Danni somatici si manifestano direttamente a carico dell individuo irradiato. Si dividono in

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1 LEZIONE 7 EFFETTI BIOLOGICI DELLE RADIAZIONI IONIZZANTI Danni somatici si manifestano direttamente a carico dell individuo irradiato. Si dividono in A) Effetti Stocastici B) Effetti Deterministici Effetti deterministici hanno le seguenti caratteristiche : si manifestano solo se si è superata una determinata soglia ( 1-3 Gy) che dipende dall effetto, dal tessuto e dal rateo di dose. Certi, colpiscono tutti gli individui esposti a dosi superiori alla soglia manifestazioni cliniche proporzionali alla dose. Latenza generalmente breve (giorni,settimana) ma può essere anche tardiva ( Es: cataratta oculare [1-2 y]). Effetti stocastici La cancerogenesi è il rischio somatico più importante dell irradiazione a dosi basse, e costituisce il problema principale della radioprotezione. tardivi. tutto-niente probabilità di accadimento direttamente proporzionale alla dose efficace ricevuta. Si ritiene che al di sotto di circa 0,1 Sv ( 100 msv; 10 rem) possano manifestarsi solo effetti stocastici. Poiché per gli stocastici non è dimostrata l esistenza di una dose soglia, si assume cautelativamente ( valore amministrativo) *) L ipotesi di linearità della risposta e di assenza di soglia è cautelativa. *) Si assume che la probabilità dell effetto stocastico sia correlata alla dose indipendentemente dai tempi di somministrazione. In base a questa ipotesi le dosi dei lavoratori si sommano nell arco di tutta la vita. *) In Radioprotezione si tiene conto della dose media all organo ( la probabilità di effetti stocastici è considerata la stessa se un organo ha assorbito una dose d oppure se 1/5 di organo ha assorbito una dose 5d. Dopo l irradiazione c è un periodo di latenza seguito da un periodo di rischio durante il quale è attesa la comparsa del tumore. Per le leucemie e il cancro osseo la latenza è circa 2 anni poi il rischio cresce fino a 5-10 anni, e quindi decresce lentamente verso i valori naturali di probabilità entro i 30 anni dalla irradiazione. Per i restanti tumori la latenza minima è di 5 anni seguito da un lento aumento della probabilità fino a 20 anni.

2 Con Hiroshima e Nagasaki (6 e 9 agosto 1945) l opinione pubblica comprese la gravità dei rischi connessi all uso bellico dell energia atomica. Questa sorta di peccato originale ha da allora accompagnato ogni impiego delle radiazioni ionizzanti generando nell opinione pubblica timori che hanno condizionato le applicazioni pacifiche del «nucleare». Gli esperimenti nucleari militari continuarono con esplosioni nell atmosfera (anni 60) poi divenute sotterranee), producendo ricadute al suolo (fallout radioattivo) che innalzar ono pericolosamente i livelli di dose ricevuti dalle popolazioni del pianeta. L incidente di Chernobyl (aprile 1986) e di Fukushima (2012) hanno riproposto drammaticamente all attenzione dell intero pianeta il problema dei rischi connessi all impiego della energia nucleare. Per valutare il rischio di radiocancerogenesi nell uomo, disponiamo attualmente di tre fonti di informazione: 1. studi in vitro su cellule 2. esperimenti su piccoli mammiferi 3. indagini epidemiologiche Le fonti epidemiologiche più affidabili di cui disponiamo sono sopravvissuti di Hiroshima e Nagasaki;( esposizione acuta) malati in radioterapia ;(esposizione in 1-4 sedute) gruppi particolari di lavoratori (minatori, nucleare) Cernobyl I dati epidemiologici hanno fornito indicazioni attendibili sul rapporto causa-effetto per esposti a dosi annuali medio-alte (0,1-1 Sv) Per basse dosi ( < 0,01 Sv), i dati non sono ancora sufficientemente attendibili (ICRP 26) Gli effetti stocastici somatici attesi in una popolazione di 10 6 adulti (maschi e femmine), dopo irradiazione acuta del corpo intero di 0,01 Sv sono costituiti da circa 126 tumori mortali, distribuiti tra 5 e 40 anni dopo l irradiazione. Questi 126 tumori mortali sono così ripartiti: 25 carcinomi mammari femminili, 0, tumori mammari / Sv persona 20 carcinomi polmonari, 0, tumori polmone / Sv persona 20 leucemie 0, leucemie / Sv persona 5 carcinomi tiroidei mortali 0, tiroide mortale / Sv persona 5 tumori ossei 0, tumori osseo / Sv persona 1 tumori cutanei mortali 0, tumori cute / Sv persona 50 tumori rimanenti organi del corpo. 0, tum.riman. organi / Sv persona Se la popolazione fosse costituita da bambini l incidenza sarebbe 2-3 volte maggiore. Se la popolazione fosse costituita da anziani l incidenza sarebbe minore. Tenendo conto di questi risultati, la stima dell incidenza degli effetti mortali in popolazione mista è di circa 100 casi per 10 6 persone che hanno ricevuto 0,01 sievert a persona, sul corpo intero.

