Effetti biologici delle Radiazioni non Ionizzanti

1. Effetti biologici delle Radiazioni non Ionizzanti

2. Comprendono: • (Radiazioni Ottiche : UV, visibile e IR) • Microonde (MW):  = 300 GHz - 300 MHz • Radiofrequenze (RF):  = 300 MHz - 300 Hz • ELF:  = 30- 300 Hz • (Campi Magnetici Statici:  < 30 Hz)

3. PARAMETRI FISICI RADIAZIONI OTTICHE: • potenza o irradianza (W/m2) • energia o esposizione irradiante (J/ m2) RADIOFREQUENZE, ELF, CAMPI STATICI: • CAMPO ELETTRICO E (V/m) • CAMPO MAGNETICO H (A/m o T) • DENSITA’ DI POTENZA (W/m2 , solo per radiofrequenze)

4. SORGENTI ESPOSITIVE • RADIAZIONI OTTICHE: • UV: sole, campo medico (fototerapia, trattamenti estetici, sterilizzazione di liquidi e superfici), applicazioni industriali e artigiane (lavorazione metalli, saldatura ad arco, forgiatura, etc.) • VISIBILE: illuminazione • IR: manipolazione oggetti caldi e necessità di sostare presso forni ad altissima temperatura ( lavorazione vetro, fonderie, preparazione dei cibi)

5. PRINCIPALI EFFETTI SULLA SALUTE RADIAZIONI OTTICHE • RADIAZIONE IR: EFFETTI TERMICI = innalzamento di T° • OCCHIO: “Cataratta da radiazione”: opacità localizzata al polo posteriore del cristallino legata all’innalzamento della T° • CUTE: lesioni cutanee fino alle ustioni • VISIBILE: • OCCHIO: danno retinico (per effetto termico se esposizioni brevi; per effetto fotochimico per esposizioni più lunghe fotoretiniti) • RADIAZIONE UV: EFFETTI TERMICI E STOCASTICI • OCCHIO: fotocheratocongiuntivite, opacità del cristallino fino alla cataratta; danno retinico • CUTE: fotoinvecchiamento cutaneo, eritema, fino a tumori quali basalioma o melanoma

6. MISURE DI PREVENZIONERADIAZIONI OTTICHE RADIAZIONE INFRAROSSA: • DPR 303/56: riduzione della fonte, mezzi di protezione oculare, ristretti accessi alle sorgenti VISIBILE • nessuna normativa specifica ULTRAVIOLETTO • DPR 303/56: schermi ed occhiali con adeguata trasmissione nel visibile e minima nello spettro UV + limitazione all’accesso ai solo addetti, predisposizione di segnaletica adeguata, necessità di mantenersi ad opportuna distanza dalla sorgente, evitare riflessi UV da superfici metalliche e riflettenti

7. CAMPI ELETTROMAGNETICI • Onde elettromagnetiche con • energia < 12 eV •  > 1 X 10-7 m •  < 3 X 10 15 Hz • non provocano la ionizzazione degli atomi

8. RADIOFREQUENZE E MICROONDE: - fondo naturale: emissioni di terra, sole (3-300 GHz) e corpi celesti o durante i temporali (elevata entità) - fondo artificiale: più elevato di un fattore 106-1012 • presente in molteplici attività umane Accanto ad un numero limitato di soggetti ben identificabili potenzialmente o effettivamente esposti a CEM intensi, esistono vastissime categorie di lavoratori esposti a campi più bassi, difficilmente quantificabili e confrontabili tra loro

9. domestiche: forni a microonde, telefonia mobile, sistemi antifurto e di allarme, schermi televisivi. • applicazioni mediche: • fisioterapia (radarterapia, marconiterapia) • applicazioni correnti elettriche attraverso elettrodi conduttori per stimolazioni e riabilitazione, • diagnostica e monitoraggio elettronico in sala operatoria e terapia intensiva, • R.M.N., • terapia chirurgica (radiobisturi), • terapia ipertermica tumorale, • acceleratori di particelle (ciclotrone, betatrone)

10. sistemi di telecomunicazione radiotelevisivi: • 600 kHz-3 MHz = emissione radio AM, radionavigazione, telecomunicazioni • 3 MHz-30 MHz = emissione radio CB • 30 MHz-3 GHz = emissioni radio FM e TV, radar per traffico aereo, radar metereologici, telemetria, telefoni cellulari (900 - 1900 MHz) • 3 GHz-30 GHz = radar per navigazione marittima e aerea, comunicazioni via satellite, ponti radio a microonde, altimetria

