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DANNI BIOLOGICIDA RADIAZIONE

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SIMAD X-RAY TECHNOLOGY - EDUCATION - DANNI BIOLOGICI DA RADIAZIONE 2

SIMAD X-RAY TECHNOLOGY - EDUCATION USER WORK GROUP - DANNI BIOLOGICI DA RADIAZIONE 3

Contenuti

Introduzione: “La luce che non si vede 5

1. Interazione delle radiazioni con la materia 7

1.1 Radiazioni ionizzanti dirette e indirette 7

2. Dosimetria 9

2.1 Esposizione 9

2.2 La dose assorbita 9

2.3 La dose equivalente 10

3. Effetti biologici delle radiazioni ionizzanti 11

3.1 Effetti a livello cellulare 11

3.2 Effetti delle radiazioni sul DNA 12

3.3 Danni deterministici 13

3.4 Danni stocastici 16

3.5 Danni genetici stocastici 18

3.6 Irradiazione in utero 18


Introduzione: “La luce che non si vede”

Il compito dell’industria è quello di produrre, sviluppare prodotti, tecnologia e informazione.

Simad srl progetta e costruisce prodotti radiologici ad alto contenuto tecnologi-co, e accompagna il proprio progetto industriale con attività d'informazione e formazione orientata all’uso in sicurezza della propria tecnologia.Tutta la ricerca Simad è orientata alla progettazione e costruzione di sistemi Low Dose al fine di minimizzare l’esposizione radiologica di operatori e pazienti.

Il presente documento ha scopo informativo, seppur non esaustivo dal punto di vista scientifico, per chirurghi infermieri e personale di sala operatoria, delle conseguenze che l’esposizione a radiazioni X può causare sulle persone. L’uso di potenze elevate, tempi lunghi di esposizione e la sottovalutazione delle misure di radioprotezione possono causare danni anche gravi agli esposti.

Per ridurre al minimo l’esposizione e quindi i rischi da essa derivanti, è neces-sario usare tutte le precauzioni possibili: ciò non è solo dettato dal buon senso, ma è anche previsto dalla legge nel decreto legislativo del 26 Maggio 2000 n°187, che sancisce il “Principio di Ottimizzazione”, basilare nella progettazio-ne e nell’utilizzo dei sistemi radiologici.

DECRETO LEGISLATIVO 26 maggio 2000, n.187Attuazione della direttiva 97/43 Euratom in materia di protezione sanitaria delle persone

contro i pericoli delle radiazioni ionizzanti connesse ad esposizioni mediche.

Art.4Principio di ottimizzazione

1. Tutte le dosi dovute a esposizioni mediche per scopi, radiologici di cui all’articolo 1, comma 2, (...), devono essere mantenute al livello più basso ragionevolmente ottenibile e

compatibile con il raggiungimento dell’informazione diagnostica richiesta(...).


1.1 Radiazioni ionizzanti dirette e indirette

Quando una radiazione è in grado di causare la “ionizzazione”, cioè la varia-zione dello stato elettronico degli atomi e delle molecole del mezzo con cui interagisce si dice che è una radiazione ionizzante.All’interno della famiglia delle radiazioni ionizzanti, si possono tuttavia distin-guere due ampie categorie di comportamento: radiazioni di particelle cariche e radiazioni elettromagnetiche.

Se consideriamo le particelle cariche, notiamo che esse interagiscono con gli atomi e le molecole del mezzo tramite forze di natura elettrica, intense e rapi-damente variabili nel tempo. A seguito di una di queste interazioni, la particel-la carica può cedere parte o tutta la sua energia a uno degli elettroni dell’atomo urtato producendo una ionizzazione, o almeno una transizione ad un livello eccitato. Quanto detto a proposito di un atomo può essere ripetuto con riferi-mento ad una molecola.

Le particelle cariche dunque ionizzano in modo diretto gli atomi e le molecole del mezzo attraversato e sono perciò dette radiazioni “direttamente” ionizzanti.Delle radiazioni direttamente ionizzanti fanno parte gli elettroni e le particelle pesanti, ovvero tutte le particelle cariche più pesanti degli elettroni.

