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Chimica - Radioattività e decadimento radioattivo
Ma la vera svolta avviene nel XIX secolo, quando gli studi a livello istologico e
citologico progrediscono con Rudolf Virchow (1821 - 1902). Scienziato tedesco,
Virchow affermò che, per poter indagare e scoprire la vera natura delle neoplasie,
occorre studiare le cellule tumorali dal punto di vista istologico e fisiologico, in
quanto tali patologie non nascono da tessuti od organi, bensì si sviluppano partendo
da una cellula danneggiata di partenza. Altri scienziati francesi ed italiani, come
Claude Bernard o Francesco Sanfelice, operarono in ambito oncologico, per poter
risalire a possibili cure ai tumori con diversi metodi sperimentali: un esempio è la
sieroterapia, ovvero l’impiego di un siero chiamato “cancrocidina” che sarebbe stato
in grado di guarire ogni tumore maligno. Tuttavia, la grande rivoluzione cellulare
trova un grande ostacolo sulla frontiera politica: difatti, nella seconda metà dell‘800
le varie nazioni si chiusero in un’autarchia scientifica, promuovendo un sentimento
nazionalista a scapito delle collaborazioni internazionali tra i vari scienziati.
Lo sviluppo politico, economico e sociale promosso negli
Stati Uniti d’America tra la fine dell‘800 e gli inizi del
‘900 favorì anche un grande progresso scientifico: ne è
prova il microbiologo Peyton Rous, il quale scoprì, nel
1911, che un particolare tumore del tessuto connettivo,
detto sarcoma, poteva essere indotto nei polli
attraverso l’iniezione di un agente submicroscopico
oncostimolante, denominato poi virus del sarcoma di
Rous. In tal modo, gli studi del dottor Rous hanno
permesso di scoprire l’interconnessione tra virus e
tumori. L’italiano Gaetano Fichera elabora invece la
Peyton Rous, Premio Nobel per la teoria del disequilibrio oncogenico, secondo la quale il
medicina nel 1966. tumore nasce con la rottura dei rapporti tra sostanze
inibitrici e sostanze eccitatrici delle proliferazioni cellulari.
Con l’avvento del fascismo in Italia, il Manifesto della Razza che promuove la
persecuzione degli ebrei condiziona anche l’ambito scientifico: difatti, dottori come
il patologo Nicola Pende, ritengono che una delle cause scatenanti del tumore sia
proprio la razza, e che anche per questo sarebbe stato socialmente utile isolare il
popolo ebraico, portatore di patologie tumorali. 5
L’intuizione del nesso tra cancerologia e genetica arriva dal dottor Pietro Rondoni:
la sua teoria porta alla conclusione che il cancro sia il risultato di un errore di
riproduzione cellulare, causato da fattori esterni all’organismo, come sostanze
inquinanti o microrganismi patogeni. In seguito a tali scoperte, dottori, scienziati e
ricercatori hanno potuto sperimentare le più disparate cure, tra cui chemioterapie
e radioterapie, che ancora oggi vengono utilizzate per fermare, o perlomeno
rallentare la proliferazione tumorale.
Patogenesi: la mutazione del DNA
Per capire come si possa curare un tumore, è prima necessario sapere da cosa si
scateni la formazione di una neoplasia in un organismo. Ogni cellula, durante la
riproduzione o durante il suo ciclo vitale, può
incorrere in una mutazione, ossia la variazione del
corredo genetico, spontanea o indotta da eventuali
agenti mutageni. Generalmente, le mutazioni di una
cellula qualunque all’interno di un organismo non
creano grossi problemi: la cellula, se impossibilitata
a sopravvivere, muore spontaneamente, ma se è in
grado di sopravvivere continua nel suo ciclo vitale
senza alterare significativamente il metabolismo Catena di DNA, rappresentata con la
generale dell’individuo. Talvolta, però, le mutazioni tipica struttura a doppia elica.
interessano alcuni geni che regolano la crescita e la
divisione cellulare. In tal senso, sono stati raggruppati due tipi diversi di geni che
intervengono nelle dinamiche dello sviluppo di una cellula: i proto-oncogeni, adibiti
alla stimolazione di una divisione cellulare, e i geni oncosoppressori, che hanno la
funzione di mantenere integro il genoma o di regolare la divisione cellulare. La
mutazione dei proto-oncogeni li trasforma in oncogeni, ossia geni anomali che
determinano un aumento dell’attività metabolica della cellula e il suo ritmo di
duplicazione. Se invece la mutazione interessa i geni oncosoppressori, essi non 6
possono più inibire i fattori
di divisione della cellula,
che inizierà a duplicarsi
senza sosta.
