una “soglia di dose”.
Le prime alterazioni della serie ematica si osservano, ad esempio, solo a partire da circa 0,5 Gy; per dosi inferiori a 0,15 Gy (150 mGy) non è mai stato osservato danno neppure per i tessuti più radiosensibili (fra i quali, oltre al midollo emopoietico, vanno citati anche i tessuti dell’embrione e del feto, gli spermatogoni, il cristallino).
Sempre a dosi elevate, è stato sicuramente accertato anche un altro tipo di danno, quello “stocastico” (significa: casuale) dovuto ad alterazioni del DNA prodotte dalle radiazioni (mutazioni; aberrazioni cromosomiche, ecc.) con la conseguenza di patologie ereditarie, se avvengono nelle cellule germinali, e di cancri radioindotti, se nel DNA delle cellule somatiche.
Orbene, il problema cruciale nella pratica è il seguente. Sia se si è esposti per ragioni professionali (radiologi, addetti alla gammagrafia nei cantieri, ecc.), sia se si è esposti per ragioni mediche solitamente non si ricevono (tranne che nel caso della radioterapia) dosi superiori a 30-50 mGy. Quindi effetti deterministici non ve ne sono; ma vi possono essere, o no, danni stocastici per queste “piccole dosi”? (vengono definite tali quelle inferiori a 0,2 Gy, 200 mGy).
Vi sono, in proposito, tre dottrine.
 

1) La dottrina più diffusa ed “ufficiale” è quella sostenuta dall’autorevole International Commission on Radiological Protection (ICRP), che ispira la legislazione protezionistica di tutto il mondo. Una “soglia” non esiste: anche un solo evento (per esempio un fotone od una particella che determini una rottura di entrambi i filamenti che formano l’elica del DNA) può essere sufficiente a dare inizio ad un tumore maligno o ad una alterazione genetica ereditaria. Inoltre in una popolazione irradiata la frequenza degli effetti (che si trasforma in “probabilità” per il singolo individuo) è linearmente correlata con la dose: se su 100 individui che ricevono 1 Gy i cancri radioindotti (durante tutta la loro vita) sono 10, saranno
5 per 0,5 Gy e 2 per 0,2 Gy. Questa dottrina, detta LNT (Linear No-threshold Theory) ha però una attenuazione per le “piccole dosi”: infatti l’ICRP ammette che esse abbiano un effetto biologico minore di quel che ci si può attendere ed introduce un “fattore di riduzione” (DREF) di 2: onde una dose di 0,2 Gy
(200 mGy) in quelle 100 persone non provocherà due tumori maligni, ma uno soltanto.
L’ICRP non sostiene affatto che la LNT sia indubitabilmente vera: dice che è precauzionalmente utile, a scopo protezionistico, ritenerla tale. Ma è stata assunta come Vangelo da tanti; e il concetto di “effetto cumulato di dose collettiva”, che ne è la derivazione, è quello che ha suscitato più allarme nei mass media. Proseguiamo con l’esempio, scendendo con le dosi e ricordando che, in base alla LNT, non vi è una soglia. Se 200 mGy provocano, in base al DREF, 1 tumore fatale su 100 persone, 20 mGy ne provocheranno uno in 1.000 persone ed 1 mGy darà origine ad un tumore maligno se verrà ricevuto da 20.000 persone. Anche un decimo di mGy (dose infinitesima, ventiquattro volte inferiore a quella che in media ciascuno di noi riceve dalle radiazioni ambientali) potrà provocare un tumore maligno se somministrato a 200.000 persone; quindi 10 tumori maligni su 2 milioni di persone, 100 su 20 milioni, 1.000 su 200 milioni. Con calcoli come questi sono state profetizzate decine di migliaia di tumori maligni in tutto il mondo a seguito delle ricadute radioattive di Chernobyl: che però, a quasi 20 anni di distanza, nessuno ha visto. Gli unici tumori collegabili a Chernobyl sono alcune centinaia di carcinomi papilliferi tiroidei in bambini della Bielorussia, che avevano ricevuto grosse dosi tiroidee da isotopi del radioiodio. Il concetto di “dose collettiva” è stato applicato, purtroppo, anche alle esposizioni mediche. Proprio quest’anno Berrington e Darby, moltiplicando le piccolissime dosi dovute ad esami radiologici per i milioni di pazienti esaminati, hanno pubblicato che l’esercizio della radiologia provoca ogni anno 7.587 cancri fatali in Giappone, 5.695 negli USA, 2.049 in Germania, 700 in Inghilterra e così via per 14 Paesi, fra i quali non figura l’Italia (forse antipatica agli autori). Con la conseguenza che un periodico tedesco, del quale non è difficile intravedere l’orientamento politico, ha scritto che i radiologi sanno benissimo di uccidere i loro pazienti, ma sono costretti a farlo per sostenere il mercato delle multinazionali produttrici di apparecchiature radiologiche!
 

2) Una dottrina che ha meno sostenitori (ma alcuni molto autorevoli, come l’Académie des Sciences de France) sostiene che gli effetti stocastici sono sì proporzionali alla dose, ma che quando si giunge a piccole dosi una “soglia”, o per lo meno una “soglia pratica” vi sia. Viene sottolineato che la cellula dispone di efficientissimi sistemi di riparazione (per lo più enzimatica) del DNA, che quotidianamente fronteggiano miriadi di lesioni prodotte dal metabolismo ossidativo e da genotossici ambientali: par strano che essi non possono dominare le poche lesioni aggiuntive dovute ad una piccola dose di radiazioni, mentre è comprensibile che i meccanismi riparativi possano venir sopraffatti da una grossa dose. Anche la rottura di entrambi i filamenti del DNA, particolarmente temuta nel caso delle radiazioni, può venir riparata, seppure con qualche difficoltà. Ancor più importante è la considerazione che lo sviluppo del tumore è un processo a più stadi: alla “iniziazione” segue la “promozione”, la “conversione” e la “progressione”. In ognuno di questi stadi l’organismo sa difendersi, con vari meccanismi: arresto mitotico, apoptosi (suicidio programmato cellulare), differenziazione, reazioni immunitarie. Anche se una o poche cellule venissero iniziate, perché vi è stato un difetto nella riparazione del DNA, come è possibile che nelle fasi successive esse sfuggano a questi meccanismi protettivi?
Questa dottrina, non priva di buon senso, riceve un sostegno indiretto dalle osservazioni su decine di migliaia di lavoratori esposti (soprattutto nei paesi ove è più attiva l’industria nucleare) a piccole dosi di radiazioni e che finora non hanno fornito un evidenza di carcinogenesi radioindotta.
 

3) Una dottrina di cui si parla sottovoce, perché non è “politicamente corretta", ma che ha sostenitori fanatici, anche fra scienziati di vaglia, è l’Ormesi. L’Ormesi ritiene che piccole dosi di radiazione non solo possano essere innocue, ma addirittura avere effetti favorevoli. Le piccole dosi evocherebbero una “risposta adattativa” che rende l’organismo capace di meglio resistere non soltanto a dosi alte ricevute in seguito, ma anche di opporsi a molti altri agenti lesivi e genotossici e perfino all’invecchiamento. La dottrina si avvale: di considerazioni generali (quasi tutto ciò che è tossico in natura lo è ad alta dose, mentre è innocuo o benefico a dose piccola; la risposta adattativa è molto efficace perché la vita l’ha sviluppata nel corso di una evoluzione filogenetica che per la maggior parte si è svolta quando il fondo naturale di radiazioni era più elevato dell’attuale, ecc.), di osservazioni epidemiologiche ed anche di dati sperimentali, che tendono a comprovare la risposta adattativa. La miglior evidenza sperimentale proviene dagli studi sui linfociti umani (ma anche da studi su altri sistemi biologici). I linfociti irradiati in modo cronico da piccole dosi di tritio immesse nelle culture (con conseguente incorporazione di timidina tritiata) mostrano, se esposti a dosi di 1.5 Gy di radiazioni, soltanto la metà circa delle aberrazioni cromosomiche riscontrate nei controlli.
Lo stesso avviene se i linfociti sono previamente irradiati con piccole dosi di raggi X (10 mGy). Recentemente si è visto che anche linfociti prelevati da soggetti sottoposti a terapia per ipertiroidismo con 131I resistono meglio all’irradiazione con 0,5 e 1 Gy di raggi gamma di quel che non facciano linfociti presi da soggetti normali.
Ma, forse perché minoranza sottoposta a persecuzione, vi è sovente dell’eccesso, che può infastidire, negli scritti degli ormetici. Uno di loro ha affermato che i meccanismi adattativi si sono ai primordi sviluppati quando il fondo di radiazioni ambientali era assai più elevato e che rischiano di affievolirsi oggi essendo noi “in debito” rispetto ad allora di circa 4 mGy mensili. Onde l’opportunità di effettuare una scintigrafia scheletrica al mese, senza indicazione medica, ma solo per “fare il pieno” di radiazioni! Francamente, mi pare troppo.

