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Metalli Pesanti

L’esposizione professionale ai metalli nell’industria minerarie e manifatturiera si

associa a tossicità acuta e cronica e ad effetti cancerogeni.

PIOMBO

Ogni anno vengono prodotte oltre 4 milioni di tonnellate di piombo, che vengono

variamente utilizzate, per cui i lavoratori impiegati in queste industrie sono esposti

al piombo.

L’inalazione è la via più importante di esposizione professionale.

Le fonti di esposizione per i consumatori possono essere le ceramiche smaltate con

piombo, le leghe di piombo nelle lattine per cibi e bevande e il consumo di bevande

alcoliche prodotte clandestinamente. Il piombo ingerito in questa maniera viene

assorbito attraverso il tratto gastrointestinale. L’assorbimento intestinale è

aumentato in caso di deficit di calcio, ferro o zinco.

L’assorbimento è maggiore nei bambini e nei neonati rispetto agli adulti che quindi

sono particolarmente a rischio. Il piombo assorbito viene captato principalmente

(80-85%) dall’osso e, nei bambini, dai denti in via di sviluppo; nel sangue, il 5-10%

si accumula e il resto viene distribuito in tutti i tessuti molli. Il piombo scompare

rapidamente dal sangue; fa eccezione quello depositato nelle ossa, che ha una

emivita di 30 anni.

La tossicità da piombo è legata ai suoi molteplici effetti biochimici:

Elevata affinità pei gruppi sulfidrilici: Attraverso questo meccanismo il

piombo inibisce due importanti enzimi coinvolti nella biosintesi dell’eme:

ferrochetolasi e δ-aminolevulinico deidratasi. Questi enzimi catalizzano

l’incorporazione di ferro nel gruppo eme. I pazienti sviluppano anemia

ipocromica.

Competizione con gli ioni calcio: Come catione bivalente il piombo compete

con il calcio e viene depositato nell’osso. Interferisce inoltre con la

trasmissione dell’impulso nervoso e lo sviluppo cerebrale.

Inibizione degli enzimi di membrana: Il piombo inibisce l’attività della 5’-

nucleotidasi e della pompa Na/K e provocando una ridotta sopravvivenze degli

eritrociti (emolisi), danno renale e ipertensione.

Ridotta produzione di 1,25-diidrossivitamina D: il metabolita attivo della

vitamina D.

Il piombo contribuisce a molteplici effetti

sulla salute.

La lesione al sistema nervoso centrale e

periferico causano cefalee, vertigini, deficit di

memoria e riduzione nella velocità di

conduzione dell’impulso nervoso.

I sintomi gastrointestinali comprendono

coliche addominali e anoressia.

I reni sono una via importante per

l’escrezione del piombo. In fase acuta si ha

un danno ai tubuli prossimali, associato alla

presenza di inclusioni di piombo intranucleari

e segni clinici di disfunzione tubulare renale.

I danni cronici sono rappresentati da fibrosi

interstiziale diffusa, gotta e insufficienza

renale.

Il piombo può causare infertilità negli uomini

a causa di lesioni testicolari, mentre nelle

donne si può avere il mancato impianto della

blastocisti. Le alterazioni ematiche sono

caratteristiche e precoci. Interferendo

con la biosintesi dell’eme, il piombo

determina un anemia microcitica

ipocromica; caratteristica è l a

punteggiatura basofila degli eritrociti. Vi

è anche una causa diretta di emolisi

perché il piombo inibisce gli enzimi di

membrana dei globuli rossi. Poiché il

piombo inibisce l’incorporazione di ferro

nell’eme, si forma zinco protoporfirina

per spostamento dell’atomo di ferro.

Pertanto, elevati livelli ematici di zinco

o del suo prodotto, la

protoporfirina

protoporfirina eritrocitaria libera, sono un

importante indicatore di avvelenamento

da piombo.

Il piombo può essere mobilizzato dallo scheletro materno durante la

gravidanza e attraversare facilmente la barriera placentare. Quindi,

l’esposizione al piombo può iniziare già nella vita intrauterina. Il sistema

nervoso in via di sviluppo del feto e del neonato è estremamente

suscettibile alla tossicità da piombo.

COBALTO E

CARBURO DI TUNGSTENO

Strumenti da taglio, mole metalliche, lucidatori e attrezzi per perforazioni

sono fabbricate con carburo di tungsteno, con cobalto come legante. I

lavoratori che usano questi attrezzi o sono impiegati nelle loro fabbricazioni

possono presentare asma e fibrosi interstiziale del polmone (chiamata

malattia da metalli pesanti). L’asma e il danno polmonare sembrano essere

causati dal cobalto, sebbene il danno polmonare possa essere maggiore in

presenza di miscele di metalli.

CADMIO

L’esposizione professionale al cadmio avviene nelle miniere e nelle

fonderie; questo metallo è usato anche in pigmenti per vernici, leghe,

saldature, trattamento elettrolitico e batterie. Gli effetti acuti sono edema e

irritazione polmonari. L’intossicazione cronica colpisce il rene. Il cadmio

induce la sintesi epatica e renale di metallotioneina, una proteina che lega i

metalli. Quando questo meccanismo di difesa viene sopraffatto, il cadmio

danneggia i tubuli contorti prossimali, causando proteinuria.