11. applicazioni lavorative: • Monitor e apparecchi con schermo video (3-30 kHz) - Industriali(possibile esposizione di parti del corpo del lavoratore es. mani): • 100 kHz-3 MHz = saldatura, tempera, fusione, sterilizzazione (industria della plastica o del legno) • 3 MHz- 300 MHz = essicamento, polimerizzazione, riscaldamento, incollaggio, sterilizzazione di dielettrici • 300 MHz-3 GHz = processi utilizzati in industrie alimentari; processi utilizzati in industrie elettroniche

12. Extremely Low Frequency • non occupazionali: (50-60 Hz) elettrodomestici, trasmissione e distribuzione energia elettrica (linee elettriche, elettrodotti ad alta tensione), linee telefoniche • occupazionali: • 50/60 Hz = altoforni e fonderie • 10 kHz = saldatrici elettriche • 2-25 kHz = apparecchi per riscaldamento a induzione • 50/60 Hz e 15-70 kHz = videoterminali

13. CAMPI ELETTROMAGNETICI STATICI: campi che non variano nel tempo (frequenza = 0), che sono prodotti da distribuzioni stazionarie di cariche e di correnti • non occupazionali: • campo terrestre, temporali • linee elettriche ad alta tensione in corrente continua come trasporti elettrificati quali treni, tram, convogli della metropolitana (questi ultimi generano anche campi magnetici ELF con possibile esposizione dei macchinisti)

14. occupazionali: • celle elettrolitiche e bagni galvanici per alluminio • acceleratori di alta energia • operano magneti per la guida e la deflessione dei fasci e dei magneti per la rivelazione delle particelle elementari es. camere a bolle, spettrometri, calorimetri adronici; • esposizione possibile: • messa a punto e taratura del magnete • esercizio della macchina con magnete in funzione • accesso all’interno di magneti in funzione • reattori a fusione • apparecchiatura di ricerca • treni a levitazione magnetica • operatori di Risonanza Magnetica Nucleare • esposizione combinata anche a radiofrequenza

15. INTERNATIONAL EMF PROJECTS (WHO) • Progetto avviato nel 1996 dall’OMS per analizzare i problemi sanitari associati all’esposizione a campi elettromagnetici. Revisione critica dei risultati delle ricerche e analisi della letteratura.

16. EFFETTI • Quando un organismo interagisce con un campo elettromagnetico, il suo equilibrio viene perturbato, ma ciò non si traduce automaticamente in un effetto biologico apprezzabile e ancor meno in un effetto sanitario = differenza tra interazione, effetto biologico, effetto sanitario

17. Interazione e i conseguenti effetti sulle strutture biologiche su 3 livelli: livello al quale le strutture biologiche elementari, piccole o grandi strutture molecolari, risultano perturbate senza effetti clinici o soggettivi apprezzabili livello di effetto biologico, modificazioni reversibili sia sul piano morfologico e funzionale in strutture superiori rispetto alle molecolari, evidenziabili strumentalmente o anche clinicamente o percepite soggettivamente che cessano subito o poco dopo la cessazione dello stimolo livello di danno biologico, manifesto sul piano clinico, che persiste per tempi lunghi o permanentemente dopo la cessazione dello stimolo e che si manifesta con modificazioni morfologiche o funzionali quando l’effetto biologico superi i limiti di efficacia e di compenso dell’organismo

18. RADIOFREQUENZE (300 kHz- 300 GHz) • Le strutture biologiche possono essere considerate essenzialmente degli aggregati di particelle portatrici di carica elettrica su cui campo elettrico e campo magnetico esercitano delle forze = correnti elettriche. • Interazione tra RF e tessuti  alterazioni della struttura biologica  induzione di dipoli, rotazione di molecole polari, oscillazioni di cariche libere • Questi fenomeni provocano assorbimento di energia elettromagnetica  trasformazione in calore  aumento della temperatura del sistema esposto

19. Gli effetti biologici dipendono da: • Tipo di radiazione (profondità di penetrazione), modalità e durata di esposizione • Frequenza, durata, intensità , contenuto di acqua dei tessuti (maggiore, minore assorbimento e penetrazione) • Contenuto di lipidi (riflessioni e risonanze) • Meccanismi di termoregolazione • Grado di vascolarizzazione (condiziona gli scambi con l’ambiente) • Frequenza delle mitosi e grado di differenziazione cellulare (sensibilità del tessuto)