Concludendo, torniamo alla domanda di Pilato Quid est veritas?. Probabilmente l’apprenderemo, per le piccole dosi, solo dai progressi della radiobiologia: vi sono infatti grosse difficoltà statistiche ad accertare in modo significativo, con l’osservazione epidemiologica diretta, un piccolo eccesso di tumori radioindotti rispetto alla gran massa dei tumori spontanei che in nulla da quelli si distinguono. Se però la biologia molecolare riuscisse ad offrirci un marker specifico della radioinduzione, il discorso si farebbe completamente diverso. Ma anche i progressi della genetica sono importanti. Già si è visto che alcuni geni mutati (ATM, BRCA1, BRCA2, ecc.) predispongono non solo a tumori spontanei, ma anche a quelli radioindotti perché risultano compromessi i sistemi di riparazione del
DNA; e si comincia a pensare che gli effetti stocastici non siano casuali, ma che possano riguardare, per dosi non elevate, solo individui geneticamente predisposti, anche in modo multifattoriale da parte di molteplici geni a scarsa penetranza.
Se si riuscisse ad identificare, attraverso test genetici, chi è predisposto e chi no, la cosa sarebbe, ovviamente, di estrema importanza pratica.
Nel frattempo io penso che per quanto riguarda le esposizioni di diagnostica medica si possa stare tranquilli. Il che non sempre avviene: conosco bene una mamma che non voleva effettuare una radiografia del torace alla figlioletta febbricitante e tossicolosa perché “I raggi fanno male”, trovando poi naturalissimo che essa stesse incollata a pochi centimetri dal televisore ad assorbire per ore i raggi X provenienti dal tubo a raggi catodici.
Già si sa che il pur cautissimo ICRP nelle Raccomandazioni prossime venture ridurrà moltissimo il coefficiente di rischio per gli effetti genetici ereditari (che non sono mai stati osservati nell’uomo, neppure nelle prime generazioni dei sopravvissuti a Hiroshima e Nagasaki) ed anche, in misura minore, quello per la carcinogenesi radioindotta. Inoltre come abbiamo visto, vi sono buone ragioni per pensare che piccole dosi di radiazioni (raggi X, gamma od elettroni: perché per particelle alfa, neutroni e protoni il discorso sarebbe diverso) possano non causare danno, o, se vogliamo essere arditi, avere anche effetto benefico. Ed infine: se nonostante l’acqua radioattiva di mia madre ed il mio passato di radiologo e di medico nucleare sono giunto a 78 anni in ottima salute, un motivo ci dovrà pur essere!

 


http://ulisse.sissa.it/chiediAUlisse/chiediAUlisse/domanda/2005/Ucau051015d002

I campi elettromagnetici sono pericolosi?

 

I campi elettromagnetici con i quali siamo oramai costretti a convivere possono avere sul nostro organismo (e su quello di tutte le altre specie viventi) anche effetti cumulativi? Oppure gli effetti nocivi possono essere provocati solo dall'esposizione a campi di una certa intensità? In altre parole gli effetti cumulativi dell'esposizione ripetuta a piccoli campi magnetici sono paragonabili a una singola esposizione a uno grande?

Giuseppe Castaldo

15 ottobre 2005

 

La domanda si riferisce evidentemente ai campi magnetici a bassafrequenza, generati da elettrodotti, e ai campi elettromagnetici afrequenza radio. Campi elettromagnetici infatti sono anche leradiazioni termiche, la luce e le cosiddette radiazioni ionizzanti: iraggi ultravioletti, X e gamma.

Mentre però i danni dovuti a queste ultime sono ben noti e agisconocon meccanismi pure ben conosciuti sugli organismi viventi, quellidovuti ai campi magnetici e alle onde radio con cui conviviamo sonosolo ipotizzati e non conosciamo nessun meccanismo con cui questipotrebbero produrre danni. Risulta, quindi, molto difficile rispondere.

Non sapendo se un danno esiste, e non sapendo con che meccanismi si produrrebbe, non abbiamo elementi per confrontare diversi tipi di esposizione a danni ipotetici. Per quel poco che sappiamo (non per mancanza di studi, ma per mancanza di effetti chiaramente visibili), è comunque più verosimile pensare che i danni, se esistono, compaiano solo per campi sopra una certa intensità.

Provo quindi ad approfondire il discorso, confrontando i due casi delleesposizioni a campi a bassa frequenza e a radiazioni ionizzanti.

Quasi sempre gli effetti di una grossa dose di un agente creano dannimaggiori di tante piccole dosi. Ma si tratta di danni diversi. Unagrossa dose tende a creare danni acuti, che si vedono immediatamente. I danni derivati da piccole dosi sono invece tipicamente cronici: singolarmente molto piccoli, per cui passano inosservati, ma che possono accumularsi nel tempo. Mentre è abbastanza facile studiare i primi, per capire quali siano i danni cronici e come siano legati all'esposizione occorrono studi statistici su moltissime persone, difficili da condurre e spesso incerti.

Le radiazioni ionizzanti producono danni ai tessuti viventi a qualsiasidose, in quanto ogni singolo fotone ha un'energia sufficente amodificare una o più molecole, con il rischio di produrre danni al DNA.Quindi una radiazione di intensità più debole, in questo caso, produceun numero minore di danni, ma il singolo danno ha sempre un'entitàsimile. I fotoni delle onde radio non hanno invece energia sufficente a causare modificazioni chimiche, serve quindi l'effetto cumulativo di milioni di fotoni per poter produrre un effetto biologico. I campi magnetici non sono descrivibili in termini di fotoni e quindi occorre fare discorsi differenti.

Per le radiazioni ionizzanti i danni acuti sono gravi e compaionorapidamente sopra una certa soglia di esposizione. Al di sotto diquella soglia le radiazioni producono un rischio di tumore, chediminuisce con la dose ma non è mai nullo. Di solito si assume che ilrischio sia proporzionale alla dose totale, sia perché gli studistatistici mostrano questa proporzionalità che per le considerazionifatte sopra su come ogni singolo fotone assorbito possa provocaredanni. In questo caso, la probabilità di sviluppare un tumore dipendedalla dose complessiva assorbita nel tempo. Non possiamo sapere sequesto è vero per dosi molto piccole assunte per un lungo periodo ditempo (o che interessano grandi popolazioni), perché al di sotto di uncerto livello i tumori aggiuntivi dovuti alle radiazioni si perdono nelmare dei casi di tumore dovuti a tutte le altre cause. Ma èragionevole, per quel che sappiamo, assumere sia cosÏ.

Per quanto riguarda le onde radio, i danni acuti sono ben noti edipendono dal riscaldamento dovuto all'energia che i tessutiassorbono. Un chilogrammo di tessuto riesce ad assorbire senza grossidanni alcuni watt di potenza, in quanto questo è comparabile al caloreprodotto dal normale metabolismo. Quando le potenze assorbite sonomaggiori, il sistema di termoregolazione dell'organismo non ce la fa arimuovere il calore in eccesso e la temperatura aumenta, causando varitipi di danni. In pratica un aumento della temperatura di 4-5 gradi ègià molto pericoloso (colpo di calore, svenimento, collasso). Perassorbire questa dose di onde radio occorre però stare davanti a ungrosso trasmettitore, situazioni che possono verificarsi per chi lavoracon apparecchiature di questo tipo, non in situazioni a cui sonoesposte le persone comuni.

Alcuni tessuti sono più sensibili, perché sono poco vascolarizzati equindi disperdono meno il calore assorbito o perché sonointrinsecamente più delicati. Il cristallino può opacizzarsi(cataratta) se assorbe, anche su tempi molto lunghi, potenzedell'ordine di un W/kg. I testicoli sono pure molto sensibili epossono subire danni (sterilità temporanea), per potenze che causano un innalzamento di temperatura di meno di un grado.

