La malattia acuta da radiazione (anche chiamata “avvelenamento da radiazioni“o “sindrome acuta da radiazione“, da cui l’acronimo “SAR“), è una sindrome caratterizzata un insieme di sintomi potenzialmente letali derivanti da un’esposizione dei tessuti del corpo umano ad una forte dose di radiazioni ionizzanti. Al di sopra di una esposizione che supera gli 8 Gy, l’avvelenamento è generalmente considerato grave ed in questo caso è quasi sempre mortale. Dosaggi più bassi, al di sotto di 2 Gy, più raramente determinano la morte. Ricordo al lettore che il Gy (gray) è l’unità di misura della dose assorbita di radiazione e che la radiazione ionizzante è un particolare tipo di radiazione che possiede abbastanza energia da liberare elettroni da atomi o molecole colpiti, rendendoli “ioni”: questa caratteristica rende le radiazioni ionizzanti capaci di danneggiare i tessuti biologici ed il DNA.

Sintomi e segni

Classicamente, la malattia acuta da radiazione è divisa in tre presentazioni principali: ematopoietica, gastrointestinale e neurovascolare. Generalmente, ma non necessariamente, la presentazione ematopoietica è correlata a dosaggi più bassi, quella gastrointestinale a dosaggi medi/demio-alti e quella neurovascolare a dosaggi alti/molto alti. Il tipo e la velocità di insorgenza dei sintomi è correlata all’esposizione alle radiazioni, con dosi maggiori che determinano un ritardo più breve nell’insorgenza dei sintomi e dosi minori che richiedono più tempo nel determinare sintomi e segni.

• Presentazione emopoietica: è caratterizzata da un calo del numero di cellule del sangue, chiamato anemia aplastica. Ciò può provocare infezioni, a causa di un basso numero di globuli bianchi, sanguinamenti, a causa della mancanza di piastrine, e anemia, a causa di un numero insufficiente di globuli rossi in circolazione. Questi cambiamenti possono essere rilevati mediante esami del sangue dopo aver ricevuto una dose acuta su tutto il corpo anche molto bassa di radiazione (o,25 Gy, 25 rad), anche se potrebbero non essere mai avvertiti dal paziente se la dose è inferiore a 1 Gy (100 rad). I traumi convenzionali e le ustioni derivanti dall’esplosione di una bomba sono complicati dalla scarsa guarigione delle ferite causata dalla sindrome ematopoietica, che aumenta la mortalità.
• Presentazione gastrointestinale: è causata in genere da dosi assorbite comprese tra 6 e 30 Gy (600-3.000 rad). I segni e i sintomi di questa forma di danno da radiazioni comprendono nausea, vomito, perdita di appetito e dolore addominale. Il vomito in questo intervallo di tempo è un indicatore di esposizioni del corpo intero che rientrano nell’intervallo fatale superiore a 4 Gy (400 rad). Senza trattamenti come il trapianto di midollo osseo, la morte con questa dose è comune, generalmente dovuta più a infezioni che a disfunzioni gastrointestinali.
• Presentazione neurovascolare: è la presentazione più grave e si verifica tipicamente a dosi assorbite superiori a 30 Gy (3.000 rad), sebbene possa verificarsi a dosi più basse, anche di 10 Gy (1.000 rad). Si presenta con sintomi neurologici come vertigini, mal di testa o diminuzione del livello di coscienza, che si verificano entro pochi minuti o poche ore dall’esposizione, con assenza di vomito, ed è quasi sempre fatale, anche con una terapia intensiva aggressiva. Con dosi assorbite più basse (entro i 6 Gy) il danno neurologico può non presentarsi o presentarsi dopo un giorno o non essere molto gravi.

Sintomi e segni che possono presentarsi in un avvelenamento da radiazioni, sono (in ordine di radiazioni assorbite):

• Mal di testa;
• Anoressia (perdita di appetito);
• Leucopenia;
• Astenia;
• Eritema (arrossamento della pelle);
• Porpora;
• Emorragie;
• Infezioni ricorrenti;
• Alopecia (oltre i 3 Gy);
• Febbre alta;
• Nausea;
• Diarrea;
• Vomito;
• Vertigini;
• Disorientamento;
• Ipotensione arteriosa;
• Disturbo elettrolitico;
• Alterazioni cognitive;
• Attacchi epilettici;
• Tremori;
• Atassia;
• Letargia;
• Emorragia interna grave;
• Shock emorragico ipovolemico;
• Coma e morte.

