Patologia generale - le cause estrinseche

Causa estrinseche di malattia

Causa fisiche

Radiazioni ionizzanti

In caso di esposizione dell’intero organismo a radiazioni ionizzanti si possono verificare diverse manifestazioni in relazione all’intensità. Ci sono dei tessuti sensibili (più alta velocità di replicazione cellulare, ad esempio tessuto ematopoietico) e altri resistenti (ricevono un danno solo a dosi molto elevate). 0-2 GRAY sopravvivenza probabile, 2-6 GRAY sopravvivenza possibile, sopra a 6 GRAY sopravvivenza impossibile.

Il danno può essere classificato in somatico o genetico, ma anche in:

• Diretto: interessa il parenchima dei vari organi.
• Indiretto: è causato dalla perdita delle caratteristiche fisiologiche del tessuto connettivo, che sostiene meccanicamente e fornisce la rete di rifornimento e drenaggio ai parenchimi dei vari organi.
• Deterministico: proporzionale alla dose assorbita. Danni di questo tipo si hanno in genere per dosi elevate, ed è spesso possibile individuare una dose-soglia, al di sotto della quale l’effetto sicuramente non si verifica. Può essere solo somatico.
• Stocastico (o casuale): danno di tipo probabilistico, secondo la legge del "tutto o nulla", si realizza in tutta la sua interezza oppure non si verifica affatto. La probabilità di comparsa aumenta con la dose assorbita. Non sembra esistere una dose-soglia al di sotto della quale esso non si verifica mai, per cui una certa probabilità di comparsa del danno stocastico esiste anche per dosi di radiazioni molto piccole e per radiazioni ionizzanti di bassa intensità. Può essere sia somatico che genetico (leucemogenesi, cancerogenesi, malattie genetiche).

La radiosensibilità (nel danno deterministico) è direttamente proporzionale alla velocità di replicazione cellulare, e inversamente proporzionale al grado di differenziamento cellulare. L’irradiazione dell’intero organismo viene utilizzata nei regimi di condizionamento per il trapianto di midollo osseo. Nei neuroni il danno è sulle strutture attualmente esistenti. È fortemente sensibile la cute (eritema, necrosi e fenomeni rigenerativi con esito cicatriziale), sistema immunitario, gonadi (continua attività proliferativa).

Sindrome acuta da irradiazione

Può portare a morte per danni a uno o più organi vitali. Questa sindrome è caratterizzata da tre forme cliniche:

• Sindrome del midollo osseo
• Sindrome gastrointestinale
• Sindrome del sistema nervoso centrale

Le tre sindromi si differenziano per le dosi richieste e anche per l’intervallo di tempo che intercorre prima che la morte sopravvenga. Queste sindromi sono tipicamente precedute da una fase prodromica (malattia da raggi) con nausea e vomito, anoressia e diarrea. Possono presentarsi anche cefalea, vertigine, astenia, sensazioni olfattive e gustative anormali, irritabilità ed insonnia. Aritmie cardiache, abbassamento della pressione arteriosa. La malattia da raggi si verifica anche per esposizione di parti limitate del corpo e per dosi < 1 Gy che possono non essere seguite da nessuna delle tre sindromi.

Le conseguenze tardive sono correlate a fenomeni riparativi di tipo fibrotico, si può avere stenosi esofagea, fibrosi polmonare (accumulo di fibre collagene nel polmone che diminuiscono lo scambio di gas e l’espandibilità del polmone), modificazioni a livello dell’intestino tenue, alterazioni a livello cardiaco e pericardico e danni a livello renale.