CROMO

L’esposizione professionale al cromo avviene nelle miniere e nelle fonderie.

Il cromo è utilizzato anche per l’acciaio inossidabile, i pigmenti e leghe. Il

cromo esavalente viene facilmente assorbito, attraverso le membrane

cellulari; e ridotto a cromo trivalente, portando alla formazione di radicali

liberi che causano danni al DNA. Il cromo è un importante cancerogeno

professionale. NICHEL

L’esposizione topica a metalli che contengono nichel causa frequentemente

dermatite da contatto. Il nichel metallico è ampiamente utilizzato nelle

industrie che producono acciaio e leghe, batterie, celle a combustibile,

ceramiche e nel trattamento elettrolitico. Il nichel viene anche riciclato da

metalli di scarto ed emesso da inceneritori di rifiuti, centrali elettriche e

fumo di sigaretta. L’inalazione è la via di assunzione più importante

nell’esposizione professionale. I composti di nichel corpuscolati sono

cancerogeni; questi entrano nelle celle bersaglio per fagocitosi, con

liberazione intracellulare di ioni di nichel. Il nichel sembra danneggiare

selettivamente l’eterocromatina e può inattivare per ipermetilazione i geni

oncosoppressori.

Danni da Radiazioni

Dott.ssa

Erminia La Camera

Una radiazione è energia distribuita attraverso lo spettro elettromagnetico

sotto forma di onda o particelle. L’80% circa delle radiazioni deriva da fonti

naturali compresi radiazioni cosmiche, luce ultravioletta e radioisotopi

naturali soprattutto il gas radon. Il restante 20% è dato da prodotti

industriali che comprendono strumenti utilizzati in medicina ed

odontoiatria, prodotti di consumo che emettono onde radio o microonde e

centrali nucleari.

Le radiazioni possono essere classificate in:

Radiazioni non ionizzanti, caratterizzate da lunghezze d’onda elevate e

basse frequenze, ad esempio energia elettrica, onde radio, microonde, luce

infrarossa e ultravioletta

Radiazioni ionizzanti, caratterizzate da bassa lunghezza d’onda ed alta

frequenza, ad esempio energia radiante, raggi X, raggi gamma e raggi cosmici

Radiazione corpuscolata, classificata in base al tipo di particelle emesse in

particelle alfa, particelle beta o elettroni, protoni, neutroni, mesoni o deuteroni

RADIAZIONI IONIZZANTI

(energia >10 eV)

Raggi α (nuclei di elio) massa 4 carica 2+

NATURALI Raggi β (e ) massa trascurabile carica 1-

-

Raggi γ (onde elettromagnetiche)

ARTIFICIALI Raggi X (vengono generati quando un fascio di elettroni colpisce un

 bersaglio nel vuoto)

La λ dei raggi X dipende dal voltaggio usato per accelerare il

fascio di elettroni

Es. 70 kv raggi “molli” (poco penetranti)

250 kV raggi più “duri”

milioni di V radioterapia dei tumori

RADIAZIONI IONIZZANTI

Gli effetti biologici delle radiazioni ionizzanti dipendono da numerosi fattori:

Fattori temporali legati alla dose: un’unica dose può creare maggior danno

rispetto a dosi suddivise o frazionate che lasciano tempo per la riparazione del

danno cellulare.

Poiché il DNA è il più importante bersaglio subcellulare delle radiazioni ionizzanti,

le cellule che si dividono rapidamente sono più radiosensibili rispetto alle cellule

quiescenti. Le cellule emopoietiche, le cellule germinale, l’epitelio gastrointestinale,

l’epitelio squamoso, le cellule endoteliali e i linfociti sono altamente sensibili al

danno da radiazione; osso, cartilagine, muscolo e nervi periferici sono più

resistenti.

Un’unica dose di radiazione esterna somministrata su tutto il corpo è più letale di

dosi regionali con schermatura.

RADIAZIONI IONIZZANTI

Cellule nella fase G2 e mitotica del ciclo cellulare sono più sensibili alle

radiazioni ionizzanti.

Tipi cellulari diversi differiscono nelle modalità di adattamento e di capacità

riparativa.

Poiché le radiazioni ionizzanti determinano radiolisi dell’acqua producendo

radicali liberi dell’ossigeno, il danno cellulare indotto dai raggi X e raggi gamma è

aumentato in presenza di ossigeno iperbarico.

Meccanismi di danno cellulare da radiazione

Gli effetti in fase acuta delle radiazioni ionizzanti vanno dalla necrosi conclamata ad

alte dosi, distruzione di cellule proliferanti a dosi intermedie e nessuno effetto

istopatologico a basse dosi. A queste dosi più basse si provocano lesioni

subcellulari, che colpiscono soprattutto il DNA; tuttavia, la maggior parte delle

cellule mostra adattamento e attività riparativa dopo esposizione a basse dosi di

radiazioni ionizzanti. Se le cellule presentano estese lesioni del DNA o se sono

incapaci di riparare questi danni, vanno in contro ad apoptosi. Le cellule che

sopravvivono possono mostrare effetti ritardati di danni da radiazioni: mutazioni,

aberrazioni cromosomiche e instabilità genetica. Queste cellule geneticamente

danneggiate diventano maligne.

