PATOLOGIA AMBIENTALE Patologie da trasferimento di energia meccanica Patologie da trasferimento di energia termica Patologie da trasferimento di energia radiante Patologie da correnti elettriche Patologie da variazioni della pressione atmosferica Cinetosi Patologie da accelerazione gravitazionale Agenti chimici quali causa di malattia Patologie da errata alimentazione

Radiazioni ionizzantiRadiazioni eccitanti e ad effetto termico RADIAZIONI ELETTROMAGNETICHE

EFFETTI DELLE RADIAZIONI ULTRAVIOLETTE SULLA SALUTE UMANA - EFFETTI PRECOCI: di breve durata e reversibili - EFFETTI TARDIVI: invecchiamento precoce della cute, tumori cutanei, patologie dellocchio tumori cutanei, patologie dellocchio Leffetto biologico sulluomo è condizionato dal fatto che pur avendo una λ discretamente piccola queste radiazioni hanno un potere di penetrazione dei materiali biologici ridotto (decimi di millimetro). Pertanto gli effetti sono fondamentalemte a carico della cute e dellocchio con danni a breve e lungo termine

EFFETTI PRECOCI eritema, pigmentazione e danno alle cellule di Langherans e ai cheratinociti nellepidermide. Eritema, edema e infiammazione acuta sono dovute a liberazione di istamina dai mastociti nel derma, dalla sintesi di metaboliti dellac arachidonico e dalla produzione di citochine proinfiammatorie come lIL-1

Definizione di FOTOSENSIBILIZZATORE FOTOSENSIBILIZZANTE. è un composto la cui struttura chimica permette lassorbimento di luce (UV e visibile) e subisce una reazione fotochimica primaria che comporta la formazione di specie altamente reattive (radicali e ioni) che causano modificazioni chimiche nelle molecole biologiche vicine. Sost. Fotosensibilizzanti endogene: porfirine (il gruppo eme), flavine (la vitamina B) Sost. Fotosensibilizzanti endogene: porfirine (il gruppo eme), flavine (la vitamina B) Farmaci che causano fotosensibilità cutanea: tetracicline, sulfonammidi, fenotiazine I DANNI FOTOCHIMICI SONO MEDIATI DAI RADICALI DELLOSSIGENO (ROS) I DANNI FOTOCHIMICI SONO MEDIATI DAI RADICALI DELLOSSIGENO (ROS)

EFFETTI TARDIVI: cancerogenesi da UV CARCINOMI CUTANEI: BASALIOMA, CARCINOMA A CELLULE SQUAMOSE, MELANOMA Il grado di rischio dipende dal tipo di raggi UV, dallintensità dellesposizione e dellentità del mantello protettivo di melanina della cute che è capace di assorbire la luce solare. UV-A hanno scarso potere genotossico UV-B sono in grado di causare lesioni potenzialmente cancerogene potenzialmente cancerogene

LA CANCEROGENICITA DEGLI UVB E ATTRIBUITA ALLA FORMAZIONE DI DIMERI DI PIRIMIDINE NEL DNA Ad alta esposizione ad UV la capacità del sistema riparativo è sopraffatta errori non riparati e in alcuni casi cancro Limportanza del sistema di riparazione del DNA NER come meccanismo di protezione nei confronti dei tumori alla cute è dimostrata da diversi disordini genetici, quali lo Xeroderma pigmentoso caratterizzato da ipersensibilità alla luce solare/UV, che determina aumentata incidenza di cancro alla cute ed invecchiamento precoce

Le patologie oculari riguardano sia la parte interna dellorgano sia le palpebre: carcinoma palpebrale, irritazioni corneali, essiccamento, cheratocongiuntivite attinica, cataratta, sono solo alcune delle malattie che includono come fattore di rischio, se non scatenante, le radiazioni ultraviolette. PATOLOGIE DELLOCCHIO

Radiazione ionizzante Particelle cariche (, neutroni) o fotoni (raggi, X) Deve avere energia sufficiente per ionizzare (energia >1 keV; lunghezza d'onda <1 nm; frequenza Hz) Sono tanto più pericolose quanto più penetranti

Le radiazioni corpuscolate derivano dal decadimento naturale dei radioisotopi o dallaccelerazione artificiale di particelle subatomiche I radioisotopi sono atomi i cui nuclei sono instabili. Il ritorno alla stabilità avviene con emissione di radiazione corpuscolata (particelle α e β) spesso accompagnata da radiazioni γ. Tale emissione rappresenta quindi il decadimento radioattivo o radioattività e può essere naturale o indotta Ogni radioisotopo ha un tempo di decadimento caratteristico (tempo di dimezzamento) affinchè il numero di nuclei radioattivi si dimezzi. Si misura in Curie (3,7 x disintegrazioni al secondo o in Becquerel (1 disintegrazione al secondo).

