Questi effetti, che si manifestano dopo anni, talora decenni dall'irradiazione, sono a carattere probabilistico (stocastico), non richiedono il superamento di valore-soglia per comparire, hanno frequenza di comparsa piccola e non del tipo “tutto o niente” qualunque sia stata la dose. La denominazione “effetti stocastici” mette in evidenza il fatto che vanno studiati su gruppi di persone esposte, tanto più vasti quanto più piccola è la dose pro-capite e la connessa frequenza di comparsa. Gli effetti probabilistici sono rappresentati da malattie che esistono già spontaneamente tra la popolazione, essi si aggiungono ai casi spontanei e sono: leucemia e tumori maligni dei quali parleremo più avanti.

Questi effetti sono stati osservati sull'uomo dopo esposizione al corpo intero a qualche decimo di Gy o dopo esposizione di parte corporee a qualche Gy, ricevuti in una sola volta o più volte, ma per lo più entro un tempo relativamente breve (qualche settimana). Le leucemie sono un effetto probabilistico tardivo molto studiato e compaiono tra i 3 e i 15 anni dopo l'irradiazione. Altri forme tumorali maligne (carcinoma mammari, cutanei, polmonari e tiroidei, sarcomi ossei) compaiono tra i dieci e i trent'anni dall'irradiazioni e sono anch'essi effetti stocastici delle radiazioni.

Le caratteristiche fondamentali degli effetti tardivi sono:

A.          Linearità della relazione dose-effetto alle piccole dosi. La probabilità di eventi dannosi sull'individuo o la frequenza di eventi dannosi sulla popolazione esposta sono direttamente proporzionali alla dose individuale o rispettivamente alla dose media ricevuta pro-capite. Questa ipotesi spinge a ridurre ogni dose anche sotto i valori massimi ammissibili.

B.           Mancanza di una dose soglia. Per piccole dosi vi è una probabilità minima di effetti probabilistici sulle persone esposte. Questa ipotesi fa sì che non si possa pensare ad una dose senza rischio. Anche dosi piccolissime presentano un rischio non rigorosamente nullo.

C.          Mancanza di azione sinergica tra esposizione di varie parti ed organi corporei. La reazione alla radiazione di una parte del corpo non è influenzata, in modo determinante, da irradiazioni di altre parti del corpo. Pertanto il rischio di effetti tardivi, connesso con l'irradiazione del corpo intero, è la somma dei rischi dovuti all'irradiazione dei suoi organi e tessuti costitutivi.

D.          Irrilevanza della distribuzione temporale della dose somministrata. Una dose comporta una determinata probabilità di effetto, sia che venga somministrata in una sola volta, sia che venga suddivisa in più volte. Su questa caratteristica ci sono teorie contrastanti, pertanto sono necessarie altre verifiche epidemiologiche e una nuova sperimentazione.

E.           Irrilevanza della distribuzione spaziale a livello macroscopico della dose somministrata.

 Per il rischio-probabilità di effetti tardivi è rilevante la dose media all'organo e non la distribuzione della dose ricevuta zona per zona negli organi sensibili. La suddetta ipotesi è praticabile per dosi locali fino ad alcuni Gy. Per esempio, se l'intero midollo osseo è colpito da una dose piccola oppure se 1/5 del midollo è colpito da una dose 5 volte maggiore, la probabilità degli effetti probabilistici (leucemia) non cambia.

Tra gli effetti tardivi, quello che spicca per gravità e frequenza è il tumore. Per capire precisamente quali origini abbia questa malattia, che è la causa più comune di morte in Italia e non solo, dobbiamo partire dal considerare il ciclo cellulare. E’ stato dimostrato, infatti, che la divisione cellulare (la fase M detta anche mitosi) non può avvenire per ogni cellula infinite volte. Dopo 50 fasi M, la cellula va in apoptosi ovvero si contrae il citoplasma, il nucleo e degenerano i cromosomi. Quindi appare evidente che, normalmente, il ciclo venga controllato da alcuni fattori di regolazione del ciclo cellulare che possiamo dividere in interni ed esterni:

-               Interni. MPF: L’MPF è uina proteina che regola la spiralizzazione dei cromosomi (iportante fase della mitosi). Essa è soggetta ad opera regolatrice delle informazioni genetiche contenute nel nucleo. Con l’ingegneria genetica si è riusciti a produrre MPF, in quanto si è riusciti ad individuare il gene che si occupa della sua sintesi.

