Salute e malattia
Le radiazioni, o più specificamente i raggi X e gamma "ionizzanti", possono devastare le molecole del DNA — il progetto genetico del corpo. Una forte dose può uccidere le cellule, con effetto immediatamente apparente. Le dosi non letali sono un'altra questione. Secondo il sito del Dipartimento dell'Energia (DOE), "l'effetto delle radiazioni potrebbe non essere uccidere la cellula, ma alterare il suo codice DNA in modo che la cellula resti viva ma con un errore nel progetto. Questo 'errore' è noto come mutazione."
Secondo il DOE, "le molecole di DNA sono catene enormemente lunghe di atomi avvolte attorno a proteine e impacchettate in strutture chiamate cromosomi nel nucleo cellulare". La radiazione ionizzante spinge l'elettrone fuori dalla sua orbita attorno al nucleo di un atomo. Se questo elettrone proviene da una molecola di DNA o vicina e "colpisce direttamente e interrompe la molecola di DNA", l'effetto è azione diretta. L'azione indiretta, responsabile della maggior parte dei danni al DNA causati dai raggi X, avviene quando l'elettrone spostato ionizza una molecola d'acqua, creando un radicale libero. Mentre il radicale deriva, cercando di "ripristinare una configurazione stabile di elettroni", può interrompere una molecola di DNA. Sia l'azione diretta che indiretta, se danneggiano una molecola di DNA, può verificarsi una mutazione.
L'effetto delle radiazioni sui neutroni può causare un neutrone a colpire direttamente un nucleo atomico — solitamente carbonio o ossigeno — espellendo frammenti del nucleo. Queste particelle ionizzano elettroni vicini, creando il processo di radicalizzazione libera descritto sopra.
Quando le radiazioni creano mutazioni in cellule non germinali, può portare alla perdita della capacità della cellula di controllare la sua divisione. Anche se l'effetto può non apparire per anni, l'eventuale divisione cellulare inibita può causare crescita cancerosa. Poiché i tumori da esposizione a radiazioni non differiscono da altri tumori, la scienza non può calcolare il tasso di cancro causato da radiazioni. Tuttavia, il DOE sottolinea che alcune parti del corpo sono più "radiosensibili". "Ad esempio, il midollo osseo è più sensibile delle cellule cutanee al cancro indotto da radiazioni", afferma il DOE.
Le mutazioni causate in cellule germinali — spermatozoi e ovociti — sono chiamate "effetti genetici o ereditari". Il DOE chiarisce che le mutazioni da radiazioni non risultano in "mostruosità visive della fantascienza". Piuttosto, producono una "maggiore frequenza" dei tipi di mutazioni — positive e negative — che avvengono naturalmente attraverso l'evoluzione. La ricerca in quest'area è limitata a studi su animali e sui sopravvissuti giapponesi delle bombe atomiche di Hiroshima e Nagasaki. C'è dibattito tra ricercatori sull'estensione e conseguenze per l'uomo da mutazioni ereditarie indotte da radiazioni. Studi mostrano grandi differenze tra specie nella suscettibilità a mutazione genetica. Ad esempio, i grandi cromosomi delle mosche della frutta sembrano particolarmente sensibili, mentre l'uomo "potrebbe essere meno vulnerabile di quanto si pensasse", secondo il DOE.
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