Da Chernobyl ai giorni nostri: qual è l’effetto delle radiazioni sul nostro organismo?

Da sempre è noto l’effetto pericoloso delle radiazioni ionizzanti sull’organismo umano. Durante le stragi nucleare di Chernobyl, Hiroshima e Nagasaki, è stato possibile evidenziare quali fossero le potenzialità citotossiche delle radiazioni sul nostro organismo.

Il grafico mostra l’aumento dell’incidenza del tumore alla tiroide in pazienti provenienti da differenti paesi orientali in seguito all’incidente di Chernobyl avvenuto nel 1986.

Quali sono quindi le conseguenze delle dosi radioattive sul corpo umano, e soprattutto, come ha reagito la natura nel corso dell’evoluzione all’esposizione ad alte concentrazioni di radiazioni potenzialmente dannose?

Cosa accadde a Chernobyl?

L’ incidente nucleare di Chernobyl è avvenuto nel 1986 ed è tutt’oggi il più grave incidente che sia mai avvenuto in un reattore nucleare a scopi civili. Dalle indagini svolte successivamente al disastro si è desunto che ci fosse stato un errore in un test di sicurezza effettuato sul reattore RBMK. Durante il test, il reattore divenne instabile e determinò l’avvio di una reazione a catena nucleare, causando l’esplosione con conseguente fuoriuscita di materiale radioattivo sotto forma di nuvola tossica. Queste sostanze ricaddero sulle zone circostanti contaminandole pesantemente e si pensa che in pochi giorni le nubi raggiunsero facilmente l’Europa Orientale, toccando addirittura nazioni come l’Italia, la Francia, la Svizzera e i Balcani. Sulla strage di Chernobyl è stato condotta una serie televisiva ideata da Craig Mazin la quale, attraverso la vita di personaggi fittizi che lavoravano nel reattore esploso, permette di tracciare in maniera oggettiva gli avvenimenti del 26 aprile 1986 nella città di Chernobyl.

Radiazioni ionizzanti: un pericolo per la salute umana

Le radiazioni ionizzanti sono in grado di determinare un processo di espulsione degli elettroni dagli orbitali più esterni di un atomo portando alla formazione di ioni con carica netta differente. Le radiazioni di questo tipo comprendono raggi X, gamma ma anche protoni ed elettroni ad elevata energia. Un esempio di particelle ad elevata energia sono i raggi cosmici, uno dei pericoli più gravi per gli astronauti durante le missioni spaziali.
Infatti è noto da tempo che gli astronauti che soggiornano per lunghi periodi in orbita hanno una maggiore tendenza a sviluppare tumori in varie sedi anatomiche. le cellule sensibili all’esposizione alle radiazioni ionizzanti sono quelle cellule che hanno un elevato tasso replicativo. Ad esempio si possono citare le cellule staminali ematopoietiche presenti nel midollo osseo, le cellule dello strato basale dell’epidermide ma anche le cellule germinali presenti nei testicoli e nelle ovaie.

Effetti diretti e indiretti delle radiazioni sul DNA cellulare.

Da un punto di vista intracellulare è stato dimostrato che l’aumento del tasso di tumori all’interno degli astronauti, così come nelle persone che sono state esposte a radiazioni derivanti dai disastri nucleari, si può ricondurre prevalentemente ad un aumento della sintesi dei radicali liberi dell’ossigeno ma anche a rotture nei filamenti di DNA le quali possono coincidere con hot-spots legati all’insorgenza tumorale. La rottura di entrambi i filamenti di DNA, nota come Double Strand Break, rappresenta uno degli eventi più pericolosi che può verificarsi all’interno delle nostre cellule e i meccanismi di riparazione che possediamo non risultano essere caratterizzati da un’elevata fedeltà e per tale motivo possono compiere errori durante il loro lavoro determinando delle mutazioni che possono rendere il liquido suscettibile al cancro.

Deinococcus Radiodurans: la natura si protegge dalle radiazioni

Alcune specie viventi, soprattutto i batteri, sono divenute resistenti all’esposizione alle radiazioni ionizzanti. Un esempio eclatante è Deinococcus Radiodurans. Questo batterio rappresenta uno degli organismi più resistenti alle radiazioni che esistano al mondo e addirittura ha sviluppato nel corso della sua evoluzione un meccanismo per riparare correttamente i cromosomi dopo che il suo materiale genetico era stato esposto ad elevate dosi radioattive. Per fare un paragone, all’uomo bastano 10 Gy di radiazioni per morire mentre la morte del batterio citato sopraggiunge dopo prolungate esposizioni a 5000 Gy, circa 500 volte la dose massima (o meglio sicuramente letale) per l’essere umano.
Il meccanismo di protezione dalle radiazioni, che si basa sempre su delle particolari caratteristiche del processo di riparazione del DNA in seguito all’esposizione al tali agenti patogeni, è rappresentato da due fasi consequenziali di ricombinazione omologa. Durante la prima fase il batterio riesce a ricollegare soltanto alcuni frammenti dei cromosomi originali e, nella fase successiva, il batterio riesci a risolvere tutte le interruzioni all’interno del materiale genetico, compresi i Double Strand Breaks. Nonostante questo batterio siamo molto affascinante da un punto di vista biologico, a tal punto da essere stato inserito nel Guinness dei primati, non è ancora noto perché sia in grado di resistere a talmente elevate concentrazioni di radiazioni siccome il background cosmico non ha mai raggiunto in tutta l’esistenza dell’universo dei livelli talmente elevati di dosi radioattive.

Immagine al microscopio elettronico di Deinococcus Radiodurans.

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