-               Esterni. Inibizione da contatto: quando delle cellule che stanno effettuando la mitosi si toccano, l’azione mitotica cessa. Fattori di crescita: sono delle proteine rilasciate da altre cellule (che possono essere vicine o lontane) che formano un tutt’uno con dei recettori situati sulla membrana cellulare delle cellule che si devono dividere: quando questo accade avviene la duplicazione semiconservativa del DNA (fase S). Se i fattori di crescita sono prodotte da cellule lontane a quelle bersaglio, essi viaggiano attraverso il circolo sanguigno.

Focalizziamo la nostra attenzione, ora, sui fattori di crescita. Queste proteine, in quanto tali, sono sintetizzate durante la sintesi proteica grazie alle informazioni provenienti dal DNA e, precisamente, da uno o più geni strutturali. Questi sono costituiti da una porzione di DNA e, quindi, da una serie di nucleotidi. Le radiazioni ionizzanti, possono far incorrere errori nella duplicazione del DNA e, quindi, possono dar luogo a geni mutati. Questi sono del tutto simili, il linea di principio, a quelli mutati artificialmente dai biologi tramite le tecniche di Ingegneria Genetica. Solo che, in questo caso, le mutazioni sono assolutamente casuali: possono colpire qualsiasi gene strutturale e possono avere diverse conseguenze. Potranno essere, infatti: neutre, vantaggiose e svantaggiose; potranno essere: cromosomiche o geniche (di sostituzione di una coppia di basi azotate con un’altra, di inserzione di una o più coppie di basi, di delezione cioè di una cancellazione di una o più basi, di riordinamento dovuto ad una inversione nell’ordine delle basi come un capovolgimento); potranno essere, inoltre: somatiche se interessano le cellule somatiche (e quindi solo l’organismo che ne è portatore), germinali se interessano le cellule sessuali (possono essere ereditate alla prole – vedi effetti genetici).

I geni strutturali dei fattori di crescita sono detti protoncogeni (negli esseri umani sono circa 100 a persona). Essi, per effetto delle radiazioni, possono incorrere in una o più di una delle mutazioni sopraelencate (sostituzione, inserzione, delezione e/o riordinamento). Il risultato di questa mutazione sarà un gene strutturale simile al protoncogene, ma non uguale. E’ opportuno precisare che non solo le radiazioni ionizzanti possono far mutare un gene. Gli agenti mutageni sono diversi e, fra questi ricordiamo alcune sostanze contenute nei fertilizzanti, nei diserbanti, nei coloranti, e nel fumo di sigaretta. Qualunque sia la causa della mutazione, il gene che deriva dal protoncogene può avere delle particolari caratteristiche e, per queste, essere chiamato oncogene. Queste particolari caratteristiche fanno sì che la proteina che ne deriva, simile al fattore di crescita iniziale, presenti dei difetti dagli effetti disastrosi. Ad esempio, può avvenire che il fattore di crescita mutato, ordini una stimolazione alla divisione incontrollata delle cellule vicine. Queste cellule, che tendono a moltiplicarsi in continuazione sono dette cellule tumorali e si contraddistinguono per particolari caratteristiche:

-               hanno una forma globulare (non sono appiattite);

-               sono indifferenziate (come le cellule embrionali);

-               non muoiono, ovvero per loro non avviene l’apoptosi.

Cellule cancerose. Le cellule cancerose sono degenerazioni di cellule tissutali, profondamente diverse da quelle da cui derivano, che si moltiplicano a formare voluminose masse tumorali. Qui fotografato, un teratoma ovarico.

 

Un’insieme di cellule tumorali è alla base di un tumore. Il tumore può essere di due tipi, benigno o maligno:

-               Benigno: provoca l’accrescimento illimitato di cellule appartenenti ad un solo organo;

-               Maligno (detto anche cancro soprattutto se alla pelle): le cellule in riproduzione si disperdono attraverso il torrente circolatorio ed attaccano altri organi formando metastasi (cellule tumorali distaccate).

I tumori benigni e le cisti, racchiusi da un rivestimento di tessuto senza apertura, di solito non provocano conseguenze negative; al massimo, possono notevolmente ingrossarsi e quindi esercitare una pressione sugli organi o sui nervi vicini. I tumori benigni possono, però, degenerare e diventare maligni, per cui spesso vengono asportati a scopo precauzionale.

I tumori maligni non sono né contagiosi né ereditari. Al massimo, ma neppure questo è sicuro, si può ereditare la predisposizione ad ammalarsi di tumore maligno. Un cancro può prodursi in quasi tutte le parti del corpo, compreso il sangue (leucemia). Si parla di carcinoma quando il tumore ha origine nella pelle, nelle membrane mucose e nelle ghiandole, di sarcoma quando ha origine nei tessuti connettivi, come l’osso o il muscolo.

