DIPARTIMENTO DELLE TECNOLOGIE PESANTI Nota Informativa: RAD 03 Revisione 2 del 27.09.2011 Pagina 1 di 8 Rischio di malformazioni nei nati da donne incinte sottoposte a esami radiologici Attraverso una revisione della letteratura, si evidenzia come, alle dosi comunemente assorbite in radiodiagnostica, il rischio di malformazioni nei nati da donne incinte sottoposte a esami radiologici durante la gravidanza sia in realtà minimo, soprattutto se confrontato con il rischio naturale da radiazioni a cui tutta la popolazione è sottoposta. Fermo restando che le radiazioni ionizzanti in quanto tali sono nocive e che nessun individuo andrebbe irradiato a cuor leggero, tanto più se in età riproduttiva. Questa pr udenza, s pesso i gnorata anche di f ronte a s oggetti g iovani, no n de ve t rasformarsi, quando si parla di gravidanza, in una sorta di radiofobia. Nell'elenco dei teratogeni umani del 1998 (tabella 1), secondo la Food and drug administration (FDA), sotto la voce «radiazioni» è riportato semplicemente «cancer therapy»; non c'è indicazione di altre terapie e soprattutto non c'è alcuna menzione di radiodiagnostica. Probabilmente s i r itiene c he alle d osi a ssorbite in r adiodiagnostica il r ischio te ratogeno s ia trascurabile o quanto meno si possa correre ove necessario. Tabella 1. Elenco dei teratogeni umani noti, secondo la FDA (1998) Drugs Aminopterin/amethopterin Isotretinoin (13-cis-retinoic acid) Androgenic hormones Lithium Angiotensin converting enzyme (ACE) inhibitors Phenobarbital Busulfan Phenytoin Carbamazepine Polychlorinated biphhenyls (PCP) Cocaine Propylthiouracil Diethylstilbestrol Prostaglandin (misprostol) Ergotamine Tetracycline Etretinate Thalidomide Finasteride Trimethadione/paramethadione Heroin/methadone Valproic acid Iodide Warfarin Heavy metals Lead Zinc deficiency 1
Mercury Radiation Cancer therapy Maternal conditions Alcohol Insulin-dependent diabetes mellitus Iodide deficiency Maternal phenylketonuria Myasthenia gravis Intrauterine infections Cytomegalovirus Herpes simplex Human immunodeficiency virus (HIV) Parvovirus Rubella Other exposures Chorionic villus sampling (CVS) Dilation and curettage (D&C) Gasoline fumes (excessive) Heat Hypoxia Obesity (severe) Smoking cigarettes/marijuana Systemic lupus erythematosus Vitamin A deficiency Syphilis Toxoplasmosis Varicella Venezuelan equine encephalitis virus Methyl isocyanate Methylene blue Puncture wounds Toluene (severe) Trauma C'è poi da considerare il fatto che questo rischio può essere irrisorio se confrontato con il rischio naturale da radiazioni: siamo tutti esposti a esse e il rischio è dovuto alla radioattività di fondo, cioè alla radioattività naturale. Quest'ultima è provocata solo per il 18% dall'attività dell'uomo, con la radiodiagnostica (raggi X e medicina nucleare), la radioterapia e i reattori nucleari 1. Il restante 82% costituisce la radioattività naturale, per la quale ogni essere vivente assorbe una dose di radiazioni pari a ci rca 2 msv/anno (l'equivalente della dose assorbita dal feto la cui madre venga sottoposta i n gravidanza a circa 200 r adiografie d el t orace e seguite i n uni ca pr oiezione antero-posteriore in un a nno), e che è dovuta per buona parte alla presenza di radon. Un viaggio aereo da Boston a Londra espone il corpo umano a una dose di radiazione cosmica di circa 0,05 msv 2. 2
Il radon Il r adon è un gas r adioattivo, inodore e incolore, estremamente v olatile, chimicamente inerte, esistente in natura, presente in alcune rocce della crosta terrestre (lave, tufi, graniti eccetera). Questo gas contamina le falde acquifere e i materiali da costruzione e penetra negli edifici dal terreno. Tutte le strutture costruite fino agli anni ottanta sono interessate dalla presenza di gas radon nei piani terra e nei seminterrati. Secondo le stime ufficiali, nelle aule di una scuola costruita a piano terra o seminterrato, la concentrazione di gas radon varia da 300 a 1.300 Bq per mc d'aria 3. La s oglia di pe ricolosità s catta g ià qua ndo s i s uperano i 500 B q, e c iò non va le s olo pe r l e scuole. In Italia, oltre agli edifici scolastici, molti stabili condominiali o fabbriche superano i 1.000 Bq. La radioattività naturale ha origine dall'uranio-238 ( 238 U), eterno generatore di radionuclidi, la cui emivita è di 4,5 miliardi di anni. Il radon ( 222 Rn, emivita 3,8 giorni) ha origine dal radio ( 226 