Patologia ambientale:
Cause fisiche di malattia: energia radiante:
radiazioni ionizzanti + radiazioni eccitanti radiazione =propagazione ondulatoria di energia nello spazio, hanno generalmente effetti patogeni sull’uomo, sono di natura corpuscolata o elettromagnetica, con e= h ν . atomo eccitato E < 10 eV viene assorbita da un atomo e i suoi elettroni si spostano su orbitali più esterni radiazioni eccitanti:
Radiazioni visibile; Infrarosso; ultravioletto
tanto minore è la frequenza tanto è maggiore l’energia della radiazione. L’effetto sulle cellule generalmente non è diretto, ma mediato da sostanze fotosensibili.
Radiazioni ionizzanti:
Αlfa (alto LET),β(alto LET)γ(basso LET); X-ray (basso LET) Raggi cosmici
Vengono emesse da atomi colpiti da E >10 eV, uno o più elettroni lasciano l’atomo formando uno ione positivo, la dose di radiazione assorbita è espressa come come energia assorbita per unità di massa di tessuto ed è espressa in Gray Basso LET danno origine ad letroni per effetto fotoelettrico (espulsione di elettroni per assorbimento di fotoni) o per effetto compton se il fotone incidente ha 0.5 5 Mev. L’effetto Compton ha luogo solo nell’osso, l’energia più efficace è pari a LET 100 KeV/mm (a questa potenza vegono prodotti ioni distati circa 2 nm distanza che corrisponde a quella della doppia elica del DNA). Effetti delle radiazioni ionizzanti: gli effetti si fondano su 1) ionizzazione dell’ H2O, 2) effetti diretti su acidi nucleici e proteine. La ionizzazione in corso di terapia può essere controllata grazie alla somministrazione di chelanti per le specie reattive (in genere vengono somministrati riducenti visto che si formano specie reattive dell’O2). Nel’organismo sono più sensibili i tessuti labili (quelli sottoposti a costante proliferazione) piuttosto che quelli perenni. Alla radiazione reagiscono tutti i tessuti di origine mesenchimale con reazione flogistica. irraggiamenti subacuti o cronici portano a gravissime ed estese fibrosi cicatriziali. Osso alterazioni eburnee; Polmone fibrosi generalizzata; Arterie arterite obliterante.
Tommaso Hinna Danesi
H2O
Formazione di radicali liberi
Proteine
DNA
Strand break
delezioni denaturazione
traslocazioni
Danno cellulare mutagenesi
Effetti delle radiazioni eccitanti: portano ad eccitazione gli atomi colpiti con formazione di radicali liberi e forme reattive dell’O2. sono radiazioni con lunghezza d’onda compresa tra 10-6 10-7 m. vi rientrano le UVB (unico effetto benefico è la conversione del 7deidrocolesterolo in pro-Vit D3 (che termicamente è poi convertita in Vit D3)). Processi di difesa assorbimento della radiazione da parte della cheratina e melanina dell’epidermide Processi di danno lesioni cellulari e tissutali reversibili ma anche letali.
manifestazioni cliniche
L’effetto sulla cute dipende da: Spessore dell’epidermide; Presenza o meno di melanoblasti; Entità dello strato corneo; Ricchezza della vascolarizzazione. Infrarossi penetrano fino a 1-1.5 cm; visibile < 1mm UV con λ < 320 nm <0.1 mm Reazioni patologiche: diretta interazione tra energia e materia (eritema ed iperpigmentazione) interazione mediata da un sensibilizzatore (effetto fotodinamico) eritema da infrarosso vasodilatazione da effetto termico; eritema da UV < 320 nm vasodilatazione da effetto chimici (rilasio di istamina e citochine).
Tommaso Hinna Danesi
Fitopatologia dell’occhio: congiuntiviti; cheratoconiuntiviti, cataratte; retiniti
L’ossigeno è implicato come causa da tossicità a causa della degradazione di enzimi respiratori o mediatori del tipo flavinico
Azione cancerogena della luce cute
esposizione cronica a UV causa alterazione attinica e carcinomi nella
Basalioma Ca cutaneo, più comune nei caucasici; Ca a cell squamose; Melanoma, Quadriclinici vari quadri di cheratosi da luce con significato precanceroso simili a quelli dello xeroderma pigmentoso La luce provoca alterazioni a livello degli acidi nucleici altera il DNA.
mutazione e morte cellulare; UVB
Oltre ad essere mutagena la radiazione UV riduce anche la risposta immunitaria in presenza di cell tumorali. Risposte cutanee abnormi dovute spesso a sostanze chimiche fotosensibilizzanti (sostanze con PM < 500 da che assorbono nell’UV danno luogo a: fotosensibilizzazione 1) fototossicità 2) fotoalergia fotoallergia fototossicià
evento di fotosensibilità mediato dal sistema immunitario; evento di fotosensibilità non mediato dal sistema immunitario. Accelerazione dei tumori (benzo-a-pirene cancerogeno fotoattivo + UV effetto)
Fotosensibilizzanti Azione fotocancerogena (cosina, ematoporfinrina fotoattivo non cancerogeno + UV effetto
Porfirie: ematoporfirina inoculata (fotosensibile) sindromi generalizzate Congenite e croniche -> ipersensibilità alla luce (300-450 nm) hydroe aestivalis vacciniforme. Altre sindromi cutanee manifestazioni papulose, eczematose, pruriginose (eczema solare) sono tutte eruzioni polimorfe croniche da luce (il meccanismo etiopatologico è sconosciuto, nel siero delle lesioni sono presenti sostanze fotosensibilizzanti.