Che cos'è una radiazione ionizzante? Una radiazione capace di strappare elettroni dagli atomi Questo processo viene detto ionizzazione Può iniziare ranni biologici leggeri o così severi da causare la morte

EFFETTI BIOLOGICI DELLE RADIAZIONI IONIZZANTI Sono un fattore patogeno perché diffuse a livello ambientale La patogenesi si attua mediante CESSIONE DELLENERGIA da esse posseduta al materiale biologico Tale energia viene ceduta in modo non uniforme Effetti sulla materia dipendono da: -energia -intensità -assorbimento -tempo di esposizione

DANNI DA RADIAZIONI Le cellule e i tessuti degli organismi viven- ti sono costituiti per circa il 70-80% di acqua e per il restante 20% di varie altre molecole (es. DNA). Gli effetti delle radiazioni si possono distinguere in: -EFFETTO DIRETTO -EFFETTO INDIRETTO

H + + OH H2OH2OH2OH2O LA CESSIONE DELLENERGIA PUO ESSERE DIRETTA O INDIRETTA Effetto DIRETTO su una molecola biologica bersaglio (spt. rad. corpuscolate ad alto LET) Effetto INDIRETTO su una molecola biologica bersaglio (spt. radiazioni X e γ a basso LET)

AZIONE INDIRETTA delle RADIAZIONI IONIZZANTI RADIOLISI dellACQUA RADICALI LIBERI Porta alla formazione di RADICALI LIBERI H 2 O + Radiazione ---> (H 2 O + ) + (e -) (e -) + H 2 O ---> (H 2 O - ) ***** (H 2 O+) ---> (H+) + OH° (radicale ossidrile) (H 2 O - ) ---> H° + (OH-) (radicale idrogeno) OH° + R-H ---> H 2 O + R °

AZIONE INDIRETTA delle RADIAZIONI IONIZZANTI RADICALI LIBERIOggi si ritiene che la formazione dei RADICALI LIBERI, soprattutto lo ione ossidrile (OH°) nel contesto dei tessuti, sia la causa più importante delle lesioni da radiazioni ionizzanti. Essa sarebbe di gran lunga più importante rispetto allazione diretta (es. sui cromosomi) delle radiazioni ionizzanti.

DANNI DA RADIAZIONI Diverse sono le conseguenze in seguito a lesioni sui cromosomi, distinguiamo: DANNO GENETICO : per mutazione di una cellula sessuale (ovocita o spermatozoo). Il danno si vedrà sui figli in 1° - 2° -3° generazione. DANNO SOMATICO : per mutazione di una cellula qualsiasi dellorganismo, escluse le cellule sessuali, i danni si manifestano immediatamente.

DANNI DA RADIAZIONI TEMPO DI LATENZATEMPO DI LATENZA: le manifestazioni cliniche delle radiolesioni possono non evidenziarsi immediatamente, bensì dopo un tempo di latenza più o meno lungo. Diverse sono le variabili che influenzano il tempo di latenza, come ad es. la radiosensibilità cellulare

RADIOSENSIBILITA CELLULARE Poiché il DNA è il più importante bersaglio subcellulare delle radiazioni ionizzanti la rasiosensibilità è: - DIRETTAMENTE PROPORZIONALE ALLA CAPACITA PROLIFERATIVA - INVERSAMENTE PROPORZIONALE AL DIFFERENZIAMENTO CELLULARE cellule emopoietiche immature cellule germinali epitelio gastrointestinale linfociti sono altamente sensibili al danno da radiazioni