Sono stati effettuati moltissimi studi per vedere se esistono effetti a livelli di potenza più bassi. Sono stati riscontrati alcuni effetti apotenze che si avvicinano a quelle per cui c'è un innalzamento ditemperatura, inclusi, in alcuni studi, effetti di promozione ditumori: le onde radio non sarebbero cioè in grado di causare tumori,ma di aumentare l'efficacia di altri agenti cancerogeni. Questi effettiperò sono abbastanza incerti, sono presenti solo a potenze assorbiteelevate, e spariscono rapidamente per potenze al di sotto di qualchewatt per chilogrammo. Qualche ricerca vede effetti biologici anche perpotenze sotto un watt per chilogrammo, ma si tratta di effetti minori(leggere alterazioni della pressione sanguigna, per esempio), semprepiù deboli ed incerti al calare della potenza.

Non è però possibile stabilire limiti per la potenza assorbita, inquanto questa è difficile da misurare. I limiti di esposizioneriguardano pertanto la densità di potenza presente nell'ambiente, chesi misura in watt per metroquadro (W/mq), anche se in Italia sipreferisce specificare i limiti del campo elettrico (volt per metro, oV/m). Per dare un'idea delle situazioni tipiche a cui siamo esposti, lalegge italiana fissa un livello massimo di 6V/m (o 0,1 W/mq) per ilcampo nei luoghi dove sostano persone più di quattro ore al giorno.Alle frequenze tipiche dei telefonini, questi campi producono unassorbimenti di circa un duemillesimo di W/kg. In situazioni di cattivacopertura, un telefonino GSM espone una piccola area della testa acampi che producono un assorbimento da 0,2 a 2 W/Kg. L'assorbimento diminuisce di circa 10 volte usando un auricolare e di molte decine di volte se la copertura è buona (dove il cellulare deve usare meno potenza per connettersi con il ripetitore).

Per quanto riguarda i campi magnetici, praticamente in nessuno studiosi vedono effetti biologici in laboratorio, su volontari o su animaliper campi più deboli di 100 microtesla e non si vedono effettipotenzialmente pericolosi per campi sotto un migliaio di microtesla.D'altra parte tutti i possibili meccanismi ipotizzati per cui un campomagnetico potrebbe avere un effetto biologico non funzionano per campi più deboli di alcune decine di microtesla. Alcuni studi epidemiologici mostrano però un aumento di leucemie infantili in bambini esposti a campi di 0,5 microtesla. Questi studi sono di difficileinterpretazione, anche perché l'effetto è molto piccolo, corrisponde aun aumento di meno di un caso l'anno in Italia e gli stessi autoridello studio ritengono improbabile esista un rapporto di causa/effetto.Se l'effetto fosse vero, non è assolutamente chiaro se dipenda dalladose totale assorbita, o dal massimo campo a cui si è esposti. Comunque non si vede nessun aumento di tumori in bambini esposti a 0,2 microtesla.

Concludendo, quindi, sia per i campi magnetici a bassa frequenza cheper le onde radio non abbiamo evidenze di una loro pericolosità sottolimiti molto maggiori di quelli consentiti dalle leggi per la popolazione generale. Risulta quindi impossibile stabilire se un danno che non sappiamo neppure se esista sia più pericoloso se preso tutto inuna volta o in tante piccole dosi. Ma da quel che vediamo negli studisperimentali e quel che sappiamo sui possibili meccanismi biologici èragionevole pensare che se un danno esiste, allora è probabile agiscasopra di una certa soglia. Per qusto motivo, per esempio, i ricercatorisi preoccupano di più di eventuali danni collegati con l'uso deitelefonini, soprattutto in zone con cattiva copertura, anche sel'esposizione riguarda piccole aree del corpo per tempi relativamentebrevi, che non delle esposizioni molto più deboli, anche se continue esu tutto il corpo, dovute ai ripetitori. I danni sono invece certi peresposizioni molto intense, ma si tratta di campi migliaia di volte piùintensi di quelli consentiti dalla legge.

 

RADIOATTIVITÀ E SALUTE

Le cellule e i tessuti esposti a radiazioni ionizzanti subiscono lesioni che possono essere temporanee o permanenti a seconda della dose, della via di esposizione -irraggiamento esterno, inalazione, ingestione- della radiazione assorbita, e della sensibilità del tessuto irradiato.
L’esposizione a dosi di radiazioni insufficienti a causare la distruzione immediata delle cellule può comunque portare lesioni rilevabili dopo alcuni anni.
I tessuti più sensibili alle radiazioni sono quelli ad elevato ricambio cellulare come il midollo osseo,la pelle, le mucose, gli spermatozoi.
I danni più gravi derivano dall’interazione delle radiazioni ionizzanti con i cromosomi del DNA.
L’esposizione protratta, a parità di dose di radiazioni ionizzanti,è meglio tollerata dai tessuti rispetto alla stessa dose assorbita in tempi brevi. Alcuni danni, infatti, possono essere riparati mentre l’esposizione è ancora in corso, tuttavia se la dose di radiazioni assorbita è sufficiente a provocare gravi lesioni, i meccanismi di riparazione diventano insufficienti.

Gli effetti provocati da radiazioni ionizzanti possono essere somatici e genetici.
I primi interessano i diversi tessuti dell’organismo, i secondi colpiscono le cellule deputate alla riproduzione causando alterazioni genetiche nei discendenti dell’individuo irradiato.
I danni possono verificarsi in conseguenza a irradiazioni acute o a effetti cronici derivanti da esposizioni continuate.
L’irradiazione acuta corrisponde a dosi elevate di radiazioni in conseguenza di eventi eccezionali come catastrofi ecologiche o esplosioni nucleari. Le radiazioni sono estese a tutto il corpo e provocano lesioni e quadri clinici caratteristici.

L’unità di misura utilizzata per quantificare la dose di radiazioni assorbita è il gray (Gy).
Per dosi superiori a 5-6 Gy la sopravvivenza è impossibile, la morte interviene nel 100% dei casi nel giro di pochi giorni, per diarrea emorragica grave e disidratazione o perché viene colpito in maniera rilevante il sistema nervoso centrale.
Tra i 2 e i 4,5 Gy la mortalità rimane elevata. Si manifestano gravi danni alle cellule del sangue al livello del midollo osseo che le produce, causando emorragie, infezioni, anemia, danni all'apparato gastrointestinale con vomito e diarrea, perdita di peso, lesioni alla pelle e ad altri tessuti, sterilità, danni fetali.
Tra 1 e 2 Gy i sintomi sono attenuati e la mortalità è bassa, mentre per dosi inferiori a 1 Gy i disturbi acuti sono reversibili e la mortalità quasi nulla. L'assorbimento di radiazioni da parte di piccole parti del corpo provoca un danno localizzato ai tessuti. E’ colpita soprattutto la pelle, con lesioni di diversa gravità fino a ulcerazioni a lenta guarigione.

Gli effetti cronici sono tardivi e provocati da un' esposizione continua e permanente di piccole dosi di radiazioni ionizzanti con elevato accumulo delle stesse. Comportano un accorciamento dell’aspettativa di vita e un' alta probabilità di ammalarsi di tumori soprattutto del sangue (leucemie) e delle ossa (osteosarcoma) che possono manifestarsi già a due anni dall’esposizione.
Statisticamente frequenti sono i tumori alla mammella, alla tiroide, al polmone e alla pelle, che insorgono dopo un periodo di latenza più lungo, superiore ai 5 anni. Non è stata dimostrata ad oggi un’evidenza che le radiazioni ionizzanti possano indurre leucemia linfatica cronica, linfoma di Hodgkin e carcinoma del collo uterino. Si possono avere anche danni cronici localizzati che colpiscono la pelle (radiodermite) o l’occhio (cataratta).


 http://www.galileo2001.it/materiali/documenti/radiazioni/radiaz_effetti_rischio_norme_04.php

RADIAZIONI IONIZZANTI:
gli effetti, il rischio, l'informazione e le norme

L'epidemiologia

Lo studio epidemiologico è lo strumento valutativo dello stato di salute di una popolazione, studio che può limitarsi alla semplice descrizione numerica, temporale e geografica (epidemiologia descrittiva) o anche alla valutazione sistematica del sospetto di correlazione dello stato di salute con la presenza di un agente responsabile (epidemiologia analitica). Quest'ultima è pertanto la disciplina medica che studia la distribuzione delle malattie non solo infettive, come un tempo, ma, oggi soprattutto, anche croniche e degenerative. Forse in nessun'altra branca della salute umana sono stati condotti tanti studi di epidemiologia analitica come nel caso degli esposti a radiazioni ionizzanti il cui risultato rappresenta l'elemento più importante per la impostazione dottrinaria della radioprotezione.