Cancro: sviluppo e diffusione. Il cancro ai polmoni sopravviene quando le cellule del tessuto epiteliale che riveste le vie aeree iniziano a riprodursi in modo incontrollato. In questo modo formano una massa tumorale solida, detta carcinoma, che può invadere i tessuti circostanti. Se le cellule tumorali riescono a penetrare nei vasi sanguigni e linfatici, possono essere trasportate in tutto il resto del corpo, dando origine a nuovi tumori. Queste formazioni (metastasi) costituiscono la caratteristica più pericolosa e meno controllabile del cancro.

Vi sono vari sintomi che possono indicare la presenza di un tumore maligno. I possibili campanelli d’allarme sono sette e, visto che non sarà mai abbastanza l’informazione fatta su questi temi così importanti, si ritiene opportuno riportarli anche in questa sede, consigliando di segnarli immediatamente al proprio medico qualora se ne verifichi l’insorgenza:

1.            nodulo o rigonfiamento, nella donna specie al seno;

2.      persistente difficoltà di digestione e perdita di appetito;

3.            nella donna, insolita perdita di sangue o di secrezioni dalla vagina o dal capezzolo;

4.            perdita di peso inesplicabile ed improvvisa;

5.            persistente raucedine e difficoltà nella deglutizione;

6.            sangue nelle feci o persistente stitichezza o diarrea;

7.            ferite che non si rimarginano.

La ricerca contro il cancro ha fatto e sta facendo passi da gigante ma ancora non esistono terapie complete, sempre efficaci e senza controindicazioni.

I mezzi tradizionali per il trattamento del cancro sono l’intervento chirurgico, la radioterapia e la chemioterapia:

• Intervento chirurgico. Il principale approccio alla cura del cancro è l'asportazione di tutte le cellule maligne tramite intervento chirurgico. Il miglioramento delle tecniche chirurgiche, l'approfondimento della conoscenza della fisiologia e i progressi nell'anestesia consentono oggi di eseguire interventi chirurgici meno estesi, con possibilità di guarigione più rapida e minore invalidità successiva. Tuttavia, molti tipi di cancro, nel momento in cui viene effettuata la diagnosi, sono in uno stadio troppo avanzato per essere asportati chirurgicamente. Se l'estensione locale interessa tessuti che non possono essere sacrificati, o se sono presenti metastasi distanti, la chirurgia non può curare il cancro. Anche quando è evidente che l’intervento chirurgico non determina la guarigione, esso può comunque alleviare i sintomi e ridurre le dimensioni del tumore nel tentativo di migliorare la risposta del paziente alla successiva radioterapia o chemioterapia.

•   Radioterapia. La sensibilità dei tumori alla radioterapia, ossia al "bombardamento" del tessuto mediante radiazioni, è molto variabile. Un tumore è definito sensibile quando è più vulnerabile all'effetto delle radiazioni rispetto ai tessuti normali che lo circondano. Quando un tumore è facilmente raggiungibile, come ad esempio, un tumore superficiale o un tumore localizzato in un organo come l'utero, nel quale è possibile introdurre una fonte di radiazioni, può essere curabile con la radioterapia. Poiché tende a risparmiare i tessuti normali, la radioterapia è utile quando un tumore non può essere asportato perché l'intervento chirurgico danneggerebbe tessuti vitali contigui, o perché ha iniziato a penetrare in strutture vicine che non possono essere sacrificate. C’è comunque da precisare che la radioterapia non è certo esente da effetti collaterali, che determinano una vera e propria patologia: la malattia da radiazioni. Tra i sintomi che questa patologia comporta vi sono nausea, diarrea, vomito, perdita momentanea dei capelli e anemia. La soluzione può consistere nella riduzione delle radiazioni somministrate o, nel caso di persistenza dei sintomi, anche la sospensione della cura. 

Radioterapia. Un paziente si sottopone a un'applicazione di radioterapia per la cura di un cancro spinale. Questo tipo di trattamento consiste nella distruzione dei tessuti cancerosi per mezzo di raggi gamma emessi da una sorgente di cobalto 60 e indirizzati nel punto esatto da un apposito dispositivo laser. 