10 Gy* (1000 rad) necrosi 1-2 Gy ( rad) distruzione delle cellule proliferanti 0.5 Gy (50 rad) nessun effetto istopatologico Tuttavia si producono danni subcellulari spt. al DNA. Cellule geneticamente danneggiate possono diventare maligne *Gray (Gy)= dose di radiazione che produce assorbimento di 1 joule di energia per Kg di tessuto; 1 Gy equivale a 100 rad EFFETTI ACUTI DELLE RADIAZIONI IONIZZANTI SULLE CELLULE

Danno al DNA da radiazioni attivano p53 con arresto del ciclo cellulare, riparazione del DNA e in alcuni casi apoptosi

La soglia di percezione della correnti elettrica nell'uomo è circa di 0.5mA in c.a. a frequenza industriale (f = 50÷60Hz) e di 2mA in c.c. La tensione non è rilevante negli effetti sull'uomo, ma occorre una tensione minima per essere attraversati dalla corrente. Si possono ritenere come livelli di sicurezza i 25 volt in c. a. e i 60 volt in c.c., oltre questi livelli gli effetti dipendono solo dall'intensità della corrente. Normalmente, in presenza di un incidente di natura elettrica, si è abituati a far riferimento alla tensione quale causa dei danni (infatti si leggono o si ascoltano frasi del tipo: "... è rimasto folgorato da un a scarica a volt"). In realtà, anche se è dalla tensione che parte il meccanismo, quella che produce direttamente i danni è la corrente. Danni causati da correnti elettriche

Con intensità maggiori a quelle specificate si producono nel corpo umano i seguenti effetti: tetanizzazione muscolare: i muscoli sottoposti ad una corrente alternata, subiscono una sequenza di stimoli elettrici; non riuscendo a contrarsi e rilassarsi con la frequenza della corrente, i muscoli restano contratti permanentemente. Tale circostanza è particolarmente grave quando un oggetto in tensione viene impugnato volontariamente, poiché la tetanizzazione paralizza i muscoli impedendone il rilascio; la massima corrente per la quale si riesce a lasciare la presa viene chiamata corrente di rilascio e si aggira sui 10÷30mA blocco respiratorio: tetanizzazione dei muscoli respiratori quando il contatto interessa la regione toracico-polmonare. Comporta ipossia quindi danni al cervello dopo pochi minuti fibrillazione ventricolare: una corrente alternata sufficientemente elevata (>50mA) che interessi la regione toracica può provocare la perdita di coordinamento dei muscoli cardiaci, così il cuore non riesce più a pompare sangue causando ipossia e danni al cervello. arresto cardiaco ustioni: dovute ad elevati densità di corrente tra cute e conduttore in tensione, per effetto Joule, si hanno elevante temperature per brevi periodi capaci di provocare gravi ustioni. Danni causati da correnti elettriche

In figura sono rappresentate, in base al valore della corrente (espresso in mA - milliampere) e alla durata del fenomeno (in secondi), quattro zone di pericolosità, per una frequenza compresa tra i 15 e i 100 Hz: zona 1 - zona 1 - al di sotto di 0,5 mA la corrente elettrica non viene percepita (si tenga presente che una piccola lampada da 15 watt assorbe circa 70 mA); zona 2 - zona 2 - la corrente elettrica viene percepita senza effetti dannosi; zona 3 - zona 3 - si possono avere tetanizzazione e disturbi reversibili al cuore, aumento della pressione sanguigna, difficoltà di respirazione; zona 4 - zona 4 - si può arrivare alla fibrillazione ventricolare e alle ustioni. Danni causati da correnti elettriche

La quantità di corrente che attraversa un corpo dipende dalla tensione applicata e dalla resistenza del corpo (legge di Ohm). I = V / R Da un punto di vista circuitale il corpo umano può essere rappresentato tramite quattro resistenze (quadripolo equivalente ad una persona): Il valore della corrente elettrica dipende dalla resistenza che il corpo umano oppone. Questa diminuisce con pelle umida o in presenza di ferite, aumentando la pressione del contatto e aumentando la superficie di contatto. La resistenza aumenta, invece, in presenza di zone callose. Per gli effetti sul cuore bisogna tener conto anche del percorso della corrente. Ad esempio, tra i più pericolosi, abbiamo i percorsi mano sinistra-torace, mano destra-torace, mani-piedi. Danni causati da correnti elettriche