Seguendo allora l'indirizzo epidemiologico analitico, sono stati condotti studi tipo coorte e tipo caso-controllo per cercare di ottenere delle correlazioni non solo causali, ma anche quantitative tra esposizione a radiazioni e incidenza o mortalità oncogena. Le più importanti serie epidemiologiche studiate sono:

- sopravvissuti giapponesi alle esplosioni nucleari,
- pazienti irradiati per fluoroscopia,
- pazienti irradiati per spondilite,
- pazienti irradiati per tinea capitis,
- pazienti trattati con radio per TBC,
- minatori esposti ad alte concentrazioni di radon,
- pittori di quadranti di orologio, etc.

Tra queste, quella più significativa, rappresentativa ed attendibile dal punto di vista statistico è tuttavia quella dei sopravvissuti alle esplosioni nucleari della seconda guerra mondiale. E' a questa coorte pertanto che, in prima istanza, fanno riferimento tutti quegli organismi che eseguono valutazioni sul legame quantitativo tra rischio oncogeno ed esposizione, come l'UNSCEAR (il Comitato scientifico delle Nazioni Unite sugli effetti delle radiazioni atomiche), il NIH (l'Istituto nazionale di sanità degli Stati Uniti), il BEIR (la Commissione scientifica per le radiazioni dell'Accademia Nazionale delle Scienze degli Stati Uniti), l'ICRP (la Commissione internazionale per le protezioni radiologiche). A corredo e a conferma scientifica del legame causale tra radiazioni e tumore vi sono anche i numerosi studi in vitro e tutta la sperimentazione radiobiologica. Dall'insieme dei vari studi è stato possibile dedurre delle valutazioni quantitative di mortalità oncogena in funzione di dosi medio-alte (maggiori di alcune decine di milliSievert).
Diversa è invece la situazione per quanto riguarda esposizioni a dosi basse in corrispondenza alle quali, non solo non è possibile inferire delle correlazioni quantitative, ma neanche correlazioni causali. Infatti, per mancanza di effetti chiaramente ed univocamente correlabili alle dosi, le indagini e gli studi effettuati non sono riusciti a fornirci indicazioni statisticamente significative di un aumento del rischio oncogeno tra gli esposti.
Al riguardo, vale la pena citare il documento UNSCEAR 2000 secondo il quale "Il numero dei tumori solidi associati con l'esposizione alle radiazioni non è sufficiente per permettere una analisi dettagliata della risposta in dose per molti siti o tipi specifici di tumori. Per tutti i tumori solidi raggruppati la relazione della curva dose-risposta è lineare fino a circa 3 Sv, mentre la curva dose-risposta per la leucemia viene meglio descritta da una funzione lineare-quadratica. Rischi statisticamente significativi per il cancro nel "Life Span Study" (l'Organismo nippo-americano oggi denominato Radiation Effects Research Foundation (RERF), che studia gli effetti delle esplosioni nucleari giapponesi) vengono rilevati per dosi all'organo superiori a circa 100 mSv". Ciò risulterebbe ancora più vero per la leucemia per la quale i risultati dello stesso Life Span Study indicano un rischio relativo inferiore a 1 al di sotto di 20 mSv. Questo risultato di assenza di evidenze di aumento del rischio oncogeno alle basse dosi viene confermato dal raffronto delle statistiche oncogene tra popolazioni soggette a fondi ben diversi di radiazioni.
Mentre nel caso degli effetti stocastici somatici si è potuto far riferimento anche alla epidemiologia analitica, nel caso degli effetti genetici si può far ricorso solo alla radiobiologia sperimentale animale. Müller lavorò per 10 anni prima di poter dimostrare nel 1927 che i raggi X producono realmente mutazioni nella Drosophila melanogaster. Sull'azione mutagena delle radiazioni evidenziata sul moscerino della frutta, organismo caratterizzato da solo 4 cromosomi, da intensa capacità riproduttiva e da una veloce successione generazionale, si è impostata una imponente ricerca che ancora oggi conduce ad importanti risultati scientifici. In particolare è stato rilevato che vi è un aumento delle mutazioni trasmesse ai discendenti, che questo aumento è collegato in modo lineare alla dose assorbita dai genitori (siamo sempre a dosi elevate), che l'intensità di radiazione ed il frazionamento della dose sono ininfluenti nella determinazione dell'effetto e che il danno genetico presente nei figli non può essere riparato. Gli stessi esperimenti radiobiologici condotti su altre specie animali hanno confermato l'effetto mutageno sulle cellule germinali e la conseguente trasmissione di tali mutazioni ai discendenti.
Come già detto, non è stato possibile sinora rilevare con metodi epidemiologici un eccesso di malattie ereditarie nella progenie umana di soggetti esposti alle radiazioni ionizzanti rispetto alla progenie di soggetti non esposti. Lo studio radioepidemiologico più importante è stato quello sui discendenti dei sopravvissuti di Hiroshima e Nagasaki, nel corso del quale è stato effettuato un confronto tra 30.000 bambini di cui almeno uno dei genitori era stato irradiato e 40.000 bambini i cui genitori non erano stati irradiati. Nessuna differenza statisticamente significativa è apparsa tra i due gruppi per quanto concerne lo sviluppo psicofisico, le malformazioni di origine genetica ed alcuni indicatori di natura citogenetica e biochimica. I risultati dell'indagine epidemiologica pubblicati nel 1981 sono stati confermati nel 1988. Altre indagini condotte su popolazioni umane, per quanto di minore rilevanza, non hanno analogamente evidenziato alcun aumento di effetti genetici.
Allora, ed è qui un punto molto importante perché sta alla base della impostazione filosofica della radioprotezione, ci si pone in una prospettiva di cautela e si introduce l'ipotesi che quel rapporto di linearità, che è stato riscontrato alle dosi medio-alte tra incidenza neoplastica e dose, possa esser estrapolato anche alle piccole dosi fino a dose zero, senza quindi una soglia al di sotto della quale considerare assenti gli effetti neoplastici. Una prospettiva, questa, di cautela, in quanto è ben evidente, come del resto già evidenziato più sopra, che l'organismo ha delle risorse reattive alla noxa con le quali cerca di opporsi al danno o di ripristinare le condizioni "quo ante"; risorse rappresentate da vari meccanismi di protezione, di riparazione e di eliminazione degli effetti elementari prodotti dalla radiazione.
Analogamente, a dosi elevate le radiazioni ionizzanti possono produrre danni ereditari. Infatti, come accennato, i dati sperimentali su piante ed animali, notevolmente numerosi, ottenuti in condizioni di irradiazione perfettamente definite (dose e rateo di dose), indicano che tali danni possono di fatto insorgere. Per quanto analoghi effetti non siano stati dimostrati a tutt'oggi nella specie umana, tuttavia, sempre per i fini della radioprotezione e nello spirito del principio di cautela, in analogia a quanto si registra nella sperimentazione animale, si assume che anche nell'uomo si possano avere effetti genetici e, anche in questo caso, si suppone che l'incidenza di effetti, calcolata per estrapolazione dalle sperimentazioni sugli animali, sia correlata linearmente con la dose e sia estrapolabile fino a dose zero.


http://www.disinformazione.it/radiazionilivello.htm

Non esiste un livello “sicuro” di radiazioni
8/11/2005

Il prestigioso giornale americano Washington Post, nel numero del 29 Giugno 2005, riporta una notizia sui risultati di una ricerca a lungo termine (dal 1990 ad oggi) sull’effetto delle radiazioni ionizzanti sull’uomo e da cui risulta una pericolosità delle radiazioni anche a piccole dosi, fino ad oggi sottostimata che porta alla preoccupante affermazione che: “Non esiste un livello “sicuro” di radiazioni; anche basse dosi di esposizione ai raggi possono danneggiare il DNA.

Dallo studio epidemiologico condotto dalla National Academy of Science (1) (l’Accademia è una organizzazione privata incaricata dal governo U.S.A. di informare il Governo in materia scientifica) risulta che ogni piccola dose di radiazione pone un rischio di generare il cancro su una persona durante tutto l’arco della sua vita, e contraddice le precedenti affermazioni di alcuni scienziati che  dicevano che piccole dosi sono innocue e persino benefiche.
I dati mettono quindi in discussione anche il cosiddetto limite massimo di radiazioni per cui, per esempio, il personale delle centrali nucleari deve abbandonare un reattore in caso di incidente.
I risultati mettono in guardia su di un eccessivo uso di tecniche medico-diagnostiche come la scansione mediate tomografia assiale computerizzata TAC su tutto il corpo.
I ricercatori affermano nel loro lavoro che non esiste una soglia di esposizione alle radiazioni sotto la quale il cancro non sia indotto.
Anche i semplici raggi comunemente prescritti determinano alcuni rischi di effetti negativi sulla salute, essendo i raggi X più pericolosi di altre radiazioni ionizzanti.
Da questo studio emerge che una persona su 1000 svilupperà il cancro dopo una sola esposizione alla TAC totale.
Il lavoro conclude dicendo che non esiste una soglia di esposizione sotto la quale bassi livelli di radiazione possano essere dimostrati innocui o benefici.
Gli autori della ricerca hanno stimato che una persona su 100 esposta a 100 milliservert di radiazione durante la vita, svilupperà un cancro di tipo solido o una leucemia, e che la metà di questi casi sarà fatale. Inoltre si prevede che altre 42 persone di questo gruppo svilupperanno un cancro per altre cause.

