EFFETTI
TARDIVI DELLA RADIAZIONE
Questi effetti, che si manifestano dopo anni, talora decenni dall'irradiazione, sono a carattere probabilistico (stocastico), non richiedono il superamento di valore-soglia per comparire, hanno frequenza di comparsa piccola e non del tipo “tutto o niente” qualunque sia stata la dose. La denominazione “effetti stocastici” mette in evidenza il fatto che vanno studiati su gruppi di persone esposte, tanto più vasti quanto più piccola è la dose pro-capite e la connessa frequenza di comparsa. Gli effetti probabilistici sono rappresentati da malattie che esistono già spontaneamente tra la popolazione, essi si aggiungono ai casi spontanei e sono: leucemia e tumori maligni dei quali parleremo più avanti.
Questi effetti sono stati osservati sull'uomo dopo esposizione al corpo intero a qualche decimo di Gy o dopo esposizione di parte corporee a qualche Gy, ricevuti in una sola volta o più volte, ma per lo più entro un tempo relativamente breve (qualche settimana). Le leucemie sono un effetto probabilistico tardivo molto studiato e compaiono tra i 3 e i 15 anni dopo l'irradiazione. Altri forme tumorali maligne (carcinoma mammari, cutanei, polmonari e tiroidei, sarcomi ossei) compaiono tra i dieci e i trent'anni dall'irradiazioni e sono anch'essi effetti stocastici delle radiazioni.
Le caratteristiche fondamentali degli effetti tardivi sono:
A. Linearità della relazione dose-effetto alle piccole dosi. La probabilità di eventi dannosi sull'individuo o la frequenza di eventi dannosi sulla popolazione esposta sono direttamente proporzionali alla dose individuale o rispettivamente alla dose media ricevuta pro-capite. Questa ipotesi spinge a ridurre ogni dose anche sotto i valori massimi ammissibili.
B. Mancanza di una dose soglia. Per piccole dosi vi è una probabilità minima di effetti probabilistici sulle persone esposte. Questa ipotesi fa sì che non si possa pensare ad una dose senza rischio. Anche dosi piccolissime presentano un rischio non rigorosamente nullo.
C. Mancanza di azione sinergica tra esposizione di varie parti ed organi corporei. La reazione alla radiazione di una parte del corpo non è influenzata, in modo determinante, da irradiazioni di altre parti del corpo. Pertanto il rischio di effetti tardivi, connesso con l'irradiazione del corpo intero, è la somma dei rischi dovuti all'irradiazione dei suoi organi e tessuti costitutivi.
D. Irrilevanza della distribuzione temporale della dose somministrata. Una dose comporta una determinata probabilità di effetto, sia che venga somministrata in una sola volta, sia che venga suddivisa in più volte. Su questa caratteristica ci sono teorie contrastanti, pertanto sono necessarie altre verifiche epidemiologiche e una nuova sperimentazione.
E. Irrilevanza della distribuzione spaziale a livello macroscopico della dose somministrata.
Per il rischio-probabilità di effetti tardivi è rilevante la dose media all'organo e non la distribuzione della dose ricevuta zona per zona negli organi sensibili. La suddetta ipotesi è praticabile per dosi locali fino ad alcuni Gy. Per esempio, se l'intero midollo osseo è colpito da una dose piccola oppure se 1/5 del midollo è colpito da una dose 5 volte maggiore, la probabilità degli effetti probabilistici (leucemia) non cambia.
