Radiazioni ionizzanti ed effetti sulla salute: le radiazioni posso essere utilizzate per curare?

Si definisce radiazione ionizzante un qualsiasi tipo di radiazione capace di produrre, per via diretta o indiretta, la ionizzazione degli atomi o delle molecole del mezzo attraversato. Le radiazioni si diffondono sotto forma di onde elettromagnetiche ad alta energia (raggi X e raggi gamma: transazioni energetiche dovute al passaggio da livelli energetici quantizzati esterni a livelli energetici liberi più interni. La differenza è che questo salto di livello nel primo caso viene fatto dagli elettroni e nel secondo  caso dai protoni o dai neutroni.) o di particelle (particelle alfa, nucleo di elio-4 (4He), costituito da due protoni e da due neutroni; particelle beta, elettroni energetici che vengono emessi dal nucleo e neutroni, particelle subatomiche compongono il nucleo di un atomo insieme ai protoni).

La ionizzazione modifica la chimica degli atomi interessati e di qualsiasi molecola che li contiene. Le radiazioni interagiscono con la struttura atomica della materia attraversata strappando elettroni che orbitano intorno al nucleo nel livello energetico più esterno, conferendo così all’atomo una carica elettrica. Nel momento in cui le radiazioni attraversano un tessuto biologico, le modifiche molecolari appena descritte comportano nell’ambiente altamente ordinato di una cellula, la distruzione o il danno della cellula stessa, compromettendone il DNA.

Nel nucleo cellulare è contenuto il DNA ossia il libretto delle istruzioni per il corretto funzionamento della cellula stessa. Ogni volta che una cellula si duplica è essenziale che il patrimonio genetico sia trasferito senza errori dalla cellula madre alle cellula figlia. Per tanto ogni cellula possiede dei sofisticati meccanismi di riparazione per salvaguardare l’integrità e la struttura del DNA. Tali meccanismi permettono di riparare rotture che possono incorrere nella doppia elica del DNA durante la duplicazione cellulare. Queste rotture possono essere di due tipi:

1. Single strand break (SSB) sono le lesioni più comuni che sorgono nelle cellule, ossia rotture di un singolo filamento della doppia elica del DNA. La loro riparazione è un processo rapido ed efficiente.

2. Double strand break (DSB) sono lesioni particolari e pericolose, consistono nella rottura di entrambi i filamenti della doppia elica del DNA. Questo tipo di danno è più difficile da riparare spesso la cellula non riesce a farlo e incorre alla apoptosi: morte cellulare.

Quotidianamente siamo esposti a radiazioni provenienti dal cosmo e dal suolo: “fondo naturale di radiazione”. La fonte principale sono i raggi cosmici, ovvero particelle radiative derivanti dallo spazio le quali vengono in parte bloccate dall’atmosfera terrestre. Nel suolo sono presenti diversi elementi radiativi che si possono disperdere nell’ambiente. Piccole quantità di queste radiazioni possono raggiungere gli esseri umani attraverso l’aria, il cibo e l’acqua. Il radon, un gas radioattivo inodore e incolore derivante dal decadimento dell’elemento chimico radio, rappresenta la fonte principale di radiazione terrestre. Il radon si trova in particolari terreni e rocce, ma può insinuarsi negli edifici e negli ambienti chiusi e raggiungere concentrazioni tali da rappresentare un rischio, specie per le persone che trascorrono molto tempo al piano più basso e poco areato, dove tende ad accumularsi.

Altre fonti di radiazioni sono quelle prodotte dall’uomo sia per scopi medici che scopi non medici. Quest’ultime prevedono le armi nucleari e le centrali nucleari.

In ambito medico le radiazioni ionizzanti vengono utilizzate sia a scopo diagnostico che terapeutico. Numerosi macchinari sfruttano l’interazione delle radiazioni con la materia per poter ottenere un’immagine medica che consente di guardare all’interno del corpo umano e pertanto di riscontrare eventuali anomalie sull’anatomia del paziente. I più conosciuti ed utilizzati sono i raggi X i quali interagendo con il paziente perdono energia e proprio a partire da questa perdita è possibile ricostruire un’immagine del tessuto attraversato. Questa perdita però allo stesso tempo è dannosa per il paziente in quanto potrebbe causare un SSB. Altri esempi di apparecchi diagnostici che sfruttano le radiazioni ionizzanti sono la PET, la TAC, la SPECT, la tomografia e la mammografia.

Se questi esami diagnostici sono dannosi perché farli? Come diceva Machiavelli “il fine giustifica i mezzi”. Per tanto anche se dannosi sono indispensabili per la diagnosi di determinate patologie.

Un ulteriore utilizzo delle radiazioni ionizzanti in ambito medico è la radioterapia il cui scopo è quello di colpire, attraverso le radiazioni, esclusivamente le cellule tumorali preservando il più possibile quelle sane. Gli scopi principali della radioterapia sono: curativo, distruggere tutte le cellule tumorali impedendone la crescita e riproduzione; profilattico, dopo un intervento chirurgico per evitare che ulteriori focolai possano ricrescere nel tessuto coinvolto; palliativo, alleviare i sintomi del paziente dovuti alla malattia.  Recentemente la ricerca si sta evolvendo verso nuovi tipi di radioterapia come l’adronterapia che permettano di inattivare in maniera mirata la cellula tumorale salvaguardando i tessuti sani.

In definitiva è bene essere consapevoli del fatto che siamo quotidianamente esposti a radiazioni presenti in natura ma la quantità è così bassa che l’organismo umano riesce a riparare i danni da essi causati. Mentre le radiazioni sfruttate in ambito medico riescono a diagnosticare malattie, curare o migliorare le condizioni di vita di pazienti con tumori non trattabili chirurgicamente o con chemioterapia.

Di Barbara Marcaccio