EFFETTI PRECOCI

Le radiazioni ionizzanti possono produrre una varietà di lesioni nel DNA, come

formazione di legami covalenti tra DNA e proteine, tra i due filamenti del DNA,

ossidazione e degradazione delle basi azotate, rottura dei legami zucchero fosfati o

rottura di uno o entrambi i filamenti di DNA.

Questo danno può essere prodotto direttamente da radiazioni particolate, raggi X o

raggi gamma, oppure indirettamente da radicali liberi dell’ossigeno o da prodotti

solubili derivati dai lipidi perossidati. Persino radiazioni ionizzanti a dosaggio

relativamente basso inducono alterazioni nell’espressione genica di alcune

popolazioni di cellule bersaglio. Radicali liberi generati direttamente o

indirettamente con l’esposizione a radiazioni ionizzanti possono produrre stress

ossidativo che attiva alcuni fattori di trascrizione, che a loro volta aumentano

l’espressione genica. Le lesioni del DNA stimolano l’espressione di diversi geni

coinvolti nella riparazione del DNA, nell’arresto del ciclo cellulare e nell’apoptosi.

FIBROSI

Un’importante complicanza tardiva delle radiazioni ionizzanti, di solito a dosi

utilizzate per la terapia antitumorale, è la sostituzione del normale tessuto

parenchimale con tessuto connettivale fibroso, che porta a cicatrizzazione e perdita

di funzione. Queste alterazioni fibrotiche possono essere secondarie al danno

ischemico causato da lesioni vascolari, a morte di cellule parenchimale o a

delezione di cellule staminali. I fattori determinanti la fibrosi indotta da radiazioni

sono l’espressione delle chemochine che reclutano cellule infiammatorie nei

polmoni, insieme alle citochine e ai fattori di crescita coinvolti nell’attivazione dei

fibroblasti e nella deposizione di collagene.

CARCINOGENESI

L’esposizione professionale o accidentale alle radiazioni ionizzanti, determina un

aumento dell’incidenza dei diversi tipi di cancro, compresi tumori cutanei, leucemie,

sarcomi osteogenici e carcinoma del polmone. L’esposizione dei bambini alle

radiazioni determina un aumento nella frequenza di cancro della mammella e della

tiroide, insieme a tumori del tratto gastrointestinale e delle vie urinarie.

I meccanismi responsabili degli effetti cancerogeni ritardati delle radiazioni

ionizzanti non sono completamente noti. Il periodo di latenza tra esposizione acuta

alle radiazioni ionizzanti e la ritardata comparsa di tumori può essere dovuta ad un

fenomeno chiamato instabilità genica indotta.

L’accumulo di queste mutazioni ritardate può essere il risultato di

lesioni persistenti nel DNA che non vengono riparate oppure è

dovuto ad un meccanismo epigenetico come una metilazione alterata

nei siti GpG o ad accorciamento dei telomeri.

Dopo l’esposizione a radiazioni ionizzanti si osservano anche aberrazioni

cromosomiche ritardate, soprattutto nei linfociti umani. Questi meccanismi possono

determinare l’induzione di tumori secondari, specialmente leucemie, in pazienti

neoplastici trattati con terapia radiante.

MANIFESTAZIONI CLINICHE DELL’ESPOSIZIONE

ALLE RADIAZIONI IONIZZANTI

Panirradiazione

E’ un’irradiazione totale del corpo potenzialmente letale; le manifestazioni cliniche,

dose-dipendente, sono descritte come sindrome acuta da radiazioni o malattia da

radiazioni. I sintomi in fase acuta sono manifestazioni legate all’elevata sensibilità

dei tessuti rapidamente proliferanti. Se il paziente sopravvive alla sindrome acuta

da radiazioni, le cellule lese subletalmente possono riparare i danni da radiazioni e

le cellule necrotiche o apoptotiche possono essere sostituite dalla progenie di

cellule staminali più radioresistenti.

Radioterapia

La radioterapia, specialmente quando viene eseguita al torace o all’addome, può

causare malattia acuta da radiazione e riduzione del numero di neutrofili e

piastrine. Questi pazienti possono presentare astenia transitoria, vomito e anoressia

che possono richiedere una riduzione del dosaggio. Purtroppo i pazienti con

neoplasie trattati con terapia radiante possono andare in contro a sterilità,

sviluppare una neoplasia maligna secondaria o manifestare gli effetti tardivi del

.

danno da radiazioni


PAGINE

53

PESO

1.11 MB

AUTORE

Moses

PUBBLICATO

+1 anno fa


DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea magistrale in chimica e tecnologia farmaceutiche
SSD:
Università: Messina - Unime
A.A.: 2013-2014

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher Moses di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Patologia generale e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Messina - Unime o del prof La Camera Erminia.

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