Tra gli effetti tardivi, quello che spicca per gravità e frequenza è il tumore. Per capire precisamente quali origini abbia questa malattia, che è la causa più comune di morte in Italia e non solo, dobbiamo partire dal considerare il ciclo cellulare. E’ stato dimostrato, infatti, che la divisione cellulare (la fase M detta anche mitosi) non può avvenire per ogni cellula infinite volte. Dopo 50 fasi M, la cellula va in apoptosi ovvero si contrae il citoplasma, il nucleo e degenerano i cromosomi. Quindi appare evidente che, normalmente, il ciclo venga controllato da alcuni fattori di regolazione del ciclo cellulare che possiamo dividere in interni ed esterni:
- Interni. MPF: L’MPF è uina proteina che regola la spiralizzazione dei cromosomi (iportante fase della mitosi). Essa è soggetta ad opera regolatrice delle informazioni genetiche contenute nel nucleo. Con l’ingegneria genetica si è riusciti a produrre MPF, in quanto si è riusciti ad individuare il gene che si occupa della sua sintesi.
- Esterni. Inibizione da contatto: quando delle cellule che stanno effettuando la mitosi si toccano, l’azione mitotica cessa. Fattori di crescita: sono delle proteine rilasciate da altre cellule (che possono essere vicine o lontane) che formano un tutt’uno con dei recettori situati sulla membrana cellulare delle cellule che si devono dividere: quando questo accade avviene la duplicazione semiconservativa del DNA (fase S). Se i fattori di crescita sono prodotte da cellule lontane a quelle bersaglio, essi viaggiano attraverso il circolo sanguigno.
Focalizziamo la nostra attenzione, ora, sui fattori di crescita. Queste proteine, in quanto tali, sono sintetizzate durante la sintesi proteica grazie alle informazioni provenienti dal DNA e, precisamente, da uno o più geni strutturali. Questi sono costituiti da una porzione di DNA e, quindi, da una serie di nucleotidi. Le radiazioni ionizzanti, possono far incorrere errori nella duplicazione del DNA e, quindi, possono dar luogo a geni mutati. Questi sono del tutto simili, il linea di principio, a quelli mutati artificialmente dai biologi tramite le tecniche di Ingegneria Genetica. Solo che, in questo caso, le mutazioni sono assolutamente casuali: possono colpire qualsiasi gene strutturale e possono avere diverse conseguenze. Potranno essere, infatti: neutre, vantaggiose e svantaggiose; potranno essere: cromosomiche o geniche (di sostituzione di una coppia di basi azotate con un’altra, di inserzione di una o più coppie di basi, di delezione cioè di una cancellazione di una o più basi, di riordinamento dovuto ad una inversione nell’ordine delle basi come un capovolgimento); potranno essere, inoltre: somatiche se interessano le cellule somatiche (e quindi solo l’organismo che ne è portatore), germinali se interessano le cellule sessuali (possono essere ereditate alla prole –
I geni strutturali dei fattori di crescita sono detti protoncogeni (negli esseri umani sono circa 100 a persona). Essi, per effetto delle radiazioni, possono incorrere in una o più di una delle mutazioni sopraelencate (sostituzione, inserzione, delezione e/o riordinamento). Il risultato di questa mutazione sarà un gene strutturale simile al protoncogene, ma non uguale. E’ opportuno precisare che non solo le radiazioni ionizzanti possono far mutare un gene. Gli agenti mutageni sono diversi e, fra questi ricordiamo alcune sostanze contenute nei fertilizzanti, nei diserbanti, nei coloranti, e nel fumo di sigaretta. Qualunque sia la causa della mutazione, il gene che deriva dal protoncogene può avere delle particolari caratteristiche e, per queste, essere chiamato oncogene. Queste particolari caratteristiche fanno sì che la proteina che ne deriva, simile al fattore di crescita iniziale, presenti dei difetti dagli effetti disastrosi. Ad esempio, può avvenire che il fattore di crescita mutato, ordini una stimolazione alla divisione incontrollata delle cellule vicine. Queste cellule, che tendono a moltiplicarsi in continuazione sono dette cellule tumorali e si contraddistinguono per particolari caratteristiche:
- hanno una forma globulare (non sono appiattite);
- sono indifferenziate (come le cellule embrionali);
- non muoiono, ovvero per loro non avviene l’apoptosi.