11. Interazione delle radiazioni con la materia

IONIZZAZIONE BETA-

e-β-

Repulsione

e-

β+

Attrazione

IONIZZAZIONE BETA+IONIZZAZIONE ALFA

α++

e-

Attrazione


Le radiazioni elettromagnetiche inte-ragiscono con la materia in modo ben diverso dalle particelle cariche. La grande maggioranza delle radia-zioni elettromagnetiche da cui siamo circondati non appartiene alla fami-glia delle radiazioni ionizzanti: per tale sottogruppo, infatti, il singolo fotone di luce (o onda radio), non ha l’energia necessaria per provocare ionizzazione. Situazione diversa per i raggi X e i raggi γ, che possiedono energia suffi-ciente per ionizzare la materia. Essi non risentono dell’interazione con i campi elettrici degli atomi o delle molecole del mezzo attraversato: possono essere dunque diffusi dagli elettroni o assorbiti dagli atomi e dalle molecole del mezzo mettendo in moto elettroni o positroni, detti SECONDARI. Questi, a loro volta, se sufficientemente energetici possono provocare ionizzazione ed eccitazio-ne. Queste radiazioni, dunque, ioniz-zano in modo indiretto e per tale

motivo vengono definite radiazioni “indirettamente ionizzanti”. Delle radiazioni indirettamente ionizzanti fanno parte anche i neutroni.

Le radiazioni indirettamente ionizzanti non hanno carica, interagiscono dunque molto poco con la materia e sono molto più penetranti delle radiazioni direttamente ionizzanti. Questo costituisce la fondamentale differenza del comportamento dei fotoni rispetto alle particelle cariche: infatti, mentre il fascio di radiazioni delle particelle cariche viene com-pletamente schermato con uno spessore di assorbitore sufficiente, la radiazione X e γ può venire ridotta in intensità aumentando lo spessore di assorbitore, ma non può mai essere del tutto eliminata.

1. Interazione delle radiazioni con la materia

Raggi α

Raggi β

Raggi γ, X

Neutroni

Alluminio

PiomboCemento

DIFFUSIONE CLASSICA

Fotone diffusold

Fotone incidenteli

li = ld

Il fotone incidente interagisce con un atomo bersaglio, portandolo ad uno stato eccitato. L’atomo bersaglio restituisce immediatamente l’energia sotto forma di fotone, avente direzione diversa ma ugua-le lunghezza d’onda del’incidente. Non c’è ionizzazione.

EFFETTO COMPTON

Fotone incidente

Fotone diffuso

Elettronedi Compton

Il fotone incidente interagisce con un elettrone esterno dell’atomo bersaglio e lo espelle (elettrone Compton). Si crea inoltre un fotone avente energia inferiore a quello incidente.

EFFETTO FOTOELETTRICO

Fotone incidente

Foto elettrone

Fotone uscente

Il fotone incidente interagisce con un elettrone interno dell’atomo bersaglio, lo espelle e viene completamente assorbito. Si crea una lacuna che viene riempita col decadimento di un elettrone esterno dell’atomo bersaglio e conseguente emis-sione di un fotone con lunghezza d’onda caratteristica.

PRODUZIONE DI COPPIE

Fotone incidente

Elettrone

Positrone

Il fotone incidente interagisce con il campo di forza del nucleo dell’atomo bersaglio, scompare e produce una coppia di particelle elettriche, un elettrone e un positrone.

FOTO DISINTEGRAZIONE

Fotone incidente

Frammento di nucleo

Il fotone incidente interagisce diretta-mente con il nucleo dell’atomo bersaglio. Il nucleo si eccita ed emette istantanea-mente un nucleone o un altro frammento nucleare.


2. Dosimetria

2.1 Esposizione

L’esposizione è la più antica delle grandezze pensate per descrivere l’intensità dei fasci di raggi X. La prima unità di misura dell’esposizione fu il Roentegen (R) definito come segue:1R è quella quantità di radiazione X di energia fotonica non superiore ai 3 MeV che produce ioni per una quantità di carica complessiva (positiva o negativa) di 1 sC per centimetro cubo di aria a 0°C e 760 mmHg, ovvero 2,08 x 109 coppie di ioni.

