Patologie da agenti ambientali

H O* H° + OH°

2

2. Solvatazione elettroni:

e-aq

3. Reazione e- con acqua per formare il radicale H°:

-

e-aq + H O OH + H°

2

Prodotti finali: H° OH° e-aq

Fattori di modificazione (modificatori di dose):

XH  X° + H°

O2 H° + O  HO°2

 2

X° + O  XOO°

2

XOO° +XH  XOOH + X°

X° + …. (reazione a catena)

radioprotettori (RH) X° + RH  XH + R°



contenenti gruppi –SH, ad esempio glutatione e cisteamina

enzimi riducenti (SOD, catalasi, perossidasi)

cattura tori: antiossidanti (vitamina E).



Effetti a vari livelli:

1) molecolare: diretti e indiretti mediati dai radicali liberi formati per idrolisi dell’acqua

proteine: denaturazione

lipidi: perossidazione

acidi nucleici: lesioni al DNA

Legami covalenti DNA-DNA e DNA-PT

DNA: ossidazione, legami crociati, alterazioni delle basi, rottura dei legami zucchero-fosfati

 rottura di una o entrambe le catene, mutazioni, aberrazioni cromosomiche, instabilità genetica.

Le lesioni del DNA stimolano l’espressione di geni coinvolti nella riparazione del DNA (p53)

 arresto del ciclo e apoptosi.

2) cellulare: alterazioni del nucleo (aberrazioni, carioressi, picnosi), del citoplasma e delle

membrane:

morte in interfase per alte dosi

morte intermitotica per basse dosi

trasformazione cellulare

Differente suscettibilità dei tessuti alle radiazioni: proporzionale al grado di attività mitotica e

inversamente al grado di specializzazione del tessuto stesso; se la cellula non deve dividersi

mantiene il suo stato biochimico anche per dosi elevate. Il danno da radiazione produce anomalie

genetiche e anomalie somatiche; l’effetto globale su un tessuto dipende dal tipo di radiazione, dalla

dose (un’unica dose elevata e più letale di dosi frazionate) e dalla superficie del tessuto esposto.

3) acuti e tardivi su organi o tessuti da panirradiazione o da irradiazione locale (fibrosi). I tessuti

manifestano le lesioni in funzione della velocità di ricambio cellulare, quando le cellule differenziate

eliminate non vengono sostituite (radiosensibilità):

< per le cellule stabili-perenni;

> per le cellule labili.

Embrione: morte nel preimpianto, malformazioni all’organogenesi;

 Mucosa gastrointestinale: ulcerazioni, infezioni, atipie morfologiche;

 Midollo e organi linfopoietici: sensibilità cellule immature causando linfopenia,

 granulocitopenia, anemia ipocromica, piastrinopenia, tumori;

Gonadi: sterilità. Fibrosi dell’ovaio e arresto della meiosi negli spermatogoni (più

 radiosensibili);

Ghiandole: atrofia e tumori (mammella);

 Pelle: eritemi, pigmentazione e ispessimento, caduta dei peli, necrosi per forti dosi, tumori

 (per esposizioni professionali o per radioterapie);

Occhio: cataratta, retiniti;

 Orecchio: sordità;

 SNC: degenerazione per forti dosi.



4) sull'organismo (panirradiazione)

acuti morte (dose minima letale)

male da raggi

tardivi/da esposizione cronica

processi regressivi a carico di organi e tessuti

cancerogenesi (trasformazione cellulare)

Se il paziente sopravvive: le cellule danneggiate in modo subletale possono riparare le lesioni, le

cellule morte sono sostituite. La fibrosi rappresenta un’importante complicanza soprattutto in

seguito a terapia antitumorale, per necrosi parenchimale.