Cellule cancerose. Le cellule cancerose sono degenerazioni di cellule tissutali, profondamente diverse da quelle da cui derivano, che si moltiplicano a formare voluminose masse tumorali. Qui fotografato, un teratoma ovarico.
Un’insieme di cellule tumorali è alla base di un tumore. Il tumore può essere di due tipi, benigno o maligno:
- Benigno: provoca l’accrescimento illimitato di cellule appartenenti ad un solo organo;
- Maligno (detto anche cancro soprattutto se alla pelle): le cellule in riproduzione si disperdono attraverso il torrente circolatorio ed attaccano altri organi formando metastasi (cellule tumorali distaccate).
I tumori benigni e le cisti, racchiusi da un rivestimento di tessuto senza apertura, di solito non provocano conseguenze negative; al massimo, possono notevolmente ingrossarsi e quindi esercitare una pressione sugli organi o sui nervi vicini. I tumori benigni possono, però, degenerare e diventare maligni, per cui spesso vengono asportati a scopo precauzionale.
I tumori maligni non sono né contagiosi né ereditari. Al massimo, ma neppure questo è sicuro, si può ereditare la predisposizione ad ammalarsi di tumore maligno. Un cancro può prodursi in quasi tutte le parti del corpo, compreso il sangue (leucemia). Si parla di carcinoma quando il tumore ha origine nella pelle, nelle membrane mucose e nelle ghiandole, di sarcoma quando ha origine nei tessuti connettivi, come l’osso o il muscolo.
Cancro: sviluppo e diffusione. Il cancro ai polmoni sopravviene quando le cellule del tessuto
epiteliale che riveste le vie aeree iniziano a riprodursi in modo incontrollato.
In questo modo formano una massa tumorale solida, detta carcinoma, che può
invadere i tessuti circostanti. Se le cellule tumorali riescono a penetrare nei
vasi sanguigni e linfatici, possono essere trasportate in tutto il resto del
corpo, dando origine a nuovi tumori. Queste formazioni (metastasi) costituiscono
la caratteristica più pericolosa e meno controllabile del cancro.
Vi
sono vari sintomi che possono indicare la presenza di un tumore maligno. I
possibili campanelli d’allarme sono sette e, visto che non sarà mai
abbastanza l’informazione fatta su questi temi così importanti, si ritiene
opportuno riportarli anche in questa sede, consigliando di segnarli
immediatamente al proprio medico qualora se ne verifichi l’insorgenza:
1.
nodulo
o rigonfiamento, nella donna specie al seno;
2. persistente
difficoltà di digestione e perdita di appetito;
3.
nella
donna, insolita perdita di sangue o di secrezioni dalla vagina o dal capezzolo;
4.
perdita
di peso inesplicabile ed improvvisa;
5.
persistente
raucedine e difficoltà nella deglutizione;
6.
sangue
nelle feci o persistente stitichezza o diarrea;
7.
ferite
che non si rimarginano.
La
ricerca contro il cancro ha fatto e sta facendo passi da gigante ma ancora non
esistono terapie complete, sempre efficaci e senza controindicazioni.
I mezzi tradizionali per il
trattamento del cancro sono l’intervento chirurgico, la radioterapia e la
chemioterapia:
Radioterapia. Un paziente si sottopone a un'applicazione di radioterapia per
la cura di un cancro spinale. Questo tipo di trattamento consiste nella
distruzione dei tessuti cancerosi per mezzo di raggi gamma emessi da una
sorgente di cobalto 60 e indirizzati nel punto esatto da un apposito dispositivo
laser.
Vi sono tuttavia nuove cure, diverse da quelle
tradizionali ma ancora da perfezionare.
Molti
tipi di cancro derivanti da tessuti la cui fisiologia dipende dall'azione di
ormoni, come prostata, mammelle, endometrio (rivestimento interno dell'utero) e
tiroide, rispondono al trattamento ormonale, che consiste nella
somministrazione di vari ormoni con azione inibente sulla crescita tumorale. In
particolare, sembra che l'assunzione di ormoni femminili possa costituire una
terapia per il cancro della prostata, e di ormoni maschili o femminili per
quello della mammella.