Ra, emivita 1600 a nni) per decadimento alfa (emissione di 4 He); i l d ecadimento (sia d i al fa s ia b eta) prosegue poi attraverso una catena di nuclidi figli instabili, fino alla stabilizzazione ( 206 Pb stabile). Effetti biologici delle radiazioni Un diagramma (figura 1) riassume la sequenza degli eventi dall'esposizione alle radiazioni e quindi dall'assorbimento di energia nei tessuti fino alla morte dell'organismo o al danno finale permanente, attraverso effetti diretti (ionizzazione delle macromolecole) o indiretti (ionizzazione dell'acqua e produzione di radicali liberi). Non tutti i te ssuti sono ugualmente sensibili alle radiazioni. La radiosensibilità è maggiore nei tessuti a più alto tenore mitotico, quelli cioè caratterizzati da una più efficace attività proliferativa, che a s ua vol ta è i nversamente pr oporzionale a l g rado di di fferenziazione c ellulare. Q uindi, un tessuto più immaturo e meno differenziato è più radiosensibile. Sarà pos sibile i ndividuare ne l corso d ella vi ta fetale, da lla fecondazione fino a lla n ascita, un periodo, per la verità non particolarmente lungo (circa un mese e mezzo), che coincide con la fase dell'organogenesi, i n cui l 'embrione, c he s i v a formando, è p articolarmente s uscettibile a lle radiazioni ionizzanti. Si possono individuare schematicamente tre stadi dello sviluppo embrionale: impianto dell'uovo (9-14 giorni); organogenesi (15-50 giorni); fase fetale (50-280 giorni). In ciascuna fase le radiazioni possono, se assorbite dall'embrione in dosi elevate, produrre effetti specifici c he va nno d alla m orte de ll'uovo s egmentato ( con c onseguente e spulsione pr ima dell'annidamento) alle malformazioni vere e proprie, a vari effetti che possono essere riassunti in un ritardo o i n un d eficit dello sviluppo psicofisico, all'induzione di neoplasie maligne 4. In ogni caso, man mano che lo sviluppo fetale si avvia a compimento, si riduce di pari passo la sensibilità del feto alle radiazioni. 3
Figura 1. Cascata di effetti: diagramma che riassume la sequenza degli eventi dall'assorbimento di energia nei tessuti alla morte, o al danno finale nell'organismo 4
La t abella s uccessiva r iassume gli ef fetti av versi d a r adiazioni d ipendenti d allo stadio di sviluppo (tabella2). Preimpianto Organogenesi Early Fetal Mid Fetal Late Fetal Dal concepimento (giorni) 0-8 9-50 51-105 106-175 >175 Dal concepimento (settimane) 1 2-7 8-15 16-25 >25 Effetti aborto +++ + + - - malformazioni - +++ + + - ritardo di crescita - +++ ++ + + ritardo mentale - - +++ + - sterilità - + ++ + + cataratta - + + + + microcefalia - +++ + + + neoplasie maligne - + + + + Va detto che tutti questi effetti sono stati osservati in studi su sopravvissuti all'esplosione della bomba atomica a Hiroshima, oppure su bambini irradiati in utero a dosi considerevoli, a causa di una radioterapia incautamente eseguita sulla madre durante la gravidanza. Altri studi su bambini, specie quelli nati dopo i l 1960 e d esposti durante la vita fetale a basse dosi per esecuzione di esami di radiodiagnostica, hanno dato risultati diversi. In particolare, in un recente studio cinese 5 non è stata riscontrata nessuna differenza fra lo sviluppo fisico e intellettuale in 1.026 bambini esposti in utero a raggi X a scopo diagnostico (dose 12-43 mgy) e 1.191 bambini non esposti. Per qua nto r iguarda l 'induzione di ne oplasie m aligne, nonos tante un 'ampia l etteratura ( anche cinematografica) che mostra l'insorgere soprattutto di leucemie a seguito dell'esplosione nucleare di Hiroshima, il rischio di neoplasie maligne in bambini sottoposti durante la vita fetale a pelvimetria nel te rzo tr imestre ( circa 1 0 mg y) e c ontrollati p er 1 4 a nni d opo la n ascita è r isultato p ari a llo 0,064%/10 mgy in più dal rischio naturale dello 0,1% 6. Curva dose-risposta La c omparsa di m alformazioni i n ne onati e sposti a lle r adiazioni i n gr avidanza è s tata considerata come un f enomeno stocastico, probabilistico (il danno non è prevedibile, non è detto che si produrrà, ma è più probabile che si verifichi rispetto alla probabilità che si ha nei soggetti non irradiati; in altre parole «il dado è tratto, chissà cosa salterà fuori»). La riproducibilità degli effetti teratogeni in animali da esperimento, in particolare in femmine di ratto irradiate a dose crescente a 9 giorni da l c oncepimento, c ioè ne lla f ase de ll'organogenesi ( figura 2 ), d imostra in vece c ome il rischio sia funzione della dose, secondo una curva dose-risposta corrispondente a una parabola, che parte d a u n v alore p ercentuale equivalente al rischio na turale ( circa i l 4%, i ndipendentemente dall'irradiazione) e i potizza una dos e-soglia di ci rca 0,1 G y ( l'aumento d ell'incidenza d i malformazioni alla nascita è praticamente trascurabile fino a tale valore). All'incremento della dose corrisponde un maggior incremento dell'effetto: 0,4% a 0,4 Gy vs. 17% a 1 Gy. 5