Come si nota facilmente, questa misurazione tiene conto dell’effetto dell’intera-zione della radiazione X con la materia.

2.2 La dose assorbita

Un metodo diverso per la misurazione delle radiazioni è quello della dose assorbita, definita come l’energia depositata per unità di massa elementare di materia. La dose assorbita si misura in Gray (Gy).

1Gy deposita 1J su 1 Kg di materia.

2sC = statCoulomb

Unità di Misura Elettrica del Sistema “cgs”

Conversione in Unità di Misura del Sistema Internazionale (SI):

1 sC = 0,1 Am/c ~ 3,3356 10-10 Coulomb

con c = velocità della luce nel vuoto


2. Dosimetria

2.3 La dose equivalente

A seguito dell’interesse per una misura degli effetti biologici dovuti alla dose di radiazione assorbita, è stato introdotto il concetto di dose equivalente, che tiene conto della dannosità più o meno grande, a parità di dose, dei vari tipi di radiazione, assegnando ad ogni tipo di radiazione un determinato peso (fattore qualità della radiazione); ad esempio i raggi X hanno peso 1, mentre i raggi α (alfa) hanno peso 20.

Per la dose equivalente, si usa come unità di misura il Sievert (Sv).

1 Sv = 1 Gy x fattore qualità

DOSE EqUIVALENTE IN ALCUNE PROCEDURE RADIOLOGIChE

Radioattività naturale ~ 2,4 milli Sievert

Radiografia ordinaria ~ 1 milli Sievert

T.A.C. ~ 3 milli Sievert

P.E.T. ~ 10 milli Sievert


3.1 Effetti a livello cellulare

La cellula è la struttura fondamentale della vita, essa è infatti la più piccola entità biologica che possieda tutte le funzioni vitali: il metabolismo, la crescita, la sensibilità e la riproduzione.Le cellule non sono uniformi nelle loro proprietà morfologiche e fisiologiche, ma compiono molte funzioni specializzate differenti per assicurare il funziona-mento di tutto il corpo.Le azioni che le radiazioni possono avere sulla cellula possono essere di due tipi: dirette ed indirette.

• L’azionedirettasihaquandolaradiazionecheattraversalacellulaeccitagli atomi e le molecole della struttura cellulare dando luogo a frammenti dotati di cariche elettriche chimicamente instabili (radicali e ioni).

• L’azioneindirettasihaquandoiradicaliegliioniinteragisconoconlacellula stessa dando luogo ad alterazioni.

Le conseguenze più sfavorevoli avvengono in genere nel nucleo, dove è conte-nuto il DNA, 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 dei 10-100 micron; esse differiscono l’una dall’altra sia per forma che per composizione e quindi, anche per funzio-ne.Si presuppone perciò che il loro comportamento rispetto alle radiazioni sia diverso da un tipo all’altro: si parla quindi, di radiosensibilità specifica.

La radiosensibilità è direttamente proporzionale alla capacità di riprodursi ed inversamente proporzionale al grado di differenziazione. La sensibilità di una cellula coincide con la sensibilità del suo DNA.Nella riproduzione una cellula deve copiare e trasmettere la sua informazione genetica (DNA) alla sua progenie: a questo scopo il DNA si duplica.

33. Effetti biologici delle radiazioni ionizzanti


Le cellule che si riproducono più rapidamente sono anche le più sensibili, inol-tre quelle in via di formazione possono essere danneggiate più facilmente di quelle già formate.La sensibilità della cellula aumenta quindi con la complessità del DNA: sarà dunque massima nei mammiferi rispetto ad altri esseri viventi.

3.2 Effetti delle radiazioni sul DNA

Le radiazioni possono provocare una variazione del DNA cellulare, dando luogo a mutazioni.