Panirradiazione (dose singola ): irradiazione totale del corpo; le manifestazioni dipendono

dall’entità della dose, e sono il risultato di necrosi o apoptosi radioindotte

dose (rad) effetto

100-300 sindrome acuta: insufficienza ematopoietica (linfocitopenia, emorragia,

anemia, infezioni)

300-500 letale nel 50% dei casi

550-700 morte 'EMOPOIETICA' in 2-4 settimane

pancitopenia: emorragie, anemia, infezioni

1000-3000 morte 'GASTROINTESTINALE' in 5-10 giorni

distruzione mucosa intestinale

diarrea, disidratazione, infezioni, setticemia

>3000 morte 'NEUROLOGICA' in poche ore

edema cerebrale da danno endoteliale, convulsioni, coma

RADIAZIONI NON IONIZZANTI (NIR): eccitazione di atomi o molecole che assorbono l’energia

incidente  forme attive dell’ossigeno e radicali

I.R.: Penetrano fino a 1.5 cm

Vis: non oltre 1 mm

UV: non oltre 0.1 mm

Effetto biologico:

Direttamente proporzionale alla frequenza

 Inversamente proporzionale alla lunghezza d’onda



Interazioni NIR con i tessuti: trasferimento di energia al tessuto con produzione di un campo

elettromagnetico all'interno della materia, diverso da quello applicato in origine.

Assorbimento: modalità e quantità diversa a seconda dell'oggetto; l'effetto biologico è in relazione

alla quantità di energia depositata nei tessuti ma non significa necessariamente produzione di

danno, a meno che superi i limiti di efficacia dei meccanismi di adattamento dell'organismo.

L’energia assorbita dai tessuti può produrre:

effetti termici a livelli sufficientemente elevati di potenza; rapida agitazione molecolare 

 riscaldamento, se intenso e prolungato può generare danni ai tessuti, con o senza un

misurabile rialzo della temperatura corporea (febbre).

effetti non termici per esposizioni a livelli di campo elettromagnetico bassi, che non

 producono innalzamento di temperatura, sono di difficile interpretazione.

RADIAZIONI ULTRAVIOLETTE (UV): radiazione elettromagnetica che segue lo spettro del visibile.

Esposizione umana a UV dovuta a: luce solare e sorgenti artificiali (impiego in campo medico,

cosmetico, attività artigiane ed industriali, per la riduzione della carica microbica e la

sterilizzazione).

UV-A (400-315 nm)

UV-B (315-280 nm)

UV-C (280-100 nm)

Effetti sulla pelle reversibili e di breve durata:

Assorbimento: condizionato dallo spettro di assorbimento delle molecole bersaglio: 250< l

 <300 nm  acidi nucleici e proteine;

Trasmissione agli strati successivi  dissipazione;

 Riemissione a l > (fluorescenza)  attivazione sostanze fotosensibilizzanti (fichi, olii, profumi

 come il bergamotto).

Stimolazione normale:

- Utilizzazione (7-deidrocolesterolo ® provit.D3)

- Neutralizzazione (iperpigmentazione per assorbimento)

- Attivazione sostanze fotosensibilizzanti

Eccesso di dose radiante o esposizioni ripetute: abbronzatura per aumento dei melanociti e

trasferimento di melanina ai cheratinociti  effetti acuti: reversibili e di breve durata: eritema, edema

e infiammazione, mediati dall’istamina, pigmentazione per ossidazione della melanina e aumento

dei melanociti.

Effetti cronici: rughe per alterazioni degenerative nell’elastina e nel collagene e trasformazione

cellulare (formazione di dimeri pirimidinici).

Fotosensibilizzazione: irradiazione UV-VIS di molecole fluorescenti: agendo come cromofori,

assorbono energia dalla radiazione ed entrano in uno "stato eccitato", con trasferimento di energia

a molecole adiacenti che genera la formazione di ROS o fotoprodotti tossici che si legano al DNA o

alle membrane cellulari. Questo provoca una scottatura che compare da qualche minuto a qualche

ora dall'esposizione e si risolve in 2-4 giorni.