Danno stocastico

Nel danno stocastico l’effetto più importante è la trasformazione neoplastica. Questi danni possono essere classificati in:

• Molecolari: danni al DNA che porta a cancerogenesi. Il danno al DNA può determinare una trasformazione cellulare quando riguarda geni che controllano la proliferazione delle cellule, oppure può determinare delle condizioni di instabilità genomica persistente (lesione dei geni che codificano per proteine volte alla riparazione del DNA). È un aspetto lineare: più si somministrano radiazioni e più c’è danno al DNA.
• Cellulari: necrosi, distruzione totale della cellula in seguito ai danni subiti. La forma più regolata di eliminazione cellulare è l’apoptosi (utilizzata dai tessuti per eliminare selettivamente i tessuti danneggiati). Quando il danno al DNA è molto importante le cellule si bloccano durante la mitosi e quando la dose consente la replicazione si inducono delle aberrazioni cromosomiche che possono essere tollerate dalla cellula e quindi restare nella cellula, oppure possono portare a blocco della mitosi. Effetto bystander: aumento della frequenza di mutazioni in cellule adiacenti quelle irradiate, causato da citochine che aumentano il metabolismo ossidativo delle cellule adiacenti.

Nell’uomo i danni stocastici consistono principalmente nell’oncogenesi da radiazione. I danni stocastici non richiedono il superamento di un valore soglia per la loro comparsa. Quindi anche piccole dosi di radiazione possono, in modo causale, determinare un effetto di trasformazione tumorale. Sono distribuite casualmente nella popolazione esposta. La frequenza di comparsa di un evento stocastico è maggiore se aumenta la frequenza dell’esposizione. Generalmente non mostrano gradualità della gravità in relazione alla dose.

Per esposizione a 1 Sievert si ottengono circa 8 tumori su 100 persone in più per rapida esposizione e 4 per esposizione prolungata (con picco di incidenza dopo circa 10 anni, mentre per altri tipi di cancerogeni si ha dopo circa 20 anni). Per i bambini sale a 10. Le dosi base non hanno una proporzionalità diretta perché esistono i sistemi di riparazione del DNA.

Nel caso di Chernobyl c’è stata la liberazione diretta dei radioisotopi che hanno una emivita di circa 30 anni. Dopo circa 100 giorni dall’esplosione è andata aumentando la quantità di isotopi usciti dal reattore, e questi sono andati in Europa. Essendo isotopi vengono diluiti dall’acqua e quindi raggiungono praticamente ogni zona. Si ha aumento del tumore della tiroide perché questa concentra iodio e cesio che in questi casi erano radioattivi.

Radiazioni eccitanti

Non hanno l’energia sufficiente per determinare la ionizzazione (da infrarosso a ultravioletto, passando per il visibile). Le radiazioni infrarosse hanno un effetto termico, vengono assorbite soprattutto dai corpi scuri (la melanina cutanea protegge gli strati profondi dalle radiazioni infrarosse). La luce visibile viene assorbita dall’emoglobina in modo diverso se è ossigenata o non ossigenata (utilizzato dai saturimetri che sono spettrofotometri). In termini terapeutici si possono utilizzare le radiazioni nello spettro del visibile (laser) per il loro effetto termico soprattutto e in secondo luogo per il loro effetto meccanico. Portano alla coagulazione con emostasi (in campo chirurgico per eliminare piccole lesioni e per tagliare).

I raggi ultravioletti si dividono in A, B e C. C vengono bloccati dall’ozono, B sono quelli che determinano la produzione della melanina e sono bloccati dai normali vetri. A sono quelli meno dannosi. Il loro effetto dipende dalla lunghezza d’onda e si possono verificare per contatto con la materia o per effetto fotosensibilizzante (effetto indiretto). È dovuta all’assorbimento dell’energia dal tessuto e alla formazione di radicali liberi dell’ossigeno e il danno dipende dalla capacità del tessuto di schermare il raggio UV. I microrganismi che non sono in grado di schermarli ne vengono uccisi (esempio batteri o virus). Anche le cellule isolate sono fortemente sensibili ai raggi UV (utilizzato in terapia). Sul piano subcellulare gli aspetti importanti sono quelli dei radicali liberi dell’ossigeno (stress ossidativo).

Gli effetti sono:

• Precoci: eritema solare (arrossamento della cute in relazione all’esposizione al raggio UV), iperpigmentazione, ipercheratosi, congiuntivite e cheratite da UV. Dipendono dall’entità del danno, eritema (latenza).