• Chemioterapia. Il complesso dei farmaci che vengono somministrati in varie combinazioni e dosaggi prende il nome di chemioterapia antitumorale. Poiché i farmaci si distribuiscono in tutto l'organismo attraverso la circolazione sanguigna, la chemioterapia si impiega nei tumori che si sono diffusi in zone difficilmente accessibili con la chirurgia o la radioterapia. Si tratta di trattamenti molto aggressivi che devono distruggere le cellule tumorali lasciando il più possibile intatte quelle sane. Viene somministrata a cicli, dopo i quali si verificano i risultati ottenuti in termini di arresto della crescita del tumore o di riduzione della massa. I cicli ripetuti possono indebolire sempre di più il tumore prima che sviluppi resistenza. Alcuni tumori, ad esempio il cancro dell'utero, la leucemia acuta (soprattutto nei bambini), il linfoma di Hodgkin e il linfoma gigantocellulare, il carcinoma del testicolo e molti tipi di cancro dei bambini sono così sensibili alla chemioterapia che in un'alta percentuale di casi possono guarire. Spesso, al momento della diagnosi, questi tipi di cancro sono già diffusi nell'organismo e non possono essere trattati con terapie differenti. Altri tipi di cancro, anche se avanzati, rispondono bene alla chemioterapia e possono essere tenuti sotto controllo a lungo. Nonostante però i grandi progressi fatti dalla medicina in questo campo, gli effetti collaterali della chemioterapia restano piuttosto pesanti e il trattamento molto fastidioso.

  Vi sono tuttavia nuove cure, diverse da quelle tradizionali ma ancora da perfezionare. 

Molti tipi di cancro derivanti da tessuti la cui fisiologia dipende dall'azione di ormoni, come prostata, mammelle, endometrio (rivestimento interno dell'utero) e tiroide, rispondono al trattamento ormonale, che consiste nella somministrazione di vari ormoni con azione inibente sulla crescita tumorale. In particolare, sembra che l'assunzione di ormoni femminili possa costituire una terapia per il cancro della prostata, e di ormoni maschili o femminili per quello della mammella.

Attualmente si stanno profilando nuovi e promettenti approcci alla terapia del cancro. La ricerca si sta occupando di antigeni tumorali specifici, contro i quali è possibile attivare degli anticorpi. Questi anticorpi antitumorali potrebbero essere usati per trattare il cancro sia direttamente che in combinazione con un chemioterapico, in quanto l'anticorpo potrebbe identificare la cellula maligna e attaccarvisi, portando così il farmaco direttamente sul bersaglio.

Un altro settore di ricerca in espansione è quello della terapia genica, che impiega vari metodi per introdurre materiale genetico nel tessuto canceroso e per renderlo, così, più facilmente riconoscibile da parte del sistema immunitario.

Sono in corso studi sullo sviluppo di vaccini, basati sull'asportazione di cellule dal paziente e sul loro trattamento in laboratorio, in modo che secernano una proteina in grado di stimolare il sistema immunitario.

Una teoria che, si spera, possa rivoluzionare presto il panorama delle terapie antitumorali è quella dell’Anti-Angiogenesi di Folkman.

L’angiogenesi è il processo biologico che porta alla formazione di nuovi vasi grazie alla proliferazione delle cellule endoteliali. Essa risulta di fondamentale importanza durante lo sviluppo embrionale e la crescita di un individuo. Nell’adulto, in condizioni normali il sistema microvascolare è quiescente e può tuttavia essere rapidamente attivato per brevi periodi in risposta a determinate esigenze dell’organismo. L’angiogenesi più intensa e significativa è quella che riguarda la neovascolarizzazione tumorale, dal momento che essa è di fondamentale importanza per la sopravvivenza stessa della massa tumorale e per la sua attività metastatica. Nel 1984 Folkman (lo scienziato al quale si devono gli studi più significativi nel campo dell’angiogenesi) scriveva: "Una volta che il tumore si è sviluppato, ogni aumento della popolazione cellulare tumorale può essere preceduta da un incremento nel numero di nuovi capillari che si dirigono verso il tumore". Quest’espressione riassume perfettamente la diretta dipendenza della crescita tumorale e dall’angiogenesi. L’angiogenesi è inoltre necessaria sia all’inizio che alla fine dello sviluppo di una metastasi. Infatti, nel tumore primario durante il processo di formazione della nuova rete vascolare, le pareti delle neovenule risultano altamente permeabili, il che facilita il passaggio in circolo di cellule metastatiche. Una efficace attività angiogenica è, poi indispensabile a livello del focolaio metastatico la cui crescita si arresterebbe ad un volume massimo di 2 mm, dal momento che la massima distanza tra una cellula tumorale ed il letto capillare neoformato può essere di 150/200 µm, distanza che permette ancora la diffusione dell’ossigeno. Sebbene un’aumentata produzione di fattori angiogenici sia necessaria, essa non è tuttavia sufficiente a far acquisire al tumore un fenotipo angiogenico. Contemporaneamente, infatti, si deve avere una diminuzione dei fattori che modulano negativamente la sintesi di nuovi vasi.

In sottofondo: J. S. Bach, Toccata, adagio e fuga in Do magg.,  BWV 564