CLASSIFICAZIONE IN BASE ALLE CONSEGUENZEA seconda delle conseguenze che hanno sulle generazioni future, si possono differenziare le mutazioni indotte in due tipi: somatico e germinale. Quelle somatiche provocano danni all’individuo che le porta, invece quelle ger-minali possono ripercuotersi sulla discendenza futura. Le conseguenze dovute a una mutazione sono per la maggior parte dannose, solo un’esigua parte di esse sono vantaggiose. L’organismo portatore di un gene sfavorevole può morire prima di arrivare a riprodursi; in questo caso, il gene mutato sarà immediatamente eliminato.

CLASSIFICAZIONE IN BASE ALLE MODALITA'A seconda della modalità con cui avvengono, le mutazioni possono essere di due tipi:

• Genicheopuntiformi • Cromosomiche

Le mutazioni geniche sono abbastanza comuni e vengono causate da modifica-zioni di un singolo gene. Sono importantissime dal punto di vista evolutivo. Tale tipo di mutazioni, determina la sostituzione di un aminoacido in una cate-na proteica, alterando l’informazione primitiva del DNA. La proteina risultante da questo cambiamento è, generalmente, difettosa.

Le mutazioni cromosomiche invece avvengono quando, interi pezzi di cromo-somi vengono casualmente eliminati o si fondono con altri già presenti. I geni si vengono così trovare in una posizione diversa da quella originale. Dato che la regolazione dell’attività di un gene dipende, in parte dalla sua localizzazione nel menoma, le mutazioni cromosomiche hanno, generalmente, effetti estrema-mente drammatici; fortunatamente sono piuttosto rare. (vedi Tab. 1)



3.3 Danni Deterministici

Per danni deterministici si intendono quelli per i quali è individuabile una dose-soglia e la cui gravità (al di sopra della soglia ) aumenta con la dose.I danni deterministici hanno in comune le seguenti caratteristiche:

• Compaionosoltantoalsuperamentodiunacertadose-sogliacaratteristicadi ogni effetto

• Ilsuperamentodelladose-sogliacomportal’insorgenzadell’effettointuttigli irradiati, sia pure nell’ambito della variabilità individuale; il valore della dose soglia è anche funzione della distribuzione temporale della dose stessa (in caso di esposizioni protratte la soglia aumenta)

• Ilperiododilatenzaèsolitamentebreve(qualchegiornooqualchesettimana);in alcuni casi però l’insorgenza è tardiva (qualche mese, alcuni anni)

• Lagravitàdellemanifestazioniclinicheaumentaconl’aumentaredelladose

Se l’irradiazione acuta avviene al corpo intero o a larga parte di esso (irradia-zione globale), viene a determinarsi, per dosi sufficientemente elevate, la cosid-detta sindrome acuta da irradiazione. (vedi Tab. 2 alla pagina seguente)Questa sindrome è caratterizzata da tre forme cliniche:

• Sindromeemopoieticaodelmidolloosseo • Sindromegastrointestinale • Sindromeneurologica


A B C D E F G A B E D C F G

A B C D E F G A B C D C D E F G

A B C D E F G A B E F G

A B C D E F G C DA B E F GDeletion(lost)

Tipi di mutazioni cromosomiche

Translocation

Inversion

Tab. 1


Di grande importanza sono anche gli effetti deterministici immediati quando ad essere irraggiati sono i singoli organi:

a) CUTE.Se una dose elevata, la cute si arrossa (eritema). Attraverso la pratica e l’espe-rienza della terapia si possono distinguere diversi tipi di dermatite acuta da radiazioni ossia:

• Eritemasemplice • Eritemabolloso • Eritemaulceroso • Dermatitecronicaoradiodermitecronica,anchechiamata“cutedelradiologo” per contrarre la quale sono necessarie piccole dosi croniche (qualche decimo di Gy la settimana)

b) CAPELLI, BARBA, PELI.Con dosi relativamente basse si ha caduta temporanea di queste formazioni cutanee. I peli cutanei cadono dopo 15-20 giorni dall’irradiazione. La caduta della barba è causata da una dose molto elevata di radiazioni.