Tavola che correla i livelli di esposizione ai sintomi

Negli Stati Uniti è stata elaborata la tavola “ALI” (Annual Limit on Intake, o “Limite annuo nella dose“) che è un limite derivato per la quantità di materiale radioattivo assorbito dal corpo di un lavoratore adulto sia per inalazione sia per ingestione in un anno. ALI è il valore più piccolo ammissibile di ingestione di un determinato radionuclide durante un anno, assunto dall’uomo di riferimento, che provocherebbe un danno equivalente a quello di una dose di irraggiamento unico totale di 5 rem (0,05 Sv) o un danno equivalente all’irraggiamento di un singolo organo con 50 rem (0,5 Sv), per qualsiasi organo o tessuto specifico. Le dosi-equivalenti sono specificate in sievert (Sv).

Cosa significano “Sv” e “rem”?

Sv stà per “sievert” ed è l’unità di misura della dose equivalente di radiazione. La dose equivalente misura il danno biologico provocato dalla radiazione su un organismo. Il nome deriva da quello dello scienziato svedese Rolf Sievert. La dose equivalente ha le stesse dimensioni della dose assorbita, che si misura in gray (Gy), ovvero energia per unità di massa. Ricordo che 1 Sv è uguale ad 1 Gy. Ricordo che 1 sievert equivale a 100 rem.

Il “rem” (acronimo di  “röntgen equivalent man“, traducibile in “röntgen equivalente per l’uomo”) è un’unità di misura obsoleta della dose equivalente di radiazioni. Il rem è definito come la dose equivalente a una dose assorbita di 1 rad, pertanto nel sistema internazionale è stato sostituito dal sievert (Sv). Ricordo nuovamente che 1 sievert equivale a 100 rem.

Tavola ALI

Da 0,001 a 0,01 Sv (da 0,1 a 1 rem): nessun danno per l’organismo. Si calcola che fisiologicamente il corpo è esposto a 0,1 millirem in 24 ore (pari a circa 0,036 rem in un anno). Il principale elemento radioattivo estraneo all’organismo, che si trova nell’ambiente, specialmente in aree con qualche tipo di vulcanismo oppure faglie sismiche, è il gas radon.

Da 0,05 a 0,2 Sv (da 5 a 20 rem): nessun sintomo. Negli Stati Uniti esiste un limite federale annuo di 50 mSv, applicabile ai lavoratori esposti a sostanze e procedure radioattive.

Da 0,2 a 0,5 Sv (da 20 a 50 rem): nessun sintomo apparente. Il numero dei globuli bianchi diminuisce temporaneamente.

Da 0,5 a 1 Sv (da 50 a 100 rem): si verifica una malattia da raggi lieve con cefalea ed un modesto aumento del rischio d’infezione causato da alterazioni al sistema immunitario. Possibile la sterilità maschile temporanea.

Da 1 a 2 Sv (da 100 a 200 rem): si verifica un avvelenamento radioattivo lieve che può comportare il 10% di mortalità dopo 30 giorni. I sintomi tipici includono nausea da lieve a moderata (con un 50% di probabilità a 2 Sv), con vomito occasionale, che comincia da 3 a 6 ore dopo l’irraggiamento e permane per circa un giorno. È seguito da una fase latente che dura da 10 a 14 giorni, quando appaiono sintomi lievi di astenia e malessere generale (con un 50% di probabilità ai 2 Sv). Il sistema immunitario va incontro a depressione, cosa che provoca un periodo di convalescenza esteso per molte infezioni comuni e un aumento del rischio di infezione opportunistica. Nei maschi è comune la sterilità temporanea. L’aborto spontaneo oppure l’aumento di incidenza del parto prematuro si verifica comunemente nelle donne incinte.