A questo punto, per
diventare effettivamente
tumorale, la cellula subisce
la promozione da parte di
alcuni agenti catalizzanti,
Processo generale di carcinogenesi: la formazione di una cellula tumorale
dipende dalla presenza o meno di agenti attivanti e di agenti promotori. che la inducono ad
assumere tutte le caratteristiche tipiche di una cellula maligna: diventa invasiva a
livello tissutale, è in grado di sviluppare agglomerati di cellule vaganti (metastasi) e
di interferire con il metabolismo dell’organismo ospitante. L’intero processo di
formazione di una cellula tumorale viene definito carcinogenesi (o cancerogenesi).
È necessario inoltre sapere che le cellule normali, definite somatiche, ogni qualvolta
compiono una replicazione, perdono parte del materiale genetico all’estremità dei
cromosomi, detti telomeri. In tal modo, dopo un certo numero di duplicazioni
cellulari, la cellula muore spontaneamente dopo aver perso completamente i
telomeri: tale metodo di autodistruzione programmata viene definito apoptosi.
Tuttavia, le cellule tumorali sono dotate di particolari enzimi, chiamati telomerasi
(tipici anche delle cellule staminali, che devono rimanere sempre a disposizione di
eventuali danneggiamenti ai tessuti), la cui funzione è quella di mantenere integri i
telomeri della suddetta cellula, rendendola praticamente immortale.
La cellula cancerosa è ora libera di proliferare a suo piacimento. Per prima cosa,
essa forma un ammasso sferico di cellule, in cui avviene una differenziazione tra
cellule che proliferano e cellule che vanno incontro alla naturale autodistruzione
programmata denominata apoptosi. Il tumore formatosi può rimanere in un tale
stadio silente per mesi o anche per anni (tumore in situ), finché alcuni oncogeni non
si attivano ed inducono la produzione di fattori angiogenici, capaci cioè di stimolare
la produzione di nuovi vasi sanguigni: questo processo, denominato angiogenesi, è
fondamentale per l’approvvigionamento delle cellule tumorali, le quali hanno un
bisogno costante di ossigeno e di sostanze nutritive per continuare a riprodursi. 7
Classificazione clinica
A questo punto, la massa tumorale continua ad accrescersi senza controllo, e può
formare diversi tipi di tumore, a seconda del tipo di cellule e del luogo in cui si sta
sviluppando. Generalmente i tumori sono raggruppati in due grandi sottoinsiemi:
Tumori Benigni, sono caratterizzati da cellule neoplastiche che conservano in
➠ parte i caratteri morfologici delle cellule somatiche da cui sono nate, e
presentano una crescita piuttosto lenta, di tipo espansiva e “centrale”, in quanto
non si espandono oltre il tessuto in cui si sono insidiate. Il metabolismo di questi
tumori non modifica in maniera significativa quello dell’intero organismo, e dato
che presentano alcuni caratteri nella membrana cellulare tipici delle cellule di
partenza, non perdono aderenza al tessuto e dunque non danno metastasi.
Tumori Maligni, detti anche “cancro”, sono tipici delle neoplasie invadenti, e
➠ presentano una crescita rapida ed infiltrativa, in grado di scavalcare il tessuto di
partenza e di diffondersi in tutto l’organismo. La crescita anomala di un cancro
necessita di grandi quantità di nutrimento e di ossigeno, perciò interferiscono
con il metabolismo dell’organismo a tal punto da causarne un deperimento delle
condizioni di salute generali. Inoltre, avendo cellule neoplastiche del tutto
diverse strutturalmente dalle cellule somatiche, esse non hanno aderenza con il
tessuto, e per questo possono originare delle metastasi, ossia agglomerati di
cellule tumorali che, distaccatesi dal tessuto, si immettono nel sistema
circolatorio e linfatico causando, oltre alla diffusione del tumore maligno, la
formazione di blocchi nei vasi sanguigni, chiamati trombi, molto pericolosi in
quanto impediscono l’affluire di sostanza nutritive e di ossigeno ai vari tessuti ed
organi (come ad esempio cuore e cervello). I tumori maligni sono i più pericolosi
proprio per la loro capacità di diffondersi lungo tutto l’organismo, rendendoli
difficili da estirpare da un paziente. 8
Esistono infine alcuni tumori, detti Borderline, che presentano delle caratteristiche
intermedie tra benignità e malignità tali da non poterli legare a nessuna delle due
tipologie: presentano genericamente un decorso abbastanza lento, e le possibilità di
dare metastasi sono di gran lunga inferiori a quelle di un cancro.