c) TESSUTI EMOPOIETICI.I tessuti emopoietici sono costituiti da tessuti linfatici (che producono linfociti) e dal midollo osseo rosso (che produce leucociti, eritrociti e piastrine). Linfociti,granulociti e monoliti costituiscono i leucociti o globuli bianchi; gli eri-trociti vengono anche detti globuli rossi. Globuli rossi, globuli bianchi e piastri-ne sono gli “elementi figuranti” del sangue, sospesi nel “plasma”; essi si rinno-


FORMA EMATOLOGICA

FORMA GASTROINTESTINALE

FORMA NEUROLOGICA

0.25

1

1÷2

2÷5

5÷6

6÷7

15

Sopravvivenza virtualmente certa

Soglia della sindrome ematologica (ospedalizzazione)

Sopravvivenza probabile

Sopravvivenza possibile

Sopravvivenza virtualmente possibile

Soglia della sindrome gastrointestinale

Soglia della sindrome neurologica

Sindrome acuta da irradiazione: forme cliniche ai vari livelli di dose assorbita (Gy)Tab. 2


vano di continuo, perché di continuo una loro frazione viene distrutta e rim-piazzata da nuovi arrivi dai tessuti emopoietici.Il tempo di rinnovo è diverso per gli elementi figuranti. Sia i tessuti linfatici che il midollo osseo rosso sono presenti in varie parti del corpo. Se il corpo intero viene irradiato con radiazioni penetranti compare come conseguenza sia la riduzione dei globuli bianchi (leucopenia), sia dei globuli rossi (anemia) circo-lanti nel sangue. I tessuti linfatici sono tra i più sensibili alle radiazioni: anche dopo modeste dosi al corpo intero, il numero dei linfociti si riduce temporaneamente.Il midollo osseo rosso è anch’esso molto sensibile alle radiazioni ma in modo minore rispetto ai tessuti linfatici: il numero dei granulociti diminuisce dopo irradiazioni al corpo intero, ma in un tempo successivo a quello della riduzione dei linfociti; anche il numero delle piastrine ed eritrociti diminuisce ma in un tempo ancora maggiore e per dosi più elevate.

d) SISTEMA GASTRO-INTESTINALE.Le mucose buccali e faringee sono molto sensibili alle alte dosi di radiazioni presentano fenomeni di arrossamenti,gonfiore, ulcerazione che possono essere considerati come manifestazioni cutanee. Le mucose gastro-intestinali più sen-sibili sono quelle dell’intestino tenue. Per dosi elevate e concentrate nel tempo sull’addome, gli epiteli intestinali perdono le loro proprietà regolatrici dell’as-sorbimento e dell’equilibrio idrico-salino dell’organismo, e l’individuo esposto è colpito da shock. Inoltre, come conseguenza della possibile caduta degli epi-teli intestinali viene meno la barriera contro i batteri, questi penetrano nel san-gue circolante e provocano setticemia.

e) TESTICOLI E OVAIE.I tessuti germinali sono altamente sensibili. Già con poche radiazioni ricevute in una sola volta si può osservare una riduzione del numero di spermatozoi nelle settimane seguenti all'irradiazione. Una dose più elevata può produrre sterilità temporanea nell’uomo e nella donna per uno o due anni, fino ad arri-vare alla sterilità definitiva.

f) OCChIO.La congiuntiva s'infiamma e dosi elevate possono provocare opacità della lente cristallina (cataratta) che scompare solo dopo alcuni anni dall’irradiazione.

g) SISTEMA RESPIRATORIO.I tessuti bronchiali e polmonari rispondono ad un'irradiazione con fenomeni di tipo infiammatorio-essudativo ed il polmone, a distanza di tempo, può presen-tare fenomeni di fibrosi (secrezione di un muco particolarmente spesso).

h) TIROIDE.La secrezione ormonale della ghiandola tiroidea ha una certa riduzione per esposizione a dosi molto importanti di radiazione, fino ad arrivare a cessare.



i) TESSUTO OSSEO.Il tessuto osseo è poco sensibile alle radiazioni, solo forti esposizioni possono compromettere il suo trofismo e dopo qualche mese può seguire la necrosi.

j) ENCEFALO.I tessuti encefalici sono molto sensibili, infatti con dosi molto elevate, sommini-strate una sola volta, si può avere in poche ore o al più in qualche giorno la morte dell’individuo esposto.

k) RENI.Per dosi che superano la decina di Gray possono comparire lesioni di tipo degenerativo o sclerotico. La nefrosclerosi è causa di accorciamento della vita dell’individuo irradiato.