3 100 casi Coefficiente di Rischio 6 0,01Sv 10 Persone 10 2 casi Sv Persone Questi casi sono distribuiti nei 5-30 anni successivi alla singola irradiazione acuta, ma se l'esposizione fosse cronica ( per 30 anni), a regime, i casi si manifesterebbero ogni anno. (ICRP60/90) L aggiornamento degli effetti sui sopravvissuti di H. e N. ha portato alla revisione delle stime di rischio per carcinogenesi introdotte con la ICRP-26. ICRP60 ha chiamato il Coefficiente di rischio Coefficiente nominale di probabilità di mortalità. casi Sv Persone che è stato differenziato per i Lavoratori e la Popolazione generale Il coefficiente nominale di probabilità di mortalità ( casi /sv man). I tumori mortali (per 10 6 lavoratori ; 0,01 Sv) sono quindi 400 ( al posto dei precedenti 100) Tumori Letali/Sv_persona Tumori letali Vescica E-02 Midollo osseo E-02 Superficie ossea E-02 Mammella E-02 Colon E-02 Fegato E-02 Polmone E-02 Esofago E-02 Tiroide E-02 Altri tessuti E-02 Totale Letali 4 1.0E-02 Prob. Danni ereditari gravi Gonadi 0,8 1.0E-02 Tumori non letali 0,8 1.0E-02 Totale Lavoratori 5,6 1.0E-02 IL COEFFICIENTE DI RISCHIO PASSA DA: 10-2 casi/sv.persona 4-5, casi/sv.persona 5-7,3 Popolazione casi/sv.persona

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5 Con questi coefficienti di rischio è possibile stimare i casi mortali imputabili alle dosi da fondo naturale di radiazioni e alle dosi da impieghi medici delle radiazioni. Esempio: 1) Se la dose media efficace da radiazioni naturali fosse di 1 msv/anno uomo; in una popolazione di 55 milioni di abitanti (Italia) abbiamo: 2 10 casi 6 3 Sv casi man Sv man anno anno Che sarebbero distribuiti su anni se fosse esposizione acuta ma poiché l esposizione è cronica i 550 casi sono all'anno. Con i nuovi fattori si deve moltiplicare per 5,6-7 1) Se la dose media efficace da radiazioni a scopo diagnostico è di 0,5 msv/anno pro capite; i casi di tumori mortali che conseguirebbero sarebbero 275. Con i nuovi fattori si deve moltiplicare per 5,6-7 Le caratteristiche di casualità e bassa incidenza degli effetti richiedono che la loro valutazione sanitaria siano sempre riferita ad un gruppo numeroso. Quanti sarebbero i casi se non si utilizzassero le radiazioni ionizzanti? I tumori costituiscono oggi circa il 20% delle cause di morte e una irradiazione cronica di 1 Sv/persona produrrebbe l 1% circa di morti per tumore radioindotto. 2 casi 2 casi 10 1Sv 10 0, 01 ovvero 1% Sv persona persona Le morti da tumore in quella popolazione pesantemente irradiata passerebbero dal 20 al 21%, un incremento non facile da far emergere statisticamente, perché compreso nelle fluttuazioni statistiche. La popolazione dovrebbe essere molto numerosa e le registrazioni molto accurate. I tumori sono in aumento negli ultimi decenni per cui è cresciuto l effetto di mascheramento. Con una dose di 1/100 di Sv ( 10 msv-dose naturale), l incremento atteso sarebbe così piccolo da non essere rivelabile anche con attenti metodi statistici.

6 Fonti ordinate secondo il loro effettivo contributo ai decessi negli USA ( Decision Research

7 Valutazioni di tre categorie di Elettori

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