Radiazioni Ionizzanti e Tumori: Quali sono i Rischi?

Introduzione

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Le radiazioni ionizzanti sono un fattore di rischio riconosciuto per l'insorgenza dei tumori.

Esse, infatti, sono in grado di alterare il DNA racchiuso all'interno delle cellule e innescare quei processi, chiamati mutazioni, che sono alla base dello sviluppo dei tumori.

Le radiazioni ionizzanti sono dannose per qualsiasi organo del corpo umano, anche se non in misura uguale per tutti: il midollo osseo e la tiroide sono in assoluto gli organi più suscettibili e quelli che sono più a rischio di tumore.

Ne consegue che le neoplasie più spesso osservate nelle persone esposte alle radiazioni ionizzanti sono i tumori del sangue (leucemie, linfomi ecc.) e il cancro della tiroide.

Come si vedrà in questo articolo, il rischio di tumore connesso alle radiazioni ionizzanti dipende da numerosi fattori, tra cui la dose di esposizione e la durata, il tipo di radiazione ionizzante, la vicinanza alla sorgente radioattiva, le aree del corpo irradiate e l'età del soggetto esposto.

Radiazioni Ionizzanti

Cosa sono le Radiazioni Ionizzanti?

Qualsiasi forma di energia emessa da una fonte prende il nome di radiazione.
Tanto per citare alcuni esempi quotidiani, sono radiazioni il calore sviluppato da un forno da cucina, le onde prodotte da un forno a microonde, le onde radio, i raggi X impiegati per una normale radiografia del torace.

Le radiazioni ionizzanti rappresentano una tipologia specifica di radiazioni: sono le radiazioni ad alta energia.

Questa caratteristica – l'alta energia – conferisce loro la capacità di interagire con la struttura atomica della materia, rimuovendo elettroni che orbitano attorno al nucleo e conferendo all'atomo una carica elettrica.

La materia è un'entità molecolare neutra; con la rimozione di un elettrone orbitale, questa assume una carica elettrica, processo che prende il nome di ionizzazione.
Le radiazioni ionizzanti devono il loro nome proprio alla loro capacità di ionizzare la materia tramite la rimozione di un elettrone orbitale.

Nel concetto di materia ionizzabile sono inclusi anche i tessuti e gli organi del corpo umano; questo è molto importante quando si parlerà di radiazioni ionizzanti come fattori cancerogeni, cioè che favoriscono lo sviluppo di tumori.

Quali sono le Radiazioni Ionizzanti?

Sono radiazioni ionizzanti i raggi X, i raggi gamma, le particelle alfa, le particelle beta e una limitata porzione di raggi ultravioletti (nello specifico, quelli con lunghezza d'onda vicina ai raggi X, come i raggi provenienti dal sole per esempio).

Come si diffondono le Radiazioni Ionizzanti?

Le radiazioni ionizzanti possono diffondere sotto forma di onde elettromagnetiche (raggi X e raggi gamma) o di particelle subatomiche (particelle alfa e particelle beta).

La modalità di propagazione dipende sostanzialmente da due caratteristiche: la lunghezza d'onda e la frequenza d'onda.

Le radiazioni ad alta energia, come quelle ionizzanti, possiedono una bassa lunghezza d'onda e un'alta frequenza; viceversa, quelle a bassa energia possiedono un'elevata lunghezza d'onda e una bassa frequenza.

Tumori da Radiazioni Ionizzanti

Questa sezione tocca il tema centrale di questo articolo: i tumori che possono derivare da un'esposizione alle radiazioni ionizzanti.

Gli studi relativi alle conseguenze delle bombe nucleari su Hiroshima e Nagasaki (1945) e del disastro alla centrale nucleare di Chernobyl (1986) hanno permesso di concludere che le radiazioni ionizzanti (in questo caso dette anche radiazioni nucleari) sono fattori di rischio per qualsiasi tipo di tumore.

Tuttavia, sono doverose alcune precisazioni:

• Gli organi più suscettibili sono il midollo osseo e la tiroide.
  Ciò implica che la sensibilità del corpo umano alle radiazioni ionizzanti varia da organo a organo, con alcuni di questi più vulnerabili di altri.

• I tumori del sangue e il cancro alla tiroide sono le neoplasie maggiormente osservate nelle persone esposte a radiazioni ionizzanti.
  Questa è una conseguenza di quanto detto in precedenza: midollo osseo e tiroide sono gli organi più vulnerabili.

• Nelle persone esposte a radiazioni ionizzanti, i tumori del sangue possono comparire in poco tempo (si è nell'ordine di mesi o pochi anni); l'insorgenza del cancro della tiroide e dei tumori solidi in generale, invece, avviene di norma nel giro di alcuni decenni.