Figura 2. Curva dose-risposta per tutte le malformazioni successive all'irradiazione di femmine di ratto gravide a 9 giorni dal concepimento con raggi x (250 kv) (Castronovo, 1998) Anomalie genetiche Oltre a l r ischio te ratogeno, e siste u n r ischio genetico, d ovuto all'irradiazione d elle c ellule germinali in un maschio o in una femmina non gravida. Le mu tazioni c osì r isultanti p ossono tr asmettersi p er generazioni. Il rischio d i a nomalie genetiche indotte dalle radiazioni è dell'1% per 1 Gy. L'esposizione paterna prima del concepimento aumenta il rischio di leucemia nei figli 7. Il rischio globale è comunque di modesta entità: esso è quantificabile fra zero e un caso su 1.000 nati vivi per una dose embrio-fetale di 10 mgy nel primo quadrimestre della gestazione 8. La ta bella s eguente mo stra il r ischio in f unzione d ella d ose. L'entità assoluta d el r ischio nell'uomo è piccola, se non trascurabile, per dosi fino a 0,1 Gy (tabella 3). Tabella 3. Rischio in funzione della dose (da Castronovo,1998) - 1 Gy = 100 rad dose (Gy) < 0,05 trascurabile 0,05-0,10 dubbio rischio 0,10-0,50 significativo durante il I trimestre > 0,50 elevato durante tutta la gravidanza 6
La tabella successiva mostra la dose assorbita dal feto (espressa in mgy) quando la madre venga sottoposta a c omuni e sami di r adiodiagnostica. Le r adiografie s i i ntendono e seguite i n uni ca proiezione antero-posteriore. Si vede come le dosi siano al di sotto della soglia di rischio (tabella 4). Tabella 4. Dose assorbita dal feto qualora la madre venga sottoposta ad alcuni esami radiologici, che si intendono eseguiti in unica proiezione antero-posteriore - 1 mgy = 100 mrad Procedura dose (mgy) Ortopantomografia 0 Rx torace 0,01 Rx rachide lombare 7,2 Angiografia addominale 25 Stratigrafia polmonare 0,3 Pelvimetria 6 TC addominale 8 Conclusioni Una p ercentuale d al 4 al 6 % d i t utti i n eonati n asce co n v arie m alformazioni co ngenite indipendentemente da una storia di irradiazione. Un aumento del rischio in questo senso per dosi inferiori a 0,1 Gy (dose soglia nel ratto) è veramente molto piccolo se comparato al rischio normale. Il rischio è considerato trascurabile per 0,05 Gy o meno e diviene significativo per dosi al di sopra di 0,15 Gy. L'esposizione del feto a radiazioni nel corso di procedimenti diagnostici è molto raramente causa di interruzione di gravidanza. Bibliografia 1. N CPR R eport 54. Medical r adiation e xposure of pr egnant a nd pot entially pr egnant w omen. Washington DC, 1977. 2. Castronovo FP. Human teratogens: Radiation exposure. MGH, Boston, 1998. 3. Allarme radon nelle scuole. Il Resto del Carlino, Bologna, 6/11/2000. 4. Mettler F, Mosley R. Medical effects of ionizing radiation. Grune and Stratton, NY, 1985. 5. H u Y, Y ao J. L ong t erm ef fects o f p renatal d iagnostic x -rays on c hildhood ph ysical a nd intellectual development. J Radiol Prot 1994; 14: 251. 6. Stewart A. Low-dose radiation cancer in man. Adv Can Res 1971; 14: 359. 7. Little MP et al. Review of the risks in relation to parental pre-conception exposure to radiation. Health Phys 1995; 68:299. 8. Mole RH. Radiation effects on pre-natal development and their radiological significance. Br J Radiol 1979; 59. 9. Regulatory Guide 8.3 6. Radiation dose to embrio/fetus. US Nuclear Regulatory Commission, 1992. 10. D ekaban AS. A bnormalities i n c hildren e xposed t o x -radiation dur ing va rious s tages of gestation: T entative time table o f radiation in jury to th e h uman fetus ( Part I). J N ucl M ed 1968; 9: 477. 11. Kallinger W, Granninger W. The effects of a high gamma dose on a human fetus. Health Phys 1979; 36: 1. 12. Staffer SS, Hamburger JI. Inadvertent I-131 therapy for hyperthyroidism in the first trimester of pregnancy. J Nucl Med 1976; 17: 146. 7
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