Cosa sono le radiazioni ionizzanti
Si definiscono Ionizzanti, le Radiazioni elettromagnetiche o corpuscolari che, attraversando la materia, producono fenomeni di ionizzazione sul materiale che attraversano. Un flusso di radiazioni ionizzanti può mettere in moto, nel mezzo che attraversa, un gran numero di particelle elettricamente cariche. Queste, rallentando, depositano energia creando dei danni alla struttura chimica del mezzo attraversato. Se quest’ultimo è un tessuto biologico, i danni creati dalle radiazioni ionizzanti si esplicano in pericolose modificazioni biochimiche. I danni al DNA delle cellule sono i più pericolosi e possono essere prodotti direttamente dalle radiazioni incidenti o indirettamente dalle aggressioni chimiche che i radicali liberi, generati dalla interazione delle radiazioni stesse con le molecole di acqua contenute nei tessuti viventi, esplicando il loro effetto sul DNA.

Le radiazioni ionizzanti sono prodotte: 
1. dal decadimento di nuclidi radioattivi, (isotopi di elementi stabili) detti radioisotopi presenti in natura
2. da sorgenti situate all'esterno del nostro pianeta (raggi cosmici),

3. da apparecchi radiogeni appositamente costruiti per uso medico
4. da reazioni nucleari.

Rischio-beneficio
Da questi risultati si evince che è importante la valutazione del rischio-beneficio in una indagine radiologica medica. E’ naturale che per immobilizzare una frattura si usino i raggi X o che per gravi patologie venga utilizzata la TAC , ma in futuro la classe medica dovrà più attentamente valutare l’effettiva necessità di questo tipo di indagine e sviluppare una migliore capacità diagnostica, più fine e precisa, senza dover sempre ricorrere al supporto radiologico.

Come si difende l’organismo
Per fortuna un organismo sano è in grado di rimediare ai danni provocati dalle radiazioni ionizzanti, sia immediatamente a livello molecolare con la riparazione del frammento di DNA danneggiato, sia successivamente nell’eventualità si sia formata una cellula neoplastica, individuandola e uccidendola grazie al sistema immunitario.

Questi meccanismi di difesa funzionano continuamente nel nostro organismo senza che neanche ce ne accorgiamo, ma nel momento in cui le difese si abbassano a causa dello stress o di un cattivo stile di vita, ecco che la singola cellula maligna può prolificare e dare origine ad un cancro.
Le radiazioni ionizzanti sono pericolose perché per i loro effetti biologici alterano le strutture chimiche di composti che regolano l’attività delle cellule e modificano il DNA inducendo mutazioni genetiche. L’esposizione a questo tipo di radiazione può provocare leucemie e tumori da cellule mutate.
Per un americano tipo l’82% delle radiazioni a cui è esposto proviene da fonti naturali come il gas Radon che fuoriesce dal terreno naturalmente; il resto proviene soprattutto da procedure mediche come i raggi X.


Fig 1

La TAC è un esame diagnostico avanzato che utilizza una sofisticata apparecchiatura a raggi X allo scopo di ottenere immagini radiologiche dettagliate di aree specifiche dell'organismo. Nel corso dell'esame (che di solito non supera i 40 minuti) il paziente deve sdraiarsi su un lettino che viene fatto scorrere all'interno di un'apparecchiatura. La fonte dei raggi X ruota attorno all'area da esaminare e raccoglie le immagini che poi vengono rielaborate da un computer. L'analisi delle immagini consente di distinguere i tessuti normali da quelli patologici.
Si tratta di un esame non invasivo; solo in alcuni casi è richiesta la somministrazione di mezzi di contrasto. Si deve tenere presente che il paziente viene sottoposto all'assorbimento di una quantità di radiazioni superiore a quella della radiografia tradizionale. Viene utilizzata soprattutto per la diagnosi dei tumori, ma anche per l'individuazione di altre patologie, come quelle a carico del sistema nervoso, degli organi addominali, dell'apparato muscoloscheletrico.
Negli ultimi tempi si stanno affermando due nuove tecniche: la TAC spirale (l'apparecchiatura ruota a spirale attorno al paziente) e la TAC multistrato (la parte da esaminare viene “fotografata” in sezioni sottilissime). I vantaggi di queste due tecniche sono soprattutto la possibilità di avere in tempi ridotti un numero di immagini più elevato.


Fig 2 Raggi X tradizionali

Bibliografia
1- BEIR VII: Health risks from exposure to low levels of ionizing radiation. The National Academies. Report in Brief: Giugno 2005.


http://www.medlav.unimo.it/ov/fdr_raio.htm

 

Radiazioni ionizzanti

Le radiazioni ionizzanti sono onde elettromagnetiche o particelle subatomiche capaci di ionizzare la materia. Le più comuni radiazioni ionizzanti non corpuscolate sono rappresentate dai raggi X usati da molti anni nella diagnostica radiologica e oggi soprattutto nella tomografia assiale computerizzata (TAC).
Le radiazioni corpuscolate nel settore sanitario sono rappresentate essenzialmente dalle radiazioni beta e gamma generate dall'impiego di radionuclidi quali il tecnezio e lo iodio 131 per procedure diagnostiche e terapeutiche. Esse comportano il rischio di esposizione esterna e/o di contaminazione interna legata quest'ultima all'assorbimento ed incorporamento di radionuclidi.
Tra le unità di misura fondamentali della dosimetria radiobiologica va ricordata quella di esposizione che misura la quantità di ionizzazione prodotta in una massa unitaria di aria; la sua vecchia unità di misura, il rontgen ( R) è stata progressivamente sostituita dal coulomb/Kg di aria (C/Kg); 1 C/Kg = 3876 R.
La dose assorbita (D) misura la quantità di energia ceduta in una massa unitaria di tessuto; l'unità di misura corrente è il gray (Gy) pari a 1 Joule/Kg, quella precedente era il RAD (Radiation Absorbed Dose) corrispondente a 1/100 di Gy (1Gy = 100 RAD).
La dose equivalente (H) è una grandezza dosimetrica convenzionale ottenuta moltiplicando la dose assorbita D per un fattore di ponderazione per la radiazione WR (H = D x WR) che esprime la capacità della radiazione di generare effetti biologici nei tessuti non solo in rapporto all'energia ceduta ma anche in rapporto al tipo di radiazione. L'unità di misura è il sievert (Sv) che ha sostituito il REM (Radiation Equivalent Man) corrispondente a 1/100 di sievert (1Sv = 100 REM).
Il fattore di ponderazione (WR) dei raggi X, gamma e beta è pari all'unità, per cui per tali radiazioni la dose equivalente coincide con quella assorbita (H = D).
Poichè l'irradiazione del corpo umano non avviene sempre in maniera omogenea in quanto i vari tessuti hanno una diversa suscettibilità al danno radiobiologico, si è resa necessaria l'introduzione di un'altra unità di misura, la dose efficace (DE). La dose efficace esprime la probabilità che un organo irradiato possa subire un effetto stocastico rispetto al corpo intero; si misura in Sv e tiene conto di ulteriori fattori di ponderazione e WT specifici per i vari organi (DE = H x WT).
Il personale sanitario esposto a radiazioni ionizzanti è quello che esplica la propria attività nei seguenti reparti:
· radiologia e radioterapia,
· medicina nucleare,
· emodinamica cardiovascolare,
· ortopedia (sala gessi e sala operatoria),
· endoscopia digestiva,
· endoscopia urologica,
· anestesia.
Può essere occasionalmente esposto il personale sanitario che presta assistenza a pazienti sottoposti ad accertamenti diagnostici e/o terapeutici che prevedono l'impiego di radiazioni ionizzanti.
Il processo di ionizzazione può causare un danno al DNA cellulare. Tale danno se non adeguatamente riparato, può provocare la morte o una modificazione cellulare. Nel primo caso, se il numero di cellule morte è sufficientemente elevato ne può derivare una compromissione funzionale grave e clinicamente apprezzabile in un tessuto o organo. Nel secondo caso la cellula modificata è ancora in grado di riprodursi e può dare luogo, dopo un periodo di latenza di durata variabile ad una condizione di tipo neoplastico se quella modificata è una cellula somatica o a un danno nella progenie se viene interessata una cellula germinale.
Gli effetti del primo tipo sono definiti deterministici, quelli del secondo tipo stocastici.