• Il rischio di sviluppare un tumore aumenta al crescere della dose di esposizione.
  Detto in altre parole, più la dose di esposizione è elevata e maggiore è il rischio di ammalarsi di tumore.

• Altri fattori che aumentano il rischio di tumori connesso alle radiazioni ionizzanti sono:
  • Durata dell'esposizione: un'esposizione più lunga nel tempo crea più danni; pertanto, il rischio aumenta;
  • Età dell'individuo esposto: il rischio è maggiore per i bambini e i giovani in generale, poiché hanno molto tempo davanti a loro per sviluppare neoplasie.
    Vale la pena ricordare che anche il feto è in pericolo ed è ad alto rischio di tumori una volta venuto al Mondo;
  • Distanza dalla fonte: più si è vicini alla sorgente radioattiva e più il rischio di sviluppare il cancro aumenta.
    Le vittime dei bombardamenti nucleari o del malfunzionamento delle centrali nucleari ne sono la dimostrazione.
  • Tipo di radiazione;
  • Aree del corpo irradiate.

Tumori del Sangue

L'esposizione alle radiazioni ionizzanti favorisce la comparsa di tumori del sangue quali leucemie, linfomi e mieloma multiplo.

Leucemie

Le leucemie sono tumori che colpiscono le cellule staminali emopoietiche prodotte dal midollo osseo.

Le cellule staminali emopoietiche sono quelle cellule immature destinate a differenziarsi in globuli rossi, globuli bianchi e piastrine.

Nelle persone affette da leucemia, si assiste a una proliferazione incontrollata delle cellule staminali emopoietiche, il cui effetto successivo è quello di interferire con la crescita e lo sviluppo delle normali cellule del sangue.

Le leucemie sono comunemente distinte in acute o croniche, in base alla velocità di progressione della malattia, e in mieloidi o linfoidi/linfoblastiche, a seconda che la malattia si sviluppi a partire rispettivamente dalle cellule progenitrici di globuli rossi e piastrine o da quelle progenitrici dei globuli bianchi.

Assieme al cancro della tiroide, le leucemie sono le neoplasie maggiormente riscontrate nelle persone reduci da importanti esposizioni alle radiazioni ionizzanti; in particolare, si segnala la leucemia mieloide acuta, seguita dalla leucemia linfoblastica acuta.  

Linfomi

I linfomi sono tumori che traggono origine nel sistema linfatico, ossia quell'insieme di cellule e tessuti che si occupano di difendere l'organismo dagli agenti esterni e dalle malattie, e di garantire una corretta circolazione dei fluidi nell'organismo.

I linfomi sono neoplasie che si caratterizzano per un comportamento anomalo di linfociti B, linfociti T e loro progenitori, e che possono svilupparsi in diversi organi, tra cui linfonodi, milza, ma anche cute, stomaco e sistema nervoso.

I linfonodi sono comunemente distinti in Hodgkin e non-Hodgkin.

L'esposizione alle radiazioni ionizzanti favorisce in particolar modo l'insorgenza di linfomi non-Hodgkin.

Mieloma multiplo

Il mieloma multiplo è un tumore che colpisce specificatamente le plasmacellule, ossia le cellule che derivano dai linfociti B e che si occupano di produrre gli anticorpi.

L'associazione tra esposizione alle radiazioni ionizzanti e mieloma multipla è concreta, ma non importante quanto quella con le leucemie.

Tumori Solidi

Per quanto concerne i tumori solidi, studi relativi alle conseguenze delle bombe atomiche sganciate su Hiroshima e Nagasaki hanno evidenziato un aumento dell'incidenza di tumori a:

• Tiroide
• Vescica
• Seno
• Polmone
• Ovaie
• Colon
• Esofago
• Stomaco
• Fegato
• Pelle

Tumore della Tiroide

La tiroide è una ghiandola che necessita di iodio per funzionare correttamente (lo iodio serve per una sintesi corretta degli ormoni tiroidei).
Le principali fonti di iodio sono i cibi; tuttavia, questo oligoelemento si trova anche nell'aria.

L'utilizzo di un'arma nucleare o il malfunzionamento di una centrale elettrica nucleare sono eventi che rilasciano nell'aria anche iodio radioattivo.

Nelle persone esposte, lo iodio radioattivo può concentrarsi nella tiroide al posto del iodio normale e favorire i processi cancerogeni.

Questo spiega perché in simili circostanze si ricorra alla somministrazione profilattica di compresse allo ioduro di potassio, allo scopo di saturare la tiroide e impedirle di acquisire dall'aria lo iodio radioattivo.

Sindrome Acuta da Radiazioni: Cos’è?

I tumori non sono le uniche conseguenze dannose per la salute provocate dalle radiazioni ionizzanti.

