Gli effetti delle radiazioni sull’ organismo La risposta molecolare delle cellule

1. Gli effetti delle radiazioni sull’ organismo La risposta molecolare delle cellule Andrea Santini

2. Radiazioni Non Ionizzanti Ionizzanti causate da campi elettrici e magnetici Corpuscolate Non Corpuscolate α β Neutroni γ

3. Decadimento α = Protone + Energia = Neutrone Particella α Es. U Th + α + Energia

4. Decadimento β- + Energia = Protone = Neutrone = Elettrone Particella β- = Antineutrino Es. C  N + β- + ū + Energia

5. Decadimento β+ + Energia = Protone = Neutrone = Positrone Particellaβ+ = Neutrino ES. SbSn + β+ +υ + energia

6. Neutroni (Fissione Nucleare)

7. Radiazioneγ γ

8. Radiazioni Danno all’ organismo Diretto Indiretto • Double Strand Breaks(DSBs) • Modificazione fotochimica di una base azotata Interazione con molecole come O2 e H2O Formazione di Radicali e Ioni Interagiscono con la Cromatina DNA Effetti

9. Effetti delle radiazioni Dipendono da: • Qualità e dose della radiazione • Tempo di esposizione • Modalità dell’irradiazione(interna o esterna) • Carattere acuto o cronico dell’esposizione • Radiosensibilità dei tessuti In particolare la Radiosensibilità dipende da: • L’attività riproduttiva delle cellule del tessuto • Temperatura • La composizione del mezzo • Contenuto di ossigeno

10. Effetti delle radiazioni Possono essere Deterministici Stocastici Ereditari

11. Effetti Deterministici Sono la conseguenza di esposizioni totali o parziali del corpo Esposizioni totali Esposizioni parziali Gravissimi danni ad organi e tessuti, specialmente con un elevata proliferazione cellulare • Possono dare effetti acuti subito dopo l’irraggiamento oppure effetti tardivi dopo esposizioni a piccole dosi per molto tempo(esposizione professionale). L’irradiazione parziale interessa specialmente le gonadi: • 0,1 – 1 Gy sterilità momentanea • Oltre 5 Gy sterilità definitiva Alte dosi Basse dosi suddivise nel tempo • Riduzione della vita media • Invecchiamento precoce ed alterazioni distrofiche della pelle • Malfunzionamenti organi riproduttivi fino alla sterilità Tessuto osseo Mucose dell’apparato digerente Tessuto celebrale • Sopravvivenza per Gy di radiazioni: • Meno di 1 Gy sicura • Tra 1 e 2 Gy probabile • Tra 2 e 4,5 Gy possibile • Oltre 5-6 Gy impossibile diarrea ed emorragia intestinale, setticemia e shock blocco della produzione di cellule del sangue

12. Effetti Stocastici • Leucemie • Tumori cutanei • Cancro alla tiroide • Tumori ossei • Tumore della mammella Dato che gli effetti stocastici sono casuali, non esistono dosi determinate di radiazioni per causarli.

13. Effetti Ereditari Riguardano i figli dell’individuo esposto alle radiazioni Mutazioni geniche dominanti Aberrazioni cromosomiche strutturali (traslocazioni o delezioni) Mutazioni geniche recessive Ma le cellule reagiscono alle radiazioni?

14. La risposta molecolare della cellula A ATCGTG TTA GCAC Esperimento eseguito da Bordin Fulvio, università di Padova 2009 P(γ) H2AX P53 Radiazione γ C ACGATT GTGCTAA Focus Proteina Proteina Iperfosforilazione Immunofluorescenza P53bp1 ATM Anticorpi legati a tracciato fluorescente

15. (dati forniti da Bordin F., Università di Padova, 2009)

16. (dati forniti da Bordin F., Università di Padova, 2009)

17. Uso Medico delle radiazioni Terapie radianti Medicina nucleare Radiologia