Effetti deterministici
Tali effetti possono conseguire ad esposizioni del corpo intero oppure ad irradiazioni parziali.
L'esposizione dell'intero organismo (panirradiazione esterna o contaminazione interna) dà luogo a una sindrome molto grave legata a un danno irreversibile dei vari tessuti specie di quelli ad elevata proliferazione cellulare. Sono principalmente danneggiati il midollo osseo che mostra una depressione dell'ematopoiesi con conseguente pancitopenia periferica e le mucose dell'apparato digerente con conseguenti diarrea, emorragia intestinale, setticemia e shock; nei casi più gravi si ha un danno del tessuto cerebrale con coma e morte. La prognosi dipende dalla dose assorbita:

· dose assorbita superiore a 5-6 Gy
sopravvivenza impossibile
· dose assorbita compresa tra 2 e 4,5 Gy
sopravvivenza possibile
· dose assorbita compresa tra 1 e 2 Gy
sopravvivenza probabile
· dose assorbita inferiore a 1 Gy
sopravvivenza virtualmente sicura

L'irradiazione dell'intero organismo con dosi più basse e refratte nel tempo determina invecchiamento precoce, riduzione della vita media degli esposti, alterazioni a carico della cute, delle gonadi, del midollo osseo, del cristallino. La cute presenta alterazioni distrofiche specie alle mani con appianamento dei solchi delle impronte dei polpastrelli, caduta dei peli, teleangectasie, formazione di verruche. A carico del sangue si possono osservare anemia cronica, leucopenia, piastrinopenia. A carico del cristallino può aversi cataratta.
Le irradiazioni parziali possono dare luogo ad un effetto acuto (che insorge immediatamente dopo l'irraggiamento) oppure a un effetto che insorge più tardivamente ( per esposizione a piccole dosi per molto tempo). Quest'ultima modalità è quella che può verificarsi nell'esposizione professionale. L'irradiazione parziale con alte dosi interessa principalmente la cute e le gonadi. Le alterazioni cutanee sono rappresentate da eritema, bolle e desquamazione con formazione di ulcere. L'esposizione delle gonadi a dosi di 0,1-1 Gy provoca sterilità temporanea, dosi superiori a 5 Gy causano sterilità definitiva.

Effetti stocastici
Gli effetti stocastici, cioè di natura statistica e casuale si verificano quando una cellula, modificata dalla ionizzazione, conserva la capacità di dividersi, potendo dare luogo a una patologia neoplastica maligna. Per tali tipi di effetti non esiste una dose soglia.
Le neoplasie che con maggiore probabilità conseguono a esposizione cronica a radiazioni ionizzanti sono le leucemie e i tumori cutanei. Studi epidemiologici hanno inoltre evidenziato un aumento del carcinoma della tiroide dopo irradiazione esterna e/o dopo contaminazione con I 131. Allo stesso modo è stato riscontrato negli esposti un eccesso di neoplasie ossee e della mammella.

Effetti ereditari
Gli effetti delle radiazioni ionizzanti possono interessare, oltre al soggetto esposto, anche i suoi figli. Tali effetti sono conseguenti ad un danno indotto dalle radiazioni ionizzanti sul DNA delle cellule germinali oppure all'irradiazione del prodotto del concepimento durante la vita uterina.
Gli effetti genetici consistono in:
· mutazioni geniche
· aberrazioni cromosomiche
Le mutazioni geniche possono essere di tipo dominante o recessivo; nel primo caso l'effetto si manifesta in tutti i discendenti, mentre nel secondo si evidenzia solo in una parte di essi.
Le aberrazioni cromosomiche possono essere strutturali (traslocazioni, delezioni) o di numero.
In caso di una esposizione del prodotto del concepimento durante la vita intrauterina ne può derivare:
· morte dell'embrione o del feto;
· malformazioni e alterazioni della crescita;
· ritardo mentale;
· induzione di tumori maligni;
· effetti ereditari.
 


http://www.lescienze.it/specialna.php3?id=10957

05.07.2005
Non esiste un livello "sicuro" di radiazioni
 

Anche basse dosi di esposizione possono danneggiare il DNA


Un rapporto della National Academy of Sciences degli Stati Uniti conferma che i rischi dell'esposizione a basse dosi di radiazioni aumentano col crescere della dose, ma soprattutto suggerisce che non esiste un livello di radiazioni da considerare sicuro. Si tratta di una conclusione che negli ultimi 15 anni era stata già prevista, e che contraddice l'ipotesi - avanzata da qualche scienziato - che piccole quantità di radiazioni siano innocue o addirittura benefiche.
La commissione BEIR-VII (Biological Effects of Ionizing Radiation VII) ha esaminato i rischi di esposizione a radiazioni sia naturali sia prodotte dall'uomo, a dosi pari o inferiori a 0,1 Sievert (Sv), più o meno 40 volte la quantità cui un individuo medio viene esposto in un anno. Per un americano tipico, l'82 per cento delle radiazioni cui è esposto proviene da fonti naturali quali il gas di radon che fuoriesce dal terreno; il resto proviene soprattutto da procedure mediche come i raggi X.
La commissione ha scoperto che il modello LNT (linear, no-threshold), che mette in relazione diretta le dosi di radiazione con i danni al DNA, è valido. Alcuni scienziati avevano suggerito che piccole dosi di radiazione fossero innocue o che potessero addirittura stimolare la riparazione del DNA e altri processi protettivi. Ma questa ipotesi non ha finora trovato conferme.
 

© 1999 - 2006 Le Scienze S.p.A.


http://www.ba.infn.it/~cufaro/political/seminarioDU.html

Usi militari e rischi dell’Uranio impoverito (Depleted Uranium)

INFN sez. di Bari
Dipartimento di Fisica dell’Università e del Politecnico di Bari
Bari – 24 gennaio 2001
Nicola Cufaro Petroni

 



N.B. Queste note – redatte unicamente come guida per il seminario del 24 gennaio 2001 – sono basate su documentazione pubblica ed ufficiale disponibile in rete. In particolare le informazioni sono state acquisite, in maniera non esaustiva, dai seguenti siti web e da quelli in essi indicati:

http://www.fas.org/index.html
http://www.janes.com/
http://web.ead.anl.gov/uranium/indexnav.cfm
http://www.gulflink.osd.mil/du_index.htm
http://www.rand.org/publications/MR/MR1018.7/MR1018.7.html/

Molta altra informazione è disponibile in rete su siti ai quali qui non si fa riferimento solo per ragioni di spazio. Sugli effetti biologici delle radiazioni ionizzanti, inoltre, possono utilmente essere consultati gli articoli dell’Enciclopedia della Fisica (IEI – Treccani).
 


Il DU (Depleted Uranium, Uranio Impoverito) non è combustibile nucleare esaurito (molto radioattivo, e non è prodotto da riprocessamento di scorie radioattive. Oggi però ci sono dubbi su queste affermazioni: vedi una breve discussione alla fine di queste note.
Il DU non serve per produrre combustibili o esplosivi nucleari; non esce da una centrale nucleare, ma da impianti di arricchimento, ed è un sottoprodotto di processi di arricchimento ed impoverimento.
Isotopi naturali dell’U: 238U, 235U, 234U. Chimicamente sono identici.
Attività di 1 mg (vedi dettagli in Tavola 1):

238U = 12.5 mBq (1 decadimento ogni 80 sec)
235U = 83.3 mBq (1 decadimento ogni 12 sec) ; 235U/238U = 6.7
234U = 225,400.0 mBq (225 decadimenti al sec); 234U/238U = 18,000

Composizione dell’U naturale:

238U = 99.3% ;  235U = 0.7% ;  234U = 0.005%

Attività totale di 1 mg di U naturale:  25.4 mBq (1 decadimento ogni 40 sec); è considerato debolmente radioattivo (necessita di arricchimento per sostenere una reazione a catena).
Livelli di arricchimento in 235U:

per reattori > 5% ; Highly Enriched > 20% ; Weapon Grade > 90%

Teoricamente il DU è definito dal fatto che la concentrazione dell’isotopo 235U è inferiore a 0.7%. La composizione tipica del DU è:

