LEZIONE 8 EFFETTI SOMATICI NON STOCASTICI DETERMINISTICI Sono effetti somatici deterministici gli effetti certi che seguono a breve scadenza l'irradiazione di un tessuto o di un organo con dose superiore a una certa soglia. L effetto presenta gravità crescente col crescere della dose. Breve scadenza. Gli effetti non stocastici si manifestano entro giorni settimane dopo l irradiazione. Caso particolare è la cataratta oculare che può manifestarsi anche 1-2 anni dopo l irradiazione acuta. Soglia. La soglia di dose acuta varia a seconda dell effetto considerato, ma è comunque dell ordine del 1-3 Gy. La soglia cresce se l irradiazione non è acuta ma protratta nel tempo (rateo di dose). In questi casi per ottenere lo stesso effetto, la dose acuta viene moltiplicata per un fattore di Correzione. Giorni Fattore di Correzione 1 1 5 1,7 10 2,04 20 2,41 40 2,82 45 2,9 Per la cute, per il midollo osseo, per il polmone, per il rene, per il sistema nervoso centrale, la soglia varia con la quantità di tessuto irradiato.
Irradiazione acuta della pelle Con l irradiazione acuta della cute si manifestano varie forme di Eritema cutaneo di crescente gravità: eritema semplice (3 Gy) eritema bolloso (6Gy) dermatite ulcerosa (12Gray) dermatite necrotica (24 Gray). Le dosi acute grosso modo stanno tra loro come i rapporti 1:2:4:8 Per l eritema semplice ha soglia di esposizione acuta ( 50 cm 2 ) di 3 Gy per fotoni di bassa energia e 10 Gy per fotoni di alta energia. La dermatite ulcerosa (12 Gy) con esposizione frazionata richiede 55 Gy ( in 1-5% dei pazienti) e 70 Gy in 25-50% degli esposti La Radiodermite (cute Radiologo) Cute secca, sottile e fragile con verruche ed ispessimenti irregolari dello strato corneo, dilatazione dei capillari venosi, riparazione difficile delle piccole ferite cutanee. L esperienza ha mostrato che sono necessarie dosi alla cute di 50 msv/anno (50 mgy/y) per anni per causare una radiodermite cronica ( senza che si manifesti l'eritema semplice ). In alcuni casi, dopo molti anni di dosi > 50 mgy/y, può comparire un tumore cutaneo (epitelioma). Sangue del radiologo. La situazione si verificava fra i radiologi e gli infermieri quando lavorando con poche precauzioni assorbivano circa 30-50 mgy/settimana ( circa 1,5 Gy/anno) in larghe porzioni del corpo per molti anni. L esposizione induce un danno degli organi emopoietici e l insorgere di anemia e leucopenia (valori di 3.500.000 emazie/mm 3 e 3500 leucociti/mm 3 non erano rari) che miglioravano mediante periodi di riposo e di non esposizione ai raggi. In quegli anni in alcuni stati venne introdotta la consuetudine del 15 giorni continuativi di ferie annuali aggiuntive, per consentire una ripresa dei valori ematologici. Il provvedimento, che poteva avere una ragione a quei tempi, non ha più nessun senso oggi. L irradiazione acuta di capelli e peli pari a 2 Sv causa la loro caduta definitiva
Irradiazione Acuta Intero organismo L irradiazione acuta dell intero organismo (total body, TB) con dosi > 1 Gy di fotoni dà luogo alla cosiddetta sindrome acuta da radiazioni o malattia da raggi. Forma Dose Gy Effetto Forma Ematologica 0,25 Sopravvivenza virtualmente certa O,5 Depressione Emopoietica 1 Soglia Sindrome acuta da raggi. Ospedalizzazione Piccole variazioni formula sanguigna Raddoppio rischio spontaneo leucemia e anomalie genetiche 1-2 Sopravvivenza probabile Notevoli variazioni formula sanguigna Nausea, affaticamento,lievi emorragie intestinali 2-3-5 Sopravvivenza possibile ( a 3 Gy 50%) Emorragie gravi, prostazione,shock 5-6 Sopravvivenza impossibile Forma Gastrointestinale 6-7 Soglia sindrome Gastrointestinale Forma Neurologica 10 Soglia sindrome Neurologica Sindrome Acuta da raggi (1-5 Gy). Tra 20 minuti e 3 ore dopo l irradiazione compare vomito e nausea. Se questi sintomi appaiono dopo 5-6 ore è poco probabile che siano radioindotti (paura). In questa fase precoce può apparire arrossamento degli occhi (dosi >= 1,5 Gy) e arrossamento cutaneo (eritema cutaneo) ( >= 5 Gy). Indicatore significativo della gravità della esposizione è la diminuzione dei linfociti e delle piastrine. ( aumento temporaneo granulociti). Il periodo tra 2 gg e 6 sett è caratterizzato da febbre, infezioni, emorragie ed eventuale compromissione intestinale; Dopo 2-3 settimane gli esami ematologici di laboratorio possano mostrare dati anormali anche in assenza di sintomi Il periodo tra 8 sett e 15 sett è caratterizzato da ripresa generale. Forma Gastrointestinale vomito,diarrea, squilibrio elettrolitico, emorragie digestive. Forma Neurologica Offuscamento della coscienza, disorientamento, convulsioni. E possibile riconoscere un avvenuta irradiazione e stimarne l entità, anche per irradiazione inferiore a 0,25 Gy TB di fotoni, attraverso il conteggio delle aberrazioni cromosomiche dicentriche nei linfociti.