20. È stato possibile quantificare con discreta approssimazione l’assorbimento di energia elettromagnetica da parte degli organismi biologici, introducendo la grandezza • SAR (specific absorption rate) = W/M (potenza assorbita in un certo volume)/ (massa di esso) espressa in W/m2

21. RADIOFREQUENZE (> 10 GHz) • Effetti acutitermici: •  innalzamento della temperatura • La produzione di calore può dare un aumento generalizzato di T° fino allo shock termico se viene superata la capacità di termoregolazione dell’organismo • Riscaldamenti circoscritti: danno agli organi più sensibili al calore come il cristallino (non vascolarizzato) (cataratta), testicoli (sterilità). Sono possibili anche danni cutanei con ustioni, fino alla necrosi • Esposizioni a RF > 10 GHz e dosi rilevanti (densità di potenza = 500-1000 W/m2) per tempi di esposizioni piuttosto prolungati.

22. RADIOFREQUENZE (1 MHz-10GHz) • Effetti termici: cataratta e infertilità maschile • Effetti cronicinon termici: •  per bassi livelli di esposizione (decine V/m) per molti anni. • Descritti in categorie di lavoratori addetti ai radar ed alle radio e telecomunicazioni, a carico di SNC, sistema neurovegetativo e del sistema cardio circolatorio • Sono caratterizzati da alterazioni biologiche, modificazioni transitorie di proprietà elettriche e magnetiche di molecole e cellule, senza chiara e dimostrabile manifestazione di danno.

23. RADIOFREQUENZE (1 MHz-10GHz) • Perturbazione della funzione bioelettrica del cervello con alterazioni della permeabilità di cellule nervose con aumento dell’efflusso degli ioni calcio • OMS ritiene che lo studio degli effetti biologici per esposizione cronica, a lungo termine e a basse dosi, necessita di ulteriori approfondimenti e ricerche

24. RADIOFREQUENZE (< 1 MHz) • Non producono un riscaldamento significativo • Effetti non termici

25. RADIOFREQUENZE

26. RADIOFREQUENZE

27. Effetti ritardati di natura tumoraleSTUDI EPIDEMIOLOGICI • Il numero degli studi epidemiologici in questo settore è molto ridotto e le differenze nelle modalità di esposizione sono molto più marcate • Un limitato numero di studi epidemiologici ha suggerito una connessione tra esposizione a campi elettromagnetici a RF in ambiente di vita e lavoro e aumentato rischio di leucemia e cancro

28. Ipotesi di agenti promotori di neoplasie in bambini e adulti in vicinanza di antenne per trasmissioni televisive e popolazioni di lavoratori o militari • Effetti oncogeni o stocastici: trasduzione endocellulare energetica e interazione con radicali liberi •  si suppone per via ipotetica-preventiva NON vi siano delle dosi soglia

29. STUDI SPERIMENTALI • Numerosi sull’influenza delle microonde sulla promozione dei tumori effettuati nell’ultimo decennio: • Valutazione degli effetti genotossici e mutageni sulle cellule esposte a RF e trattate con agenti cancerogeni chimici o fisici (raggi X) oltre che esposte a RF

30. STUDI SPERIMENTALI • Vari studi in vitro non hanno dimostrato alcun effetto sul DNA, in particolare nessun effetto sul DNA di lieviti e cellule di topo, né aberrazioni cromosomiche in linfociti umani • Solo due studi in vivo su roditori suggeriscono che i campi elettromagnetici a RF possano avere effetti diretti sul DNA (in particolare riarrangiamento strutturale delle cellule cerebrali e quelle dei testicoli e aumento delle rotture di una singola elica nel DNA cerebrale di questi animali) • Uno studio su topi transgenici esposti a 900 MHz campi pulsati o modulati delle RF ha dimostrato un raddoppio della frequenza di linfomi rispetto al gruppo di controllo

31. Effetti ritardati di natura tumorale Considerata globalmente l’evidenza suggerisce che l’esposizione a RF non sia mutagena ed è quindi improbabile che agisca come iniziatore di cancro. L’eventuale effetto cocancerogeno o l’effetto di promozione o progressione non sono stati dimostrati con sufficiente associazione statistica. (OMS ed organismi scientifici internazionali) • Per effetti tumorali non vi è al momento sufficiente evidenza scientifica né diffuso consenso.

