Le armi atomiche e gli incidenti nucleari come quelli di Chernobyl e Fukushima ci hanno fatto sapere che le radiazioni nucleari possono uccidere.
Ma come esattamente le radiazioni influenzano il nostro corpo? E perché le radiazioni a volte causano il cancro e altre volte lo curano?
La radiazione nucleare è l’energia emessa da tutti gli elementi radioattivi quando si scompongono in atomi più stabili. E viene prodotta dentro e intorno a te in questo momento.
Gli atomi radioattivi presenti in ogni cosa – dalle rocce alle banane e persino nel nostro corpo – emettono energia quando decadono in forme più stabili.
Le nostre cellule possono facilmente ripulire qualsiasi danno fatto da questa radiazione di fondo a basso livello – in media gli australiani sono esposti a circa 1.5 millisievert (mSv) di radiazioni di fondo all’anno – ma è una storia diversa se si è esposti a dosi superiori a circa 500 mSv.
La combinazione di quante radiazioni si è esposti, a quale tipo, e quanto spesso determinerà l’effetto sulle cellule e sui tessuti.
Le basse dosi di radiazioni nucleari hanno maggiori probabilità di cambiare le cellule modificando il DNA, mentre le alte dosi tendono ad uccidere le cellule.
Quindi l’esposizione a lungo termine a basse dosi di radiazioni aumenta le probabilità di ammalarsi di cancro, mentre una singola dose elevata causerà rapidamente danni immediati alle cellule e ai tessuti – un processo usato efficacemente per uccidere le cellule tumorali in radioterapia.
Dosi molto elevate come quelle sperimentate dai lavoratori sul sito degli incidenti nucleari (diverse migliaia di volte superiori al livello di radiazioni di fondo) causano danni estesi, con una serie di sintomi noti collettivamente come malattia da radiazioni. Dosi estremamente elevate possono uccidere in giorni o settimane.
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Effetti sulla salute delle radiazioni ionizzanti |
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| Gamma di dosi | Effetti su salute umana (incluso il bambino non ancora nato) |
| Fino a 10 mSv | Nessuna prova diretta di effetti sulla salute umana |
| 10 – 1000 mSv | Nessun effetto iniziale; aumento dell’incidenza di alcuni tumori nelle popolazioni esposte a dosi più elevate |
| 1000 – 10.000 mSv | Malattia da radiazione (rischio di morte); Aumento dell’incidenza di certi tumori nelle popolazioni esposte |
| Sopra 10.000 mSv | Fatale |
| Fonte: ARPANSA | |
Cos’è la radiazione nucleare?
La radiazione ad alta energia emessa dal decadimento radioattivo può assumere la forma di particelle ad altissima velocità (elettroni nel caso della radiazione beta; due protoni e due neutroni nella radiazione alfa) o onde (raggi gamma o X).
A prescindere dalla forma che assume, tutte le radiazioni nucleari hanno abbastanza energia per spogliare di elettroni gli atomi e le molecole con cui interagiscono, guadagnandosi il nome di radiazioni ionizzanti.
È questa proprietà di spogliare di elettroni (ionizzante) che fa il danno alle nostre cellule e tessuti.
Oltre a generare calore, la rimozione di elettroni può rompere i legami chimici. Quando questo accade in una molecola di DNA può causare mutazioni, che possono portare al cancro lungo la strada. E ionizzare una proteina può incasinare la sua forma e funzione – non qualcosa che si vuole nelle molecole che coordinano la maggior parte della chimica nelle nostre cellule.
Questi effetti sono aggravati quando le molecole di acqua (H2O) nel nostro corpo sono ionizzate nei radicali liberi ad alta energia OH- e H+, che possono continuare ad attaccare altre molecole e cellule vicine.
Il nostro corpo è pieno d’acqua e quasi tutte le cellule hanno il DNA, ma alcune cellule e tessuti sono più suscettibili di altri ai danni delle radiazioni nucleari.
Quali cellule del corpo sono più colpite dalle radiazioni?
Le cellule e gli organi che sono più colpiti dalle radiazioni nucleari sono quelli che si riproducono attivamente, perché il DNA è più esposto quando la cellula è in fase di divisione.
