Gli effetti biologici delle radiazioni

Effetti biologici dell'esposizione a fonti radioattive.

L'esposizione a radiazioni può provacare modifiche biochimiche e fisiologiche dell'organismo più o meno gravi che sono correlate alla quantità di radiazioni assorbite ed alla loro intensità. Modeste attività radioattive, come quelle normalmente presenti nella biosfera, generalmente non comportano problemi né per l'organismo animale né, di riflesso, per la salute dell'uomo in quanto dei complessi sistemi di "assorbimento" e di neutralizzazione delle radiazioni sono capaci di fronteggiare autonomamente il pericolo. Ma quando i livelli aumentano istantaneamente, come nei casi di rottura del sistema di contenimento delle centrali atomiche, o comunque quando l'aumento delle radiazioni è sensibile ma prolungato nel tempo i sistemi di difesa stentano a combattere i danni prodotti dalla radioattività. Comprendere i meccanismi attraverso i quali vengono procurati danni biologici immediatamente dopo l'esposizione ad una fonte radioattiva è una attività che necessità la comprensione di fenomeni chimici, fisici e biologici.

Danni diretti e danni indiretti.

Il principale elemento ad essere danneggiato dalle radiazioni è la cromatina. Questa, infatti, può essere danneggiata direttamente dalla forza della radiazione con modalità differenti che vengono definite con il termine di aberrazione cromosomiche. Questo modifiche possono comportare:

• Sostituzione di basi lungo la catena di DNA.
  
• Delezione di coppie di basi o di segmenti genici.
• Spostamento di coppie di basi o di segmenti genici.

I danni indiretti, invece, non riguardano in prima istanza la cromatina ma altre molecole di interesse biologico che diventano radicali e la attaccano, provocando le stesse modifiche sopra elencate. In particolare l'acqua, se sottoposta a forti campi radioattivi, forma radicali che attaccano la doppia elica danneggiandola. Il solvente acquoso è da un lato più adatto alla formazione di radicali e dall'altro quello maggiormente presente nell'organismo animale superiore per cui la sua rottura radicalica lo pone come concausa, e non come causa secondaria, ai danni al DNA. Se però ci riferiamo esclusivamente alla cromatina, che è addensata e povera del solvente acquoso, allora i danni diretti sono i maggiori responsabili delle aberrazioni.

Gli effetti "a lungo termine".

Se la dose assorbità è elevata l'organismo non sopravvive per più di due settimane. Le cellule, infatti, sono gravemente compromesse e non possono né ripararsi né riprodursi e coadiuvano la fase patologica deterministica relativa all'assorbimento di radiazioni. I sintomi "istantanei" dell'esposizione a fonti radioattive sono classificabili in disordini dell'apparato digerente dovuti perlopiù alla distruzione delle mucose gastrointestinali e dalla compromessa funzionalità epatico-biliare. Altri effetti deterministici coinvolgono le cellule sanguigne che, se il midollo è danneggiato, non possono riprodursi né ripararsi. Il tessuto cerebrale è di norma resistente alle radiazioni ma ciò non toglie che eventuali fonti virulente possono danneggiare i meccanismi di trasporto dell'informazione elettrica o del metabolismo del glucosio.

Gli effetti stocastici, invece, si verificano quando la dose assorbita non è letale ma determina comunque una modificazione della cellula che, sebbene nella forma aberrata, è capace di dividersi. Questa peculiarità della cellula può scatenare un tumore maligno che, in base alla sua localizzazione, può portare ulteriori patologie più o meno gravi. Se la cellula coinvolta è di tipo staminale-proliferativa, come potrebbe essere lo spermatogonio o l'ovogonio, allora la possibilità che si sviluppi un tumore maligno è relativamente bassa ma la presenza di forme modificate delle cellule staminali determina infertilità, difficoltà di procreare o possibile sviluppo di embrioni portatori di anomalie genetiche.