32. STUDI SULLA TELEFONIA MOBILE • Gli attuali sistemi di telefonia mobile operano tra gli 800 e i 1800 MHz • Nel 2005 si sono stimati circa 1 miliardo e 600 milioni di abbonati ai servizi di telefonia mobile (20% popolazione generale)

33. STUDI SULLA TELEFONIA MOBILE • I limiti principali di questa ricerca è l’inadeguatezza del tempo trascorso dall’inizio della diffusione della telefonia mobile  difficoltà di analisi a breve termine del rischio di effetti cancerogeni eventualmente associati all’esposizione

34. STUDI SULLA TELEFONIA MOBILE • I telefonini sono trasmettitori a radiofrequenza a bassa potenza che emettono potenze massime tra 0.2 e 0.6 Watt. L’intensità del campo decresce rapidamente con l’aumentare della distanza dal telefonino • Le stazioni radiobase trasmettono a livelli di potenza che vanno da pochi watt sino a 100 Watt a seconda dell’ampiezza della regione o cella.

35. STUDI SULLA TELEFONIA MOBILE • L’esposizione a RF dei telefonini è localizzata in particolare all’emisfero cerebrale dal lato in cui si usa di più il telefono e soprattutto al lobo temporale (50-60%) e nel cervelletto (2-10%) e decresce con l’aumentare della profondità soprattutto alle frequenze più alte • (Cardis E. Distribution of RF energy emitted by mobile phones in anatomical structures of the brain- Phys Med Biol 2008 May, 53 (11):2771-2783)

36. STUDI SULLA TELEFONIA MOBILE Valentini E., Curcio G., Moroni F., Ferrara M., De Gennaro and Bertini Neurophysiological effects of mobile phone electromagnetic fields on humans: a comprehensive review. Bioelectromagnetics 28:415-432 (2007) • 32 pubblicazioni sugli effetti acuti da esposizione a Global System for Mobile communication (GSM) degli ultimi 10 anni (49 pubblicazioni ma 17 eliminate perché non confacenti)

37. STUDI SULLA TELEFONIA MOBILE Valentini E., Curcio G., Moroni F., Ferrara M., De Gennaro and Bertini Neurophysiological effects of mobile phone eletromagnetic fields on humans: a comprehensive review. Bioelectromagnetics 28:415-432 (2007) • Alterazioni EEG: aumento delle onde α durante lo stato di veglia e delle onde α e ε durante i primi cicli di fase REM • Risposte oscillatorie EEG delle bande α e θ • Aumentato metabolismo cerebrale ed eccitabilità nelle aree cerebrali direttamente esposte

38. STUDI SULLA TELEFONIA MOBILE Valentini E., Curcio G., Moroni F., Ferrara M., De Gennaro and Bertini Neurophysiological effects of mobile phone eletromagnetic fields on humans: a comprehensive review. Bioelectromagnetics 28:415-432 (2007) • Conclusioni: l’esposizione a MP può influenzare la normale fisiologia attraverso cambiamenti dell’eccitabilità corticale e nel transfer attraverso la membrana ionicadepolarizzazione delle membrane e attivazione neuronale

39. Valberg PA, deventer E., Repacholi MH.: Workgroup Report: Base stations and Wireless Networks-radiofrequency (RF) exposures and Health Consequences. Environmental Health Perspectives vol 115, n 3, march 2007 CANCER • DNA: la maggior parte degli studi non dimostrano effetti • ANIMALI: non aumentato rischio di cancro • POPOLAZIONE: nessuna associazione tra uso (numero di chiamate e ore accumulate) di telefonino e incidenza di tumore al cervello o al collo (INTERPHONE COLLABORATION – IARC); risultati simili per tumori cerebrali quali glioma o meningioma Si suggerisce di proseguire la ricerca sugli effetti biologici

40. Valberg PA, deventer E., Repacholi MH.: Workgroup Report: Base stations and Wireless Networks-radiofrequency (RF) exposures and Health Consequences. Environmental Health Perspectives vol 115, n 3, march 2007 NON CANCER HEALTH EFFECTS . Alterazioni funzionalità cardiovascolare (operatori di stazioni radiotrasmittenti): scarsa associazione con la bassa esposizione di stazioni base • Sindrome da ipersensibilità (sonnolenza, affaticamento, vertigini, disturbi digestivi e difficoltà di concentrazione)(Fox 2006, Rubin et al. 2005, 2006- WHO Fact sheet n°296 december 2005): non dimostrata

41. STUDI SULLA TELEFONIA MOBILE Valberg PA, deventer E., Repacholi MH.: Workgroup Report: Base stations and Wireless Networks-radiofrequency (RF) exposures and Health Consequences. Environmental Health Perspectives vol 115, n 3, march 2007 “..l’esposizione a stazioni base a radiofrequenza non sembrano dare conseguenze sulla salute in particolar modo ai livelli tipici della tecnologia della telefonia mobile.”