Le persone esposte ad alte dosi di radiazioni nucleari, infatti, sviluppano nel breve periodo una condizione molto grave, denominata sindrome acuta da radiazioni, che si caratterizza per danni a midollo osseo, mucose intestinali e sistema nervoso, e si manifesta con:

• Nausea e vomito
• Mal di testa
• Diarrea
• Perdita di appetito
• Affaticamento
• Perdita di capelli e peli del corpo
• Eritemi e necrosi cutanea
• Febbre
• Tendenza alle infezioni
• Emorragie interne
• Sterilità
• Convulsioni
• Coma
• Morte

Hanno sviluppato la sindrome acuta da radiazioni i primi soccorritori intervenuti durante gli avvenimenti di Chernobyl e le persone coinvolte nelle esplosioni atomiche di Hiroshima e Nagasaki.

Come causano i Tumori

Quali sono gli Effetti delle Radiazioni Ionizzanti?

Il DNA custodito nel nucleo cellulare contiene tutte le informazioni per il corretto funzionamento dell'organismo.

Perché funzioni al meglio, è fondamentale che la sua struttura sia integra e rimanga tale.

Non a caso, la natura ha fatto sì che la cellula umana elaborasse dei sistemi biologici finalizzati all'autoriparazione di eventuali danni occorsi alla struttura del DNA.

Venendo alle radiazioni ionizzanti, queste riescono ad alterare il DNA delle cellule umane.

Più nello specifico, sono in grado di rompere i filamenti di DNA e indurre cambiamenti nella sua struttura, modificando di fatto le informazioni in esso contenute.

Inoltre, possono anche deteriorare l'ambiente cellulare (livelli di acqua dentro e fuori le cellule) e indurre la formazione di radicali liberi, composti reattivi che possono danneggiare ulteriormente le cellule coinvolte.

In simili frangenti, la cellula dell'organismo umano può rispondere in tre modi differenti:

• Morire;
• Riparare efficacemente l'alterazione;
• Non riuscire a riparare correttamente l'alterazione e sviluppare le cosiddette mutazioni del DNA.

I tumori sono una conseguenza di quest'ultima risposta: com'è noto da tempo, infatti, le neoplasie altro non sono che la conseguenza di un accumulo di mutazioni a carico del DNA, avvenute nel corso della vita (questo spiega perché i tumori siano patologie che riguardano più frequentemente le persone di età medio-avanzata).

Dose di Esposizione e Tumori

A dosi molto elevate, le radiazioni ionizzanti sono responsabili di effetti definiti deterministici, ossia che si verificheranno sicuramente.
La conseguenza di questi effetti è la già descritta sindrome acuta da radiazioni.

A dosi più basse, invece, sono all'origine di effetti definiti stocastici, cioè che non si verificheranno con assoluta certezza.
La probabilità di osservare tali effetti dipende dalla dose e dalla durata di esposizione (o dal numero di volte).
Non è noto se esiste una soglia minima sotto la quale non si abbiano conseguenze dannose.
Gli effetti stocastici più frequenti sono i tumori.

Fonti di Esposizione

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A conclusione di questo articolo, si riportano brevemente le possibili fonti di radiazioni ionizzanti.

Fondo Naturale di Radiazione

In primo luogo, si segnala il cosiddetto fondo naturale di radiazione. Si tratta delle radiazioni provenienti dall'ambiente circostante, nello specifico i raggi cosmici e le radiazioni emesse dal suolo terrestre.
I raggi cosmici sono le radiazioni che provengono dallo spazio, emesse dal sole e dalle altre stelle.
Le radiazioni emesse dalla Terra, invece, sono le radiazioni prodotte dagli elementi radioattivi presenti nel suolo; tra questi, il più diffuso e di maggior rilievo è il radon.
Il fondo naturale di radiazione non si caratterizza per alte dosi di radiazione, ma è costante.

Fonti Umane di Radiazioni Ionizzanti

Ci sono poi le sorgenti di origine umana, che comprendono fonti con scopi medici e fonti con scopi non medici.

Le fonti con scopi medici sono le metodiche di diagnostica per immagini (raggi X e soprattutto TAC), la radioterapia (per esempio per la cura dei tumori) e le tecniche di medicina nucleare (es: PET, scintigrafia ecc.).

Le fonti con scopi non medici, invece, sono le centrali nucleari e le armi nucleari.

Le centrali nucleari sono impianti attentamente monitorati e controllati, che disperdono nell'ambiente bassissime quantità di radiazioni ionizzanti; possono diventare estremamente problematiche, però, in caso di malfunzionamenti o incidenti, come avvenne nel 1986 a Chernobyl, in Ucraina, e nel 2011 a Fukushima, in Giappone.

Infine, le armi nucleari: sono risorse belliche che causano vittime nell'immediato, per effetto della deflagrazione degli stessi ordigni, e nel breve-lungo termine, a causa della sindrome acuta da radiazioni e dei tumori.