Ogni tumore, nel momento in cui viene diagnosticato, viene classificato in base alla
sua estensione nell’organismo con diversi stadi proposti dalla Classificazione TNM,
proposta per la prima volta da Pierre Denoix nel 1946. Secondo tale classificazione,
i tumori si presentano con un determinato stadio, che va da 0 a 4, a seconda della
gravità che presenta.
La Classificazione TNM ricorre a tre parametri per diagnosticare lo stadio di un
tumore in un paziente:
☛ il parametro T indica la grandezza crescente della neoplasia, e varia da 1 a 4 a
seconda delle dimensioni, e può presentare il simbolo “is”, ovvero in situ, se è un
tumore benigno;
☛ il parametro N indica invece lo stato dei linfonodi posti nei pressi del tumore, e
viene indicato con 0 se sono indenni, altrimenti il danno viene indicato in ordine
crescente con valori da 1 a 3;
☛ il parametro M, infine, indica con 0 l’assenza di metastasi, e con 1 la presenza di
metastasi a lunga distanza.
STADIO PARAMETRI TNM
Stadio 0 T N M
is 0 0
Stadio 1 T N M
1-2 0 0
Stadio 2 T N M
1-2 1 0
T N M
3 0 0
Stadio 3 T N M
1-3 1-3 0
T N M
4 0-3 0
Stadio 4 T N M
0-4 0-3 1
Tabella rappresentante i vari stadi tumorali e i parametri con cui si presentano
nei pazienti. 9
Eziologia: chi causa i tumori?
Le neoplasie sono considerate principalmente una malattia ambientale: infatti, si è
stimato che il 90-95% dei tumori sia causato da fattori ambientali, e che sono il
5-10% dei casi sia attribuibile all’eredità genetica. È inoltre praticamente
impossibile riuscire a dimostrare quale sia la specifica causa che induce il tumore in
un singolo individuo, poiché per ogni tipo di neoplasia esistono numerose cause
possibili. I carcinogeni completi sono fattori in grado non solo di alterare il DNA a
livello molecolare (agenti inizianti), ma anche di promuovere un’intensa
proliferazione cellulare (agenti promuoventi).
Agenti Chimici
➢
Sono numerosi i prodotti chimici che hanno un’azione mutagena negli esseri umani:
basti pensare alle sostanze inquinanti, ai farmaci assunti quotidianamente, ai
conservanti presenti negli alimenti, o addirittura ad alcuni composti chimici
presenti in natura in animali e vegetali. Anche l’alcol è considerato un cancerogeno
chimico, difatti si stima che in Europa occidentale i casi di tumore attribuiti all’alcol
corrispondono al 10% nei maschi e al 3% nelle femmine.
L’esempio principale di agente cancerogeno è la sigaretta: con più di 50 sostanze
cancerogene, tra cui nitrosammine ed idrocarburi aromatici policiclici, le sigarette è
la causa principale di neoplasie ai polmoni, alla laringe, alla testa, al collo, allo
stomaco, alla vescica, ai reni e al pancreas.
Alimentazione ed esercizio fisico
➢
Un’alimentazione scorretta può essere causa di mutazioni geniche che portano
all’insorgere di tumore: si stima infatti che negli Stati Uniti vi siano tra il 14% e il
20% di morti per cancro causate da condizioni di sovrappeso e di obesità. Una dieta
a basso consumo di frutta e verdura e che privilegia le carni rosse e trasformate è
10
spesso correlata ad una serie di tumori, mentre alti consumi di sale possono essere
causa di tumore allo stomaco.
L’inattività fisica è invece coinvolta nell’insorgere dei tumori non solo per l’effetto