Da 2 a 3 Sv (da 200 a 300 rem): si verifica un avvelenamento radioattivo moderato, che comporta una mortalità del 35% dopo 30 giorni. È comune la nausea continua (nel 100% dei pazienti a 3 Sv), con un rischio del 50% di vomito continuo a 2,8 Sv. I sintomi cominciano da 1 a 6 ore dopo l’irraggiamento e durano da 1 a 2 giorni. Dopo di questo, esiste una fase latente che dura da 7 a 14 giorni e termina con la comparsa dei seguenti sintomi: perdita di capelli e peli su tutto il corpo (con il 50% di probabilità a 3 Sv), stanchezza e malessere generale. Si verifica una perdita massiccia di globuli bianchi, che aumenta molto il rischio di infezione (paragonabile alla fase più grave dell’AIDS). Esiste la possibilità di sterilità permanente nelle femmine. La convalescenza, per una possibile ed eventuale guarigione, necessita di alcuni mesi.

Da 4 a 6 Sv (da 400 a 600 rem): si verifica un avvelenamento acuto da radiazioni che comporta il 60% di mortalità dopo circa 1 mese. La mortalità passa dal 60% a 4,5 Sv fino a 90% a 6 Sv (a meno che al paziente si applichi una terapia medica intensiva). I gravi sintomi cominciano da circa un’ora a due ore dopo l’irradiazione e durano fino a 2 giorni. Dopo questo, esiste una fase latente che dura da 7 a 14 giorni, dopo di che appaiono sintomi simili a quelli dell’irraggiamento di 3–4 Sv, con un’aumentata intensità. A questo punto la sterilità femminile definitiva è molto comune. La convalescenza necessita da alcuni mesi fino a un anno. La principale causa di morte (in genere da 2 a 12 settimane dopo l’irradiazione) sono le infezioni e l’emorragia interna.

Da 6 a 10 Sv (da 600 a 1 000 rem): si verifica un grave avvelenamento acuto di radiazioni che comporta un 99% di mortalità dopo 14 giorni. La sopravvivenza dipende dalla terapia intensiva medica. Il midollo osseo viene totalmente distrutto, dunque per garantire una discreta probabilità di vita è indispensabile il trapianto del midollo osseo. I tessuti gastrici e intestinali risultano gravemente danneggiati. I sintomi cominciano da 15 a 30 minuti dopo l’irradiazione e durano fino a 2 giorni. In seguito si ha una fase latente che dura da 5 a 10 giorni, dopo di che la persona muore per infezione o emorragia interna. Nei pochi pazienti che recuperano, la guarigione necessita di parecchi anni e probabilmente non sarà mai completa.

Da 10 a 50 Sv (da 1 000 a 5 000 rem): si verifica un gravissimo avvelenamento acuto radioattivo comporta il 100% di mortalità dopo 7 giorni. Un’esposizione così alta porta alla comparsa di sintomi spontanei in un tempo che va da 5 a 30 min. Dopo un’intensa spossatezza e la comparsa di nausea immediata causata dall’attivazione diretta di recettori chimici presenti nel cervello provocata da radicali liberi, metaboliti e proteine abnormi generati dall’irradiazione, si ha un periodo di alcuni giorni di relativo benessere, chiamato fase latente (o “fase del fantasma che cammina”). Dopo questa settimana, si ha una massiccia morte di cellule nel tessuto gastrico e intestinale, causando diarrea massiva, sanguinamento intestinale e perdita di acqua, che porta allo squilibrio idro-elettrolitico. La morte avviene dopo qualche ora di delirio e coma a causa della cattiva circolazione. Nella stragrande maggioranza dei casi la morte è inevitabile. L’unico trattamento che si può offrire è quello della gestione del dolore, quindi un palliativo che rende gli ultimi giorni del paziente il più sopportabile possibile.

Più di 50 Sv (> 5 000 rem): si verifica durante l’esplosione di una bomba atomica, i pazienti esposti a dosi superiori a 50 Sv di solito muoiono pochissime ore o pochi giorni dopo l’esposizione per gli effetti immediati delle ustioni alla pelle prodotte dalle radiazioni nell’ambito dell’infrarosso e della luce visibile, oppure per le contusioni, fratture ed emorragie interne ed esterne prodotte dallo spostamento di detriti e di aria causati dall’esplosione atomica.

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Dott. Emilio Alessio Loiacono
Medico Chirurgo
Direttore dello Staff di Medicina OnLine

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