Reazioni di fotosensibilità (da farmaci e sostanze fotosensibilizzanti):

1.Fototossiche: si sviluppano sulle zone della pelle esposte al sole, in funzione della dose; la

reazione compare dopo 5-18 ore dall'esposizione ed in genere e massima dopo 36-72 ore;

2.Fotoallergiche: coinvolgono il sistema immunitario; la reazione può estendersi a zone del corpo

non esposte e può comparire anche solo dopo pochi minuti dall'esposizione; non dipende dalla

dose.

DANNI CAUSATI DA ALTITUDINI ELEVATE:

Male di montagna:

-acuto: si manifesta entro le prime 24-36 ore di permanenza.

Sintomi: tachicardia, sovraccarico ventricolare destro.

Deterioramento da alta quota (oltre 5000m): declino delle prestazioni fisiche e mentali; aggrava

l’ipossia e l’inadeguata introduzione di liquidi e alimenti.

La policitemia è un aumento dei globuli rossi in queste persone, le quali di solito sono anche di

bassa statura per irrorare in tempo minore tutto il corpo.

MALATTIA DA DECOMPRESSIONE (malattia dei cassoni)(vedo pag. 879): si riscontra in coloro

che permangono a elevate pressioni per lunghi periodi di tempo; la lesione si produce per

decompressione troppo rapida (legge di Henry): i gas disciolti nel sangue e nei tessuti a elevate

profondità si liberano e formano piccole bolle gassose, la cui fusione genera emboli di notevoli

dimensioni che provocano ostruzione dei vasi. Si ha dolore periarticolare o addominale molto

intenso, dolore retrosternale a causa dell’embolia polmonare e manifestazioni a carico del SNC

(cefalea, disturbi visivi, paralisi), sino alla morte.

Dopo alcuni giorni possono comparire focolai di necrosi ossea.

PATOLOGIE DA AGENTI CHIMICI leggere

1.Sostanze ex-novo: rischio patogeno aumenta.

2.Inorganiche: sali, acidi, basi;

3.Organiche: alifatiche, aromatiche.

Effetto biologico: indipendente dalle caratteristiche chimiche, ma dalla struttura molecolare che può

dare un effetto patogeno forte, scarso o nullo secondo i sostituenti e la quantità nel sito d’azione,

quindi dal sito di introduzione e dalle trasformazioni.

Tipo di classificazione:

- dall’effetto biologico principale (cancerogene, tossiche, flogogene);

- dalla funzione alterata (antimitotici, veleni, inibitori enzimatici).

Non si hanno così informazioni sulle sedi in cui si può manifestare l’attività patogena e si

trascurano i criteri epidemiologici, utili per conoscerne la presenza e distribuzione nell’ambiente

naturale o artificiale o nei materiali con cui si viene a contatto. Il danno dipende:

• dalla via di penetrazione (respiratoria, digerente, per contatto con gli epiteli di rivestimento);

• dalla quantità (dose);

• dal tempo di somministrazione.

Può essere:

diffuso (variazione di pH da acidi e basi forti, denaturazione delle proteine, solubilizzazione

 dei costituenti cellulari per azione di solventi lipidici o acquosi, esempio: soluzioni ipo o

ipertoniche);

selettivo (per alterazione di uno specifico costituente, esempio: veleni o tossici).



Possono determinare malattie cardiovascolari, neoplasie, malattie respiratorie.

Polmoni: sono particolarmente coinvolti nella patologia da gas irritanti, fumi e polveri che possono

provocare fenomeni acuti come una aumentata reattività bronchiale (asma), infiammazioni

broncopolmonari, ARDS o fenomeni cronici, come la fibrosi interstiziale.

Reni: il danno renale, che si configura come patologia tubulointerstiziale, può essere acuto o

cronico e può evolvere in insufficienza renale acuta o cronica.

Fegato: è la