Irradiazione acuta delle gonadi maschili o femminili L irradiazione acuta delle gonadi maschili o femminili può dar luogo a sterilità temporanee o permanenti. Nell uomo, dosi acute di fotoni (0,3-1,5 Gy) possono indurre una subfertilità per alcuni mesi. Dosi più elevate (2-3 Gy) producono sterilità temporanea, di pochi o di molti mesi; dosi acute elevate (5-8 Gy) producono sterilità definitiva. Nella donna la sterilità temporanea (2-3 Gy ); la sterilità definitiva compare con dosi poco maggiori di 3 Gy nelle donne alla fine del periodo riproduttivo (40 anni ), e (5-8 gray) nelle donne giovani. Irradiazione acuta dell occhio L irradiazione acuta dell occhio con qualche Gy di fotoni provoca congiuntivite a breve termine e in qualche caso cataratta del cristallino dopo alcuni mesi o anni. La cataratta da radiazioni è un effetto diverso dagli altri effetti non stocastici; può comparire dopo qualche anno, non mostra una soglia abbastanza netta e identificabile, non colpisce tutti gli individui irradiati. Irradiazione acuta dell embrione e del feto L irradiazione acuta dell embrione e del feto può produrre effetti deterministici come la morte del concepito, l insorgenza di malformazioni nell embrione, l'arresto nello sviluppo di organi. Le soglie di dose coprono l intervallo 0,1-2 Gy di fotoni. Nelle prime 3 settimane di gravidanza, 0,1-0,4 Gy di fotoni all embrione possono talora provocare l aborto spontaneo. Aborto, diviene più probabili per dosi maggiori di 1 Gy. Dalla 4 alla 10 settimana 0,1-0,4 Gy all embrione sono raramente abortivi ma sono temibili perché colpiscono il concepito mentre è in corso l organogenesi. Si possono produrre con incidenza non trascurabile, varie malformazioni sia incompatibili con la vita (aborto spontaneo o nati morti) che compatibili con la vita. Dopo la 10 settimana (dalla fine del terzo mese in poi), dosi dell ordine dei decimi di Gy di fotoni non provocano né aborti né malformazioni. Ma possono indurre ritardi nello sviluppo di apparati come la microcefalia. Gli effetti graduati dell irradiazione dell embrione e del feto inducono ad adottare alcune regole pratiche di radioprotezione nei confronti delle pazienti e lavoratici in età fertile. Terapia. Debbono essere evitate per quanto è possibile irradiazioni terapeutiche con campi addominali in donne in età fertile. Un tempo si era ristretta questa regola alle donne gravide; oggi, consapevoli dei danni da irradiazioni all inizio della gravidanza (che può non essere conosciuta) si applica la regola alle donne in età fertile. Diagnostica. Dosi di 0,01-0,04 Gy non suscitano il timore di danni embrionali e fetali. Ma ragioni di prudenza inducono a limitare alle urgenze gli esami Rx-diagnostici della regione addominale in donne che possono essere gravide. Gli inglesi hanno proposto la regola dei 10 giorni : salvo casi d urgenza, l esame Rx-diagnostico dell addome di donne in età fertile deve essere condotto nei primi dieci giorni che seguono l inizio d una mestruazione perché in tali giorni vi è la certezza che la donna non è gravida.
Dosi-soglia per danni deterministici Danno Tipo di Esposizione Acuta singola Accumulata molto Esposizione(Sv) frazionata (Sv) Testicoli sterilità temporanea O,15 NA sterilità permanente 3,5-6,0 NA Ovaio sterilità 2,5-6,0 6 Cristallino Opacità 0,5-2 5 cataratta 5 >8 Midollo osseo Depressione Emopoiesi 0,5 NA aplasia mortale 1,5 NA La tabella è ricavata dalle Pubblicazioni ICRP n. 41 (1984) e n. 60 (1990). Tipo di esposizione, la prima colonna si riferisce ad un esposizione unica o comunque ricevuta in ore o giorni, la seconda colonna riguarda la dose accumulata per esposizioni molto frazionate o protratte (p.es. in radioterapia). NA significa non applicabile, perché la soglia dipende più dall intensità di dose che dalla dose totale ricevuta.