Tossicologia e mutagenesi ambientale - Appunti Lezione 4

Mutazione indotta

Può incrementare la frequenza di mutazione spontanea?

Fisici e mutageni chimici

Spettro della radiazione elettromagnetica

Luce visibile 380nm - 750nm

Radiazione ionizzante e non ionizzante

• Radiazione ionizzante > 12.4 eV
• Radiazione non ionizzante < 12.4 eV

Livello energetico

Radiazione elettromagnetica:

• Radiazione ionizzante
• Raggi cosmici
• Raggi gamma
• Raggi X
• Raggi UV
• Radiazione non ionizzante
• Luce visibile
• Infrarossi
• Microonde
• Onde radio

Azione della radiazione ionizzante

Penetrazione nei tessuti in notevole profondità:

• Collisione con gli atomi che incontra
• Rilascio di elettroni e formazione di ioni carichi positivamente (ionizzazione)
• Collisione con altre molecole e liberazione di ulteriori elettroni
• Formazione di un cono di ioni lungo il percorso di ogni raggio (cessione di energia)

Tipologia della radiazione ionizzante

Linear Energy Transfer (LET): Quantità di energia ceduta per unità di percorso (keV/μm).

• Radiazione ad alto LET
• α particelle
• Protoni
• Neutroni
• Radiazione a basso LET
• γ raggi
• Raggi X

Interazione con i sistemi biologici

La radiazione colpisce "a caso" le molecole biologiche:

• L’effetto biologico è indipendente dalle caratteristiche del sistema biologico
• La conseguenza (rilevabile) dell’effetto biologico delle radiazioni si verifica sempre ad una certa distanza dalla esposizione (tempo di latenza)
• Effetti immediati: tempi di latenza brevi (ore o giorni) dall’esposizione singola o frazionata
• Effetti tardivi: tempi di latenza lunghi (mesi o una generazione) dall’esposizione

Effetti della radiazione ionizzante

• Effetto diretto (radiazioni ad alto LET): interazione diretta con le molecole biologiche presenti nella cellula (proteine, lipidi, RNA, DNA)
• Effetto indiretto (radiazioni a basso LET): interazione con le molecole di acqua presenti nella cellula (radiolisi H₂O) e produzione di specie reattive dell’O₂ (ROS)

L’interazione con il materiale genetico è considerata l’evento chimico preferenziale e più dannoso.

Radiolisi dell’acqua

Prodotti della radiolisi dell’acqua:

• In presenza di O₂:
• IR + H₂O → H₂O⁺ + e^-
• H^° → e^- + H₂O → H₂O₂
• HO^° - O^° - H₂O₂