26 Aprile 2011

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Fino al 26 aprile 1986 Chernobyl era uno sconosciuto villaggio della desolata campagna ucraina al confine con la Bielorussia, all’epoca parte della sterminata Unione delle repubbliche socialiste sovietiche. Quel giorno un incidente nella centrale nucleare provocò una della più gravi emergenze ambientali degli ultimi decenni: 65 morti accertati e altri 4000 previsti per tumori e leucemie su un arco di 80 anni secondo l’Oms, molti di più secondo alcune associazioni ambientaliste.
La catastrofe che ha colpito il Giappone a marzo ha riproposto anche il problema della dosimetria nei casi di esposizione accidentale. In molti studi epidemiologici, infatti, non è stato possibile stabilire un rapporto causa-effetto scientificamente accettabile proprio perché non è stato possibile misurare con precisione la dose assorbita dalla popolazione esposta. Il problema si riflette a valle, poiché dai dati relativi a esposizioni accidentali con alte dosi si possono estrapolare indicazioni sul rischio delle esposizioni a basse dosi.
La dosimetria nelle esposizioni acute può avvalersi di vari sistemi: simulazione al computer, misura delle anomalie cromosomiche nei linfociti e tecnica Esr (Electronic Spin Resonance), che può essere applicata anche sullo smalto dentale. Questa tecnica misura gli elettroni che si liberano dall’idrossiapatite per effetto delle radiazioni ionizzanti, fornendo un valore della dose assorbita.
Più precisamente, la Esr misura le microonde prodotte da questi radicali liberi (tali sono anche gli elettroni liberi) che restano intrappolati nel reticolo cristallino per un tempo non definito. Alla pari della misura delle anomalie cromosomiche, la Esr soffre di alcuni svantaggi: difficoltà operative dovute all’ingombro delle macchine e alle procedure e sensibilità limitata (dovuta alla componente organica dello smalto). Inoltre, i valori della Esr dello smalto non sono un indice affidabile dell’esposizione subita da altri organi (per esempio le gonadi) e, particolare non trascurabile, la misurazione può svolgersi solo su denti estratti, essendo necessari campioni di peso superiore a un decimo di grammo. A suo favore sta invece il fatto che la procedura è ripetibile a differenza della Tsl (Thermally stimulated luminescence), una tecnica più recente. La Esr potrebbe in futuro essere sostituita dalla Osl (Optically stimulated luminescence).

Alti e bassi
Le prime pubblicazioni sugli elettroni liberi nello smalto irradiato risalgono al 1963 ma le applicazioni dosimetriche iniziarono solo negli anni ’80 sui sopravvissuti di Hiroshima e Nagasaki.
Negli ultimi anni la Esr è stata applicata anche sulla popolazione dell’area di Cernobyl, dato che lo smalto dentale si è rivelato un vero e proprio “dosimetro” individuale che offre il vantaggio di registrare la dose accumulata in modo stabile e permanente. Tra gli studi eseguiti c’è n’è anche uno su un gruppo di bambini ospitati in Abruzzo durante le vacanze estive (Gualtieri G et al. The Chernobyl accident: EPR dosimetry on dental enamel of children. Applied Radiation and Isotopes 2001;55:71-9). Scopo della ricerca era misurare la dose accumulata dai bambini che erano vissuti per circa 10 anni nell’area contaminata.
Il campione era costituito da 10 molari decidui, preferiti ai canini e incisivi per la loro posizione che li ripara dalla luce solare: questa infatti avrebbe potuto condizionare il valore individuale precedente all’esposizione alle radiazioni. Dai molari furono ricavati campioni di smalto di diametro non superiore a 1 mm e pesanti circa 30 g. In base alle misurazioni, il campione risultava divisibile in due gruppi: nel primo la dose media era di 2,1 Gy, molto superiore a quella annuale prevedibile; nel secondo, invece, la dose era di 100 mGy, cioè appena al di sopra di quella annuale stimata in 10-20 mGy per bambini di quell’età (ovvero 1-2 mGy per anno) e in linea con quella rilevata nei coetanei abruzzesi nello stesso periodo (30 mGy).
Le ipotesi per spiegare una differenza così marcata sono due: la prima è che la contaminazione ambientale non sia stata omogenea; la seconda è che nel gruppo con i tassi più alti ci sia un valore abnorme di un particolare radicale libero, il CO2-3 e che la struttura chimico-fisica dello smalto sia diversa. In effetti, le differenze strutturali del reticolo cristallino possono influenzare la risposta all’esame Esr così come le differenze di mineralizzazione dovute a fattori intervenuti durante l’amelogenesi.

Le conclusioni
Nonostante questi limiti, gli autori concludono che le dosi misurate rappresentano fedelmente la dose esterna, cioè quella parte del totale dovuta a raggi X o gamma di energia medio-alta.
Non altrettanto, invece, si può dire per la dose interna, cioè per quella derivante dall’inalazione o dall’ingestione di particelle radioattive come i famigerati Sr90, Cs137 e soprattutto, I131, che sta provocando tanto allarme in questo periodo.

L’Optically stimulated luminescence
La Osl (Optically stimulated luminescence) misura l’esposizione avvenuta stimolando il campione con la luce di una data lunghezza d’onda e rilevando la luminescenza su una lunghezza d’onda diversa. La luminescenza consiste nell’emissione di luce in seguito a eccitazione energetica non di origine termica.
Nella radioluminescenza l’intensità della luce emessa è proporzionale alla radiazione assorbita ed è causata dalla ricombinazione delle cariche indotte nello smalto dalla radioattività.
Anche per la Osl, purtroppo, non mancano gli inconvenienti: il più importante è che la sensibilità varia notevolmente tra un dente e l’altro, oltre che nello stesso dente, ma ci sono anche problemi tecnici legati al tipo di luce e alla procedura.

GdO 2011;5

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