Le cellule del sangue hanno il più alto tasso di ricambio nel nostro corpo, quindi il tessuto dove vengono prodotte – le cellule in rapida divisione del midollo osseo – è il più suscettibile ai danni delle radiazioni.
I danni al midollo osseo in dosi elevate – e la completa distruzione di esso in dosi molto elevate – compromettono il nostro sistema immunitario non sostituendo i nostri globuli bianchi.
L’esposizione a lungo termine a dosi più basse può portare a mutazioni cancerose del DNA nel midollo, che possono portare alla leucemia, il cancro del sangue, nelle persone esposte per lavoro o in loco.
Le cellule che rivestono il sistema digestivo sono anche in rapida divisione, quindi possono far fronte all’assalto fisico e chimico di digerire il nostro cibo. I danni gastrointestinali contribuiscono ai sintomi della sindrome acuta da radiazioni nelle persone che sono esposte ad alte dosi.
I feti in via di sviluppo sono, naturalmente, incredibilmente suscettibili alle radiazioni, mentre i tessuti che si dividono lentamente come le cellule muscolari e nervose sono molto meno sensibili.
E i tessuti e gli organi sani non sono le uniche cellule che si riproducono regolarmente – i tumori sono letteralmente palle di cellule che si dividono fuori controllo, motivo per cui la radioterapia può essere efficace nel distruggerle. Anche il buon apporto di sangue che alimenta i tumori aiuta, perché le radiazioni interagiscono anche con l’ossigeno disciolto nel sangue. Questo porta alla produzione di radicali liberi che attaccano le cellule vicine, amplificando l’effetto delle radiazioni.
L’esposizione alle radiazioni esterne è una cosa, ma ingerire particelle radioattive porta il danno a un altro livello.
Cosa succede se respiri particelle radioattive o ingerisci cibo o acqua contaminati?
Inalare o ingerire materiale radioattivo consegna la fonte di radiazione direttamente alle tue cellule, aumentando il rischio di sviluppare il cancro nei tessuti dove si accumulano.
Lo iodio radioattivo (iodio-131) soffiato nell’atmosfera dall’esplosione di Chernobyl del 1986 ha causato un gran numero di casi di cancro alla tiroide nelle persone che hanno bevuto latte contaminato (essendo stato rilasciato nelle nuvole di materiale radioattivo dopo l’esplosione, lo iodio – un sottoprodotto delle reazioni di fissione nucleare – è arrivato sui campi dove è stato ingoiato dalle mucche).
Lo iodio è essenziale per la normale funzione della ghiandola tiroidea, e con la sua capacità di attirare lo iodio la ghiandola riceve una dose concentrata di iodio-131 quando si beve latte contaminato. Fortunatamente, il cancro alla tiroide è curabile con la rimozione della ghiandola, anche se segue una vita di integratori ormonali. Con un tempo di dimezzamento di soli otto giorni, il livello di iodio radioattivo è sceso rapidamente dopo l’incidente, quindi il rischio di esposizione è sceso entro poche settimane dal disastro.
Non così con l’isotopo radioattivo del cesio-137, che ha un tempo di dimezzamento di 30 anni. Il cesio è molto solubile in acqua, quindi quando entra nel nostro flusso sanguigno attraverso cibo o acqua contaminati, finisce per diffondersi in tutto il nostro corpo, e concentrarsi nel tessuto muscolare in particolare. I nostri corpi alla fine trasformano questi tessuti, ma ci vogliono tre mesi per ridurre della metà la quantità di cesio nei nostri muscoli, quindi l’esposizione a lungo termine alle radiazioni beta e gamma aumenta le possibilità di sviluppare il cancro in quei tessuti.
Con un’emivita di 29 anni, lo stronzio-90 si unisce al cesio-137 come fonte di radiazioni nocive di lunga durata dopo gli incidenti nucleari.
Lo stronzio è chimicamente molto simile al calcio, quindi se si ingerisce cibo contaminato da isotopi radioattivi dello stronzio come lo stronzio-90, finisce dove il calcio finirebbe normalmente – principalmente nelle ossa.
Negli adulti, lo stronzio si accumula principalmente sulla superficie delle ossa, ma nei bambini può essere incorporato nelle ossa stesse in crescita. La radiazione beta emessa quando gli atomi radioattivi decadono in forme più stabili può danneggiare il midollo osseo e portare al cancro alle ossa.
