Gli effetti delle radiazioni sull’ organismo
La risposta molecolare delle cellule
Andrea Santini
Non Ionizzanti
Ionizzanti
causate da campi elettrici e magnetici
Corpuscolate
α
β
Neutroni
Non
Corpuscolate
γ
Decadimento α
+ Energia
= Protone
= Neutrone
Particella α
Es. U  Th + α + Energia
Decadimento β+ Energia
= Protone
= Neutrone
Particella β-
= Elettrone
= Antineutrino
Es. C  N + β- + ū + Energia
Decadimento β+
+ Energia
= Protone
= Neutrone
= Positrone
Particella β+
= Neutrino
ES. Sb  Sn + β+ +υ + energia
Neutroni
(Fissione Nucleare)
Radiazione γ
γ
Danno all’ organismo
• Double Strand Breaks(DSBs)
Interazione con molecole come O2 e H2O
• Modificazione fotochimica di una
base azotata
Formazione di Radicali e Ioni
Interagiscono con la Cromatina
DNA
Effetti
Effetti delle radiazioni
Dipendono da:
• Qualità e dose della radiazione
• Tempo di esposizione
• Modalità dell’irradiazione(interna o esterna)
• Carattere acuto o cronico dell’esposizione
• Radiosensibilità dei tessuti
In particolare la Radiosensibilità dipende da:
•
•
•
•
L’attività riproduttiva delle cellule del tessuto
Temperatura
La composizione del mezzo
Contenuto di ossigeno
Effetti delle radiazioni
Possono essere
Deterministici
Stocastici
Ereditari
Effetti Deterministici
Sono la conseguenza di esposizioni totali o parziali del corpo
Esposizioni totali
Gravissimi danni ad organi e tessuti, specialmente con un
elevata proliferazione cellulare
Alte dosi
Esposizioni parziali
Possono dare effetti acuti subito dopo l’irraggiamento oppure effetti
tardivi dopo esposizioni a piccole dosi per molto tempo(esposizione
professionale). L’irradiazione parziale interessa specialmente le gonadi:
0,1 – 1 Gy  sterilità momentanea
Oltre 5 Gy  sterilità definitiva
Basse dosi suddivise nel tempo
Riduzione della vita media
Invecchiamento precoce ed alterazioni distrofiche della pelle
Malfunzionamenti organi riproduttivi fino alla sterilità
Tessuto osseo
blocco della produzione
di cellule del sangue
Mucose
dell’apparato
digerente
diarrea ed emorragia
intestinale, setticemia e
shock
Tessuto
celebrale
Sopravvivenza per Gy di radiazioni:
•
Meno di 1 Gy  sicura
•
Tra 1 e 2 Gy  probabile
•
Tra 2 e 4,5 Gy  possibile
•
Oltre 5-6 Gy  impossibile
Effetti Stocastici
• Leucemie
• Tumori cutanei
• Cancro alla tiroide
• Tumori ossei
• Tumore della mammella
Dato che gli effetti stocastici sono casuali,
non esistono dosi determinate di radiazioni
per causarli.
Effetti Ereditari
Riguardano i figli dell’individuo esposto alle radiazioni
Mutazioni geniche dominanti
Aberrazioni cromosomiche strutturali
(traslocazioni o delezioni)
Mutazioni geniche recessive
Ma le cellule reagiscono alle radiazioni?
La risposta molecolare della cellula
Esperimento eseguito da Bordin Fulvio, università di Padova 2009
Radiazione γ
A
A
T
C
G
T
G
T
T
A
G
C
A
C
P(γ)
G
ProteinaC Focus Proteina
A
T
C
G
G
C
A
T
Immunofluorescenza
T
A
T
A
H2AX
P53
P53bp1
Iperfosforilazione
Anticorpi legati a tracciato
fluorescente
ATM
(dati forniti da Bordin F., Università di Padova, 2009)
(dati forniti da Bordin F., Università di Padova, 2009)
Uso Medico delle radiazioni
Terapie radianti
Medicina nucleare
Radiologia