3.4 Danni stocastici.

Il risultato è molto diverso nel caso in cui la cellula irradiata non venga uccisa, ma modificata.La riproduzione di una cellula ancora vitale, ma modificata, può dare luogo, dopo un intervallo di tempo variabile, definito periodo di latenza, alla manife-stazione di una neoplasia maligna.La probabilità d'induzione di un cancro in seguito ad irradiazione generalmen-te aumenta all’aumentare della dose, probabilmente senza soglia, in maniera grosso modo proporzionale alla dose. La gravità del cancro non dipende dalla dose.Se il danno avviene in una cellula la cui funzione è quella di trasmettere l’infor-mazione genetica alle generazioni successive, qualsiasi eventuale effetto viene espresso nella progenie dell’individuo esposto. Questo tipo d'effetto stocastico è definito “ereditario”.I danni stocastici hanno in comune le seguenti caratteristiche:

• Nonrichiedonoilsuperamentodiunadosesogliaperlalorocomparsa (ipotesi cautelativa) • Sonoacarattereprobabilistico • Sonodistribuiticasualmentenellapopolazioneesposta • Sonodimostratidallasperimentazioneradiobiologiaedall’evidenza epidemiologica (associazione causale statistica) • Lafrequenzadicomparsaèmaggioreseledosisonoelevate • Simanifestanodopoanni,taloradecenni,dall’irradiazione • Nonmostranogradualitàdimanifestazioneconladosericevuta,qualechesiala dose • Sonoindistinguibilidaitumoriindottidaaltriagenticancerogeni



Per quanto riguarda i danni stocastici, sono state proposte diverse curve teori-che dose-risposta per la cancerogenesi radioindotta. L’elaborazione della rela-zione dose-effetto è avvenuta nel corso degli anni sulla base di due fonti d'in-formazione:

• Datiottenutidallasperimentazionesuglianimali,chepuressendodinotevole interesse, solo con grande difficoltà si possono estrapolare all’uomo

• Datiottenutidall’osservazionedigruppidipopolazioneumanairradiati,costituitida: 1. dati ricavati in gruppi di persone esposte a dosi elevate ed acute, com superstiti delle esplosioni atomiche di hiroshima e Nagasaki, esposti nell’incidente di Chernobyl o pazienti sottoposti a radioterapia. 2. dati rilevati in persone esposte a dosi piccole e croniche come medici radiologi o minatori.

L’assenza d'evidenza epidemiologica alle basse dosi può essere correlata alla possibile inesistenza degli effetti radioindotti, oppure al “mascheramento” degli stessi che, pur presenti, non risultano evidenti sul piano epidemiologico, perché compresi nelle fluttuazioni statistiche dell’incidenza “naturale” o “spon-tanea” dei tumori. Pertanto la stima del rischio di un individuo di ammalarsi di tumore o di leucemia radioindotti viene abitualmente effettuata estrapolando alle basse dosi i dati delle alte dosi. Questo è abbastanza giustificato scientifica-mente.In seguito all’irradiazione è necessario considerare un periodo minimo di rispo-sta clinicamente silente (latenza), seguito da un periodo a rischio, in cui è attesa la comparsa (a livello diagnostico) dei tumori dovuti alla radiazione.

Per la leucemia e per il cancro osseo i dati epidemiologici indicano un andamento temporale con inizio dopo circa 2 anni dall’esposizione e con un picco dopo 5-8 anni, seguito da un lento decremento, fino al ritorno verso i valori dell’incidenza “naturale” entro 30 anni o meno dall’irra-diazione (fig.1).