42. Extremely Low Frequency • campi elettromagnetici sinusoidali a frequenze comprese fra i 30 e i 300 Hz • La frequenza di maggior rilevanza protezionistica è la frequenza di rete = 50 Hz (in Italia ed Europa) e 60 Hz (Stati Uniti e Canada) • campi elettrici e magnetici sono presenti ovunque l’energia elettrica venga generata, trasmessa o distribuita attraverso linee o cavi, o venga utilizzata per le applicazioni

43. ELF • Campi magnetici residenziali: 0.025 T e 0.07 T in Europa 0.055 T e 0.11 T in USA E: qualche decina V/m • Linee elettriche circa 20 T, 100-200 V/m • Esposizioni professionali: elettricisti-ingegneri elettrici 0.4-0.6 T lavoratori addetti alle linee ad alta tensione 1.0 T saldatori, macchinisti di treni elettrici, addetti alla cucitura industriale oltre 3 T conduttori ad alta tensione fino a 10 mT E = fino a 30 kV/m

44. ELF • In ogni organismo umano esistono campi elettrici e correnti elettriche di natura endogena che svolgono un ruolo in complessi meccanismi di controllo fisiologico, quali attività neuromuscolare, secrezione ghiandolare, funzioni della membrana cellulare, sviluppo, crescita e riparazioni tessuti. • L’esposizione del corpo umano a campi elettrici e magnetici a frequenze ELF provoca l’induzione di correnti e campi elettrici all’interno del corpo

45. ELF • Meccanismi biofisici diretti: • Induzione di campi elettrici nelle reti neuronali cioè l’esposizione stimola direttamente le singole fibre nervose rivestite di mielina per intensità di pochi V/m; campi più deboli possono influenzare la trasmissione sinaptica della rete neurale (valori di soglia 10-100 V/m) • Formazione di coppie di radicali liberi reattivi per esposizioni a campi magnetici • Interazione con cristalli di magnetite, ovvero piccoli cristalli ferromagnetici di varie specie di ossido di ferro, che si trovano in tracce nei tessuti umani ed animali

46. ELF • Meccanismi biofisici indiretti: • In un conduttore esposto a campi elettromagnetici (ad es. un’automobile o una recinzione metallica) sono indotte correnti che possono trasmettersi all’uomo che venga in contatto con questo = stimolazione di muscoli e nervi periferici fino a microscosse dolorose • Il campo elettrico e magnetico possono interferire con dispositivi elettromedicali impiantati (es pacemaker) fino alla cessazione della stimolazione.

47. EFFETTI • Percezione • del disturbo attraverso effetti di carica elettrica di superficie: alternanza di cariche elettriche sulla superficie del corpo che danno vibrazione di peli e capelli nel soggetto esposto (anche dolore) • retina: percezione di magnetofosfeni (lampi di luce nel campo visivo)

48. EFFETTI SU SNC • Effetti sul sistema nervoso centrale, neurocomportamentali e sulla psiche: • Effetti sui potenziali visivi evocati • Effetti sui potenziali uditivi • EEG:incrementi della frequenza media e potenza spettrale nelle bande alfa e beta • Tempi di reazione: 10-12% decrementi di risposta • Ipersensibilità (Electric Hypersensitivity Syndrome) • Suicidi e depressione: suggerita un’associazione con le linee elettriche ad alto voltaggio, in particolare con esposizione cumulativa Nel complesso l’evidenza di effetti sull’uomo è inadeguata

49. ANIMALI : • CEM sono percepiti dagli animali come effetti di carica di superficie che possono provocare stimoli temporanei o lievi stress: dati convincenti • Modulazione delle funzioni del sistema oppioide e colinergico con modifiche dello svolgimento di compiti di memoria spaziale e relative prestazioni

50. ALTRI EFFETTI • Effetti sul sistema endocrino: • riduzione e soppressione di melatonina • Alterazione produzione ormoni correlati allo stress dell’asse pituitario- adrenalinico Nel complesso l’evidenza che i CEM alterino il sistema neuroendocrino in modo tale da influire negativamente sulla salute umana è definita inadeguata