Attualmente
si stanno profilando nuovi e promettenti approcci alla terapia del cancro. La
ricerca si sta occupando di antigeni tumorali specifici, contro i quali è
possibile attivare degli anticorpi. Questi anticorpi antitumorali
potrebbero essere usati per trattare il cancro sia direttamente che in
combinazione con un chemioterapico, in quanto l'anticorpo potrebbe identificare
la cellula maligna e attaccarvisi, portando così il farmaco direttamente sul
bersaglio.
Un
altro settore di ricerca in espansione è quello della terapia genica,
che impiega vari metodi per introdurre materiale genetico nel tessuto canceroso
e per renderlo, così, più facilmente riconoscibile da parte del sistema
immunitario.
Sono
in corso studi sullo sviluppo di vaccini, basati sull'asportazione di
cellule dal paziente e sul loro trattamento in laboratorio, in modo che
secernano una proteina in grado di stimolare il sistema immunitario.
Una teoria che, si spera, possa
rivoluzionare presto il panorama delle terapie antitumorali è quella dell’Anti-Angiogenesi
di Folkman.
L’angiogenesi è il
processo biologico che porta alla formazione di nuovi vasi grazie alla
proliferazione delle cellule endoteliali. Essa risulta di fondamentale
importanza durante lo sviluppo embrionale e la crescita di un individuo.
Nell’adulto, in condizioni normali il sistema microvascolare è quiescente e
può tuttavia essere rapidamente attivato per brevi periodi in risposta a
determinate esigenze dell’organismo. L’angiogenesi più intensa e
significativa è quella che riguarda la neovascolarizzazione tumorale, dal
momento che essa è di fondamentale importanza per la sopravvivenza stessa della
massa tumorale e per la sua attività metastatica. Nel 1984 Folkman (lo
scienziato al quale si devono gli studi più significativi nel campo dell’angiogenesi)
scriveva: "Una volta che il tumore si è sviluppato, ogni aumento della
popolazione cellulare tumorale può essere preceduta da un incremento nel numero
di nuovi capillari che si dirigono verso il tumore". Quest’espressione
riassume perfettamente la diretta dipendenza della crescita tumorale e dall’angiogenesi.
L’angiogenesi è inoltre necessaria sia all’inizio che alla fine dello
sviluppo di una metastasi. Infatti, nel tumore primario durante il processo di
formazione della nuova rete vascolare, le pareti delle neovenule risultano
altamente permeabili, il che facilita il passaggio in circolo di cellule
metastatiche. Una efficace attività angiogenica è, poi indispensabile a
livello del focolaio metastatico la cui crescita si arresterebbe ad un volume
massimo di 2 mm, dal momento che la massima distanza tra una cellula tumorale ed
il letto capillare neoformato può essere di 150/200 µm, distanza che permette
ancora la diffusione dell’ossigeno. Sebbene un’aumentata produzione di
fattori angiogenici sia necessaria, essa non è tuttavia sufficiente a far
acquisire al tumore un fenotipo angiogenico. Contemporaneamente, infatti, si
deve avere una diminuzione dei fattori che modulano negativamente la sintesi di
nuovi vasi.
Le nuove ricerche mirano a sintetizzare molecole antiangiogeniche in grado, cioè, di poter bloccare la vascolarizzazione dei tumori ed inibirne, così, l’accrescimento. Recentemente è stato caratterizzato un nuovo fattore antiangiogenico, l’angiostatina, inibitore specifico della proliferazione delle cellule endoteliali, che si accumula in circolo in presenza di un tumore primario e scompare quando il tumore è rimosso. Si spera che nei prossimi anni, una chemioterapia antiangiogenica possa portare, finalmente, alla sconfitta della maggior parte dei tumori e ad una drastica riduzione dei forti effetti collaterali che, fino ad oggi, hanno caratterizzato la chemioterapia classica.