Per i restanti tipi di tumori è stato stabilito un tempo minimo di risposta di 5 anni, seguito da un graduale e lento incremento della probabilità di comparsa fino a 10 anni e da un incremento costante, sempre in termini probabilistici, nel periodo suc-cessivo (fig.2).

Il periodo a rischio deve essere cautelati-vamente considerato esteso a tutta la comune durata della vita.


anni 2 5-8 30

fig.1

anni 5 10

fig.2


3.5 Danni genetici stocastici

Non è stato possibile sinora rilevare con metodi epidemiologici un eccesso di malattie ereditarie nella progenie di soggetti esposti alle radiazioni ionizzanti rispetto alla progenie dei soggetti non esposti.

Lo studio epidemiologico 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 due genitori era stato irra-diato e 40.000 bambini i cui genitori non erano stati irradiati. Nessuna differen-za statisticamente significativa è apparsa tra i due gruppi per quanto concerne lo sviluppo psicofisico e le malformazioni di origine genetica.Tuttavia studi sperimentali su piante ed animali indicano che danni ereditari possono di fatto insorgere. Il rischio genetico nell’uomo viene pertanto calcola-to per estrapolazione partendo dalle sperimentazioni sugli animali da laborato-rio.

3.6 Irradiazione in utero.

L’embrione ed il feto sono sensibili alle radiazioni ionizzanti e, come avviene anche nell’esposizione agli altri agenti fisici e ad agenti chimici, questa sensibi-lità è variabile in funzione dello stadio di sviluppo.

a) PRIMA DELL’IMPIANTO DELL’EMBRIONE.(nella specie umana fino al 9° giorno dalla fecondazione). Gli effetti di un'irra-diazione sono del tipo “tutto-o-nulla”. Questi effetti possono determinare infat-ti la morte dell’embrione o, in alternativa, non avere conseguenze sullo svilup-po e sulla sopravvivenza postatale che possono quindi risultare del tutto nor-mali (nello stadio di pre-impianto la morte di una o di alcune cellule, non anco-ra differenziate, può non essere grave)

b) NEL PERIODO DI MORFOGENESI.Il periodo di morfogenesi è quello compreso tra il 9°giorno e la fine del 2° mese di gravidanza, si formano gli abbozzi dei vari organi e tessuti. Nella fase di dif-ferenziazione e d'organizzazione di ciascun tessuto è presente un'elevata radio-sensibilità, e in questa fase l’irradiazione può indurrre più facilmente la com-parsa di malformazioni.

c) DURANTE LA FASE FETALE.(dall’inizio del 3° mese fino al termine della gravidanza) La frequenza e la gra-vità delle malformazioni diminuiscono, mentre risulta rilevante il rischio di uno sviluppo difettoso del sistema nervoso centrale che resta radiosensibile per buona parte di questo periodo.



L’insieme delle osservazioni sull’uomo, e precisamente i dati di Hiroshima e Nagasaki, dimostrano che la sensibilità alle radiazioni ionizzanti del cervello del feto è massima tra l’ottava e la quindicesima settimana dal concepimento. Durante questo periodo, i neuroblasti (elementi cellulari precursori dei neuro-ni) si moltiplicano in maniera esponenziale e migrano nella sede definitiva che è la corteccia cerebrale. Un'irradiazione può interferire con questi complessi meccanismi e quindi determinare un ritardo mentale. Non dovrebbe tuttavia essere apprezzabile alcun effetto sul quoziente d'intelligenza fino a dosi di 0,1 Sv.

Nel periodo compreso tra la terza settimana dal concepimento e la fine della gestazione appare probabile che l’esposizione alle radiazioni possa determinare effetti stocastici che si esprimono come aumento della probabilità di neoplasie (soprattutto leucemie) in epoca post-natale. I dati disponibili, provenienti soprattutto da studi su madri sottoposte ad esami radiodiagnostica in gravi-danza, non sono però univoci e sussistono notevoli incertezze interpretative.

Mental retardation of utero exposed children

Men

tal r

etar

dati

on

Radiation dose (Gy)

80

70

60

50

40

30

20

10

00.200 0.50 1.00 1.50

8-15 weeks of age

16-25 weeks of age


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