238U = 99.8% ;  235U = 0.2% ;  234U = 0.001%

Attività totale di 1 mg di DU:  14.8 mBq (1 decadimento ogni 70 sec). Il DU è meno (non più) radioattivo (circa 60%) dell’U naturale: è vero che esso contiene anche eventuali prodotti successivi di decadimenti, ma questi sono presenti anche nell’U naturale naturale. Gli studi sull’U naturale (più numerosi) sono quindi un caso peggiore rispetto al DU: osservazione utile perché le indagini epidemiologiche sono note principalmente sull’U naturale.
L’U è principalmente un emettitore a(radiazione poco penetrante)
Quantità stimata di DU depositata in USA: 560,000 Ton (Fig 1, Fig 2)

Il DU (come anche l’U naturale) ha effetti biologici perché radioattivo, ma anche, e principalmente, perché è chimicamente tossico come tutti i metalli pesanti.
Circa gli effetti biologici delle radiazioni ionizzanti  (a, b, g) va innanzitutto detto che vanno distinti quelli delle grandi e delle piccole dosi: esse provocano rispettivamente effetti deterministici e stocastici.
Gli effetti deterministici si producono se il numero di cellule colpite supera una data soglia. Tipicamente l’esposizione deve superare circa 105 mrem in minuti o giorni. In questo caso la gravità dell’effetto dipende dalla quantità di esposizione sopra la soglia; sotto la soglia invece gli effetti non si presentano. L’organismo umano, infatti, ha dei meccanismi di riparazione del danno sulle cellule, se tale danno non è eccessivo. In caso contrario se no ci sono manifestazioni acute deterministiche.
Per il DU si tratta sempre in ogni caso di esposizioni sotto soglia (anche nei casi peggiori) e dunque si tratta di stimare i rischi di effetti stocastici. Questi effetti, più elusivi, si presentano come aumento di probabilità di malattie (vari tipi di cancro e difetti genetici) che per altro verso sono endemiche. Caratteristiche di questo tipo di effetti:


Gli effetti tossici  (metalli pesanti) sono in genere giudicati peggiori di quelli radiologici. L’U ingerito viene presto eliminato, ma non tutto (ne resta il 10%).
Bisogna distinguere tra composti solubili (più mobili nell’organismo) ed insolubili (relativamente fissi) dell’U. Tipicamente quelli solubili provocano maggior danno chimico; quelli insolubili maggior danno radiologico. Gli effetti di tossicità chimica si manifestano principalmente sui reni dove si deposita di preferenza.

Uso militare: sotto forma di lega con altri metalli viene usato come penetratore di armature, non come esplosivo nucleare o contaminante o arma chimica.
Un’alternativa al DU per questo scopo è il tungsteno, sul quale il DU ha però diversi vantaggi: abbondanza a basso costo; elevata densità (19 g/cm3); è piroforico (si incendia se ridotto in piccole particelle ad elevata temperatura); nell’impatto è self-sharpening (diversamente dal tungsteno che è mushrooming).
Proiettili penetranti al DU sono più efficaci di quelli esplosivi ad alto potenziale.
Proiettili di due calibri:

Quelli di piccolo calibro sono sparati da aerei, elicotteri o blindati leggeri; quelli di grosso calibro da tanks.
Immagini dal Golfo:
Il proiettile sparato si apre (Fig 14); nell’urto:

Si parla anche di parti di DU in parti di Guided Weapons, ma non vi sono conferme o stime sulle quantità (Report 1, Report 2). Comunque non ci sono ufficialmente “bombe” al DU. Non è chiaro se viene adoperato per migliorare la penetrabilità di edifici rinforzati.
Lo studio diretto sugli effetti del DU è basato su casi di friendly fire registrati nella Guerra del Golfo (Fig 15). Nei Balcani non c’erano carri armati americani o truppe di terra: per questo sono stati usati solo proiettili di piccolo calibro.
Altri usi militari: corazze e blindature.
Altri  usi civili: schermaggio contro le radiazioni.

Non vi sono al momento trattati vincolanti che vietano l’uso militare del DU.

Stima comunemente accettata delle quantità usate nel Golfo e in Jugoslavia (si tiene conto solo dei proiettili anti-tank):

Golfo

Balcani


Stima dei  rischi di deboli irraggiamenti  (sotto la soglia di effetti deterministici): vanno distinti i rischi per i militari USA coinvolti in incidenti con presenzxa di DU, ed i rischi per la popolazione civile dovuti al rilascio di DU nell’ambiente.
Va notato preventivamente, comunque, che i rischi dovuti alla tossicità chimica sono ritenuti maggiori di quelli radiologici.
I rischi di irraggiamernto dall’esterno sono generalmente ritenuti trascurabile (il DU è principalmente emettitore a, radiazione poco penetrante) anche per coloro coinvolti negli incidenti. L’irraggiamento esterno può avere conseguenze solo in casi di esposizione molto ravvicinata (non schermata in nessun modo) e prolungata.
Più complessa la stima dei rischi dovuti ad inalazione o ingestione di DU. Sono noti gli studi su 33 casi di militari coinvolti in incidenti di friendly fire : assunzione di quantità rilevanti in poco tempo. Il Dipartimento della Difesa USA ammette oggi che c’è stata scarsa prevenzione ed informazione anche nei confronti dei militari USA nella Guerra del Golfo. I risultati dello studio sui questi veterani del Golfo non mostra particolari effetti radiologici di tipo stocastico. Non è chiaro se questi soggetti sono un esempio significativo per stimare gli effetti sulle popolazioni esposte al DU rilasciato nell’ambiente.
Altra letteratura epidemiologica è disponibile e riguarda l’U naturale (lavoratori delle miniere, degli impianti, personale coinvolto in incidenti)

Problema della stima degli effetti a lungo termine per deboli esposizioni. I rischi provengono dalla diffusione delle polveri contaminate dovute all’impatto dei proiettili ed alla loro successiva risospensione. La stima richiede modelli, simulazioni ed ipotesi che sono incerte, discutibili e controverse. Sono modelli probabilistici per meccanismi di ingestione ed inalazione successive al periodo del combattimento.
Bisogna inoltre paragonare stime calcolate con dati numerici delle esposizioni quotidiane ordinarie.
Ovviamente le morti sospette di militari ci sono state (anche se non è chiaro se e quanto esse eccedano il livello ordianrio), ma bisogna capire a che cosa sono dovute.
Va osservato che sotto la soglia degli effetti deterministici e a parità di radiazione totale assorbita si ritiene meno grave una esposizione prolungata a radiazioni deboli (da inquinamento ambientale) che una esposizione breve a radiazioni più intense (caso dei soldati colpiti per errore): radiazioni più deboli danno il tempo all’organismo di riparare il danno biologico.

Si riportano alcune stime (vedi dettagli sull’articolo originale): esse sono dell’ordine di unità/diecine di casi di tumore eccedenti i livelli ordinari calcolati per le 300 Ton di DU utilizzate nella Guerra del Golfo.
Il modello lineare prevede che 2.000 person-rem » 1 morte di cancro in più.
300 Ton di DU su territorio con densità media di 50 persone/Km2 corrispondono a:

» 20 peson-rem per anno per esposizione esterna
» 40 ¸ 20.000 person-rem per inalazione
» 30 ¸ 14.000 person-rem per ingestione

Ampi margini di incertezza dovuti alla discutibilità di stime ed ipotesi.
Tra gli  effetti radiologici noti dell’U: cancro polmonare, osteosarcoma anche se con incidenza limitata. Invece mancano evidenze per le leucemie, che invece hanno anche altre cause.
L’U si deposita dulle ossa, ma la radiazione a emessa non arriva fino al midollo.
Per dosi elevate, d’altra parte, il rischio tossicologico è peggiore di quello radiologico.

Bisogna infine confrontare le dosi con i valori numerici tipici:

per fare studi sull’aumento di probabilità di malattia rispetto al fondo ordinario.
Per ora solo stime controverse: avremo dei risultati più precisi in futuro?
Studi più estensivi riguardano per ora l’U naturale (miniere, impianti) e i veterani del Golfo per il DU:
i più colpiti hanno assorbito al massimo 1.000 mrem in circa 15 min (si tratta di circa 5 anni di esposizione naturale assorbiti in 15 min). La stima in questo caso è di 7/10.000 casi aggiuntivi di cancri e malattie genetiche per rem assorbito, per cui la probabilità di cancro (di origine qualsiasi) passerebbe da circa 23% a 23.07%

Osservazioni conclusive


http://www.dica33.it/argomenti/salute_ambiente/radiazioni/radiazioni3.asp

Salute e ambiente



I danni della radioattività

L'assorbimento di radiazioni produce sempre effetti lesivi sull'organismo, dipendenti da fattori come: il tipo di radiazione ionizzante coinvolta, la sua capacità di penetrazione, la porzione di corpo esposta, la durata dell'esposizione e infine la dose totale.di irradiazione. Generalmente i tessuti e gli organi più colpiti sono quelli caratterizzati da cellule a rapida proliferazione come per esempio la pelle, il rivestimento del tratto gastrointestinale e il midollo osseo, dove le cellule progenitrici si moltiplicano continuamente per sostituire le cellule mature a loro volta perse con l'invecchiamento. Gli effetti patologici delle radiazioni ionizzanti si dividono in: effetti somatici che colpiscono il corpo degli individui esposti e effetti genetici o ereditari che colpiscono la prole degli individui esposti. Gli effetti somatici possono essere ulteriormente distinti in effetti immediati sull'individuo irradiato, che si manifestano quando viene superato un valore soglia di dose, ed effetti tardivi.

Effetti somatici
Una grande varietà di reazioni si può verificare in risposta alle radiazioni in differenti organi e tessuti dell'organismo in particolare quelli a rapida proliferazione cellulare, cioè che si ripèroducono più velocemente, nei quali la distruzione delle cellule progenitrici e la conseguente interferenza con la sostituzione delle cellule mature condiziona il mantenimento delle funzioni e della struttura dei tessuti. Gli effetti dannosi delle radiazioni su un organo riguardano la parte direttamente esposta e non l'intero organo, l'irradiazione parziale di singoli organi e apparati ha perciò minore importanza e comporta una sintomatologia dominata dai disturbi caratteristici del tessuto interessato; ben più grave è l'irradiazione di tutto il corpo

Pelle
Il primo effetto cutaneo in conseguenza dell'esposizione è un violento arrossamento transitorio che si può manifestare già dopo ore ma che in breve viene smaltito. Si può però ripresentare un'eritema, dopo qualche settimana, in modo più violento e prolungato. L'esposizione a dosi più massicce di radiazioni determina la formazione di bolle, ulcerazione cutanea e perdita di capelli seguite da anormale pigmentazione anche mesi o anni dopo.

Midollo osseo
Le cellule emopoietiche (che "fabbricano" il sangue) del midollo osseo sono tra le più radiosensibili dell'organismo. Infatti se queste cellule vengono uccise in grande quantità, come può verificarsi in conseguenza di un'eccessiva esposizione alle radiazioni, è danneggiato il normale processo di sostituzione delle cellule del sangue. Si hanno così riduzione delle cellule, infezioni, emorragie, mentre per dosaggi più bassi si manifesta solo una temporanea diminuzione delle cellule del sangue di mediaentità.

Tratto gastrointestinale
La risposta è simile per molti versi a quella cutanea. Le cellule che proliferano nella mucosa che riveste il tratto gastrointestinale vengono uccise dall'irradiazione, con conseguente rimozione del rivestimento e ulcerazione della mucosa. Se il colon è esposto a radiazioni in eccesso si possono avere fenomeni diarroici in un breve lasso di tempo.

Organi riproduttivi
Sebbene gli spermatozoi giunti a maturazione siano piuttosto resistenti alle radiazioni, le cellule ancora immature che formano il liquido spermatico sono tra le più radiosensibili. Una esposizione ad un basso quantitativo di radiazioni determina interruzione nella produzione spermatica, mentre alti dosaggi possono causare sterilità permanente. Nella donna, a livello ovarico invece gli ovociti più sensibili sono quelli a media maturazione; esattamente come per gli uomini l'esposizione a dosi radioattive crescenti porta anche a sterilità

Occhio
L'irradiazione può portare all'opacizzazione del cristallino, con una gravità crescente proporzionalmente alla dose. L'effetto comunque si manifesta solo dopo parecchi mesi dall'esposizione, il fenomeno è stato evidenziato da episodi di cataratta occorsi a fisici, che lavoravano negli anni '40 sui ciclotroni, per effetto dell'irradiazione neutronica.

Cervello e organi sensoriali
Per dosaggi elevati si possono avere fenomeni nervosi. Dopo un breve periodo "di incubazione" con nausea e vomito compaiono svogliatezza, sonnolenza, apatia, prostrazione. La causa dei disturbi si ritiene sia dovuta alla produzione di sostanze tossiche per il sistema nervoso indotta dale radiazioni oppure alla presenza di localizzazioni batteriche nell'encefalo.

Sindrome da panirradiazione acuta
Si tratta degli effetti radioattivi immediati che si manifestano in dipendenza dalla dose di radiazioni assorbite, dalla superficie corporea interessata e dal tempo di esposizione. Il quadro clinico è caratterizzato dalla inibizione emopoietica e dalla grave compromissione delle difese immunologiche. Oltre alla sindrome cerebrale già descritta si verificano disturbi ematologici. Dopo un breve periodo di anoressia, astenia, nausea e vomito seguito da alcune ore di relativo benessere, durante il quale si verifica la progressiva atrofia dei linfonodi, della milza e del midollo, compare anemia, leucopenia, piastrinopenia ed un elevata sensibilità agli agenti infettanti. Un altro fenomeno tipico è la sindrome gastrointestinale che si manifesta con nausea intensa, vomito e diarrea e può degenerare fino a disidratazione con morte in shock ipovolemico (drastica riduzione del volume del sangue circolante).

Effetti sull'incidenza del cancro
Si tratta di effetti statistici che si traducono in un aumento della probabilità ad ammalarsi di neoplasia o di leucemia da parte egli individui irradiati. Studi epidemiologici, condotti sui sopravvissuti di Hiroshima e Nagasaki e sui lavoratori esposti cronicamente a piccole dosi di radiazioni, hanno dimostrato un aumento della probabilità di ammalarsi di cancro. Attualmente i dati più significativi riguardano la leucemia e il cancro al seno e per entrambi si può parlare di una stretta correlazione tra l'incidenza e la dose di radiazioni, ma sono importanti anche parametri come l'età a cui si subisce la radiazione e il tempo trascorso.
Tali effetti sono difficili da quantizzare, ma vanno indubbiamente considerati e tradotti nell'adozione di rigidi principi di prevenzione.

Effetti genetici ed ereditari
Possono vrificarsi nella prima generazione o in quelle successive. Quelle di prima generazione possono essere conseguenti all'irradiazione diretta dell'embrione o legati a danno delle cellule germinative (spermatozoi, ovociti) dei genitori. Questi ultimi effetti sono simili a quelli che si hanno nelle generazioni successive. Durante le prime 5 settimane di gestazione l'assorbimento di radiazioni da parte dell'embrione può provocare l'aborto, mentre l'irradiazione del feto durante la formazione degli organi può provocare malformazioni, effetto possibile anche per dosaggi usati nelle comuni indagini diagnostiche. Le malformazioni più comuni osservate sperimentalmente nei ratti sono a carico del sistema nervoso: microcefalia (ridotte dimensioni del cervello), esencefalia (cervello in parte al di fuori del cranio), idrocefalo (allargamento della testa per eccesso di fluido) e anoftalmia (mancato sviluppo oculare).
Gli effetti sulle generazioni successive sono le vere e proprie lesioni genetiche. I meccanismi attraverso cui si manifestano questi fenomeni non sono ancora del tutto capiti, ma si sa con certezza che ciascuno è il prodotto di alterazioni chimiche che vengono attivate dalle radiazioni e proseguono in modo casuale nella cellula. Qualsiasi struttura molecolare all'interno della cellula può essere danneggiata, ma il DNA del materiale genetico è il target più critico in quanto il danno a un singolo gene può essere sufficiente a uccidere o alterare profondamente la cellula. Sono possibili alterazioni, di numero e di forma, dei cromosomi e mutazioni geniche. In caso di mutazioni geniche dominanti l'effetto potrà comparire in prima generazione, altrimenti comparirà nelle successive.

Marco Malagutti
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Fonti
Ritz B, Morgenstern H, Froines J and Batts Young B 1999 Effects of exposure to external ionizing radiation on cancer mortality in nuclear workers monitored for radiation at Rocketdyne/Atomics International Am. J. Ind. Med. 35 21-31

Ashmore J P, Krewski D, Zielinski J M, Jiang H, Semenciw R and Band P R 1998 First analysis of mortality and occupational radiation exposure based on the National Dose Registry of Canada Am. J. Epidemiol. 148 564-74


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