Tommaso Hinna Danesi
Luce + fotosensibilizzante
Fotosensibilizzante attivo
Reazioni con O2
Substrato Trasferimento di energia
Formazione di liberi dell’O2
radicali
Reazioni con il substrato
substrato
Reazioni con il substrato
Elettricità: uomo= conduttore omico, per tanto è un buon conduttore, (costituito in buona parte da elettroliti); segue la legge R = V/I; la resistenza nell’uomo non è costante, ma varia secondo la composizione del tessuto, è in media 1000 Ω. La cute con V=200 Volt offre R = 4-8 KΩ La corrente che attraversa il corpo umano segue percorsi ben definiti, segue la via a minor resistenza il cuore è spesso interessato per la sua composizione ricca di elettroliti e bassa R). Effetti generali della corrente Folgorazione 7 mA alternata 50 mA continua
conseguenza di una scarica di milizia di A per un tempo i un milisec. Contrazioni tetaniche dei mm della mano tanto da non consentire l’allontanamento dell’arto dalla fonte lesiva
100 mA 60 Hz 1 msec 400-800 mA
alterazione dei sistemi fisico chimici che costruiscono l’organismo + effetti lesivi termici (derivati dall’effetto Joule).
fibrillazione ventricolare
encefalo elettroshock (crisi epilettica)
effetti della corrente continua
variazioni della polarità della membrana variazioni della permeabilità alle vaie specie ioniche; variazione dello stato fisico chimico delle proteine, cuore -> comparsa i extrasistolia cui segue all’aumentare dell’intensità della corrente fibrillazione striale e poi ventricolare. Effetti chimici
Tommaso Hinna Danesi
necrosi colliquativa da acidi e alcali
Effetti della corrente alternata
ad ogni inversione della corrente si ha inversione del verso degli elettroliti si assiste ad una inversione ciclica del segno delle membrane, la alesiità dipende dalla frequenza della corrente. Bassa frequenza effetti dannosi specialmente a carico del cuore (fibrillazione ventricolare), nei mm scheletrici 50 Hz consentono contrazione tetanica con interessamento di tute le miofibrille, un interessamento del diaframma porta a morte per ipossia Alta/altissima frequenza per effetto joule.
Magnetismo: sostanze
Ferromagnetiche (orientamento totale campo magnetico; Paramagnetiche; Diamagnetiche
non dannose, possono essere dannose
in
Campi magnetici di interesse patologico deboli (10-5 tesla ES campo magnetico terrestre), elevati ---------------statici, da induzione elettromagnetica (indotti da CE) Applicazioni terapeutiche
RMN (0.02T- 2.0 T) tecnica diagnostica non invasiva e generalmente non dannosa. Sono state rilevate alterazioni nella durata del ciclo cardiaco (per probabile azione diretta sul nodo del seno ) e innalzamento della PA.
variazioni di temperatura ambientale est non causano all’uomo Alte e basse temperature: condizioni normali danni o lesioni patologiche (omeostasi mantenuta da specifici sistemi di dispersione o risparmio di calore) Nel campo della termotolleranza sono implicate le proteine da shock termico (codificate da apposti geni), la cui sintesi aumenta in risposta ad un aumento di temp non letale, hanno probabile attività riducente (antiossidante). Condizioni patologiche Per alte temperature:
Colpo di calore: temperatura del corpo > 40-45 °C, tanto più grave quanto è più elevato i grado di umidità dell’ambiente esterno. Caratteristiche: - stato ansioso; - irritabilità; - nausea; - vomito; - delirio; - disturbi visivi; - coma spesso si ha negli anziani, inizia con t = 40 °C, emicrania, polso accelerato e accessi crampiformi. Gli effetti gravi sono a carico del SNA, e SNA, respiro e circolazione, la PA scende dopo un periodo in cui sa ha calo della sola diastolica (collasso da calore). Il colpo di calore deve essere distinto dal colpo di sole.
Tommaso Hinna Danesi
Colpo di sole: flogosi meningea cui può subentrare edema cerebrale e coma. Responsabile è l’azione diretta delle radiazioni della luce solare e del loro effetto termico nella regione cranionucale
Ustioni: reazioni dell’organismo ad un aumento localizzato della temperatura 1° grado 2° grado
3 ° grado
4 ° grado
Eritema per iperemia attiva. Liberazione dei mediatori dell’infiammazione Come primo grado con formazione di bolle (flittene)
Rapida riparazione con live iperpigmentazione
Rapida guarigione con possibilità di penetrazione di batteri, ipercheratosi, desquamazione, iperpigmentazione Presenza di necrosi nei tessuti Dopo rimozione dei tessuti necrotici, riparazione dei tessuti per cicatrice discromica (mancano i melanoblasti) Carbonizzazione dei tessuti
Nel 3 ° grado possono instaurarsi fenomeni tossici gravi a livello dell’intero organismo. ES grave blocco renale che si verifica a seguito di una ustione grave i cui effetti termici o tossii provocano emolisi con filtrazione renale di Hb e conseguente blocco dell’attività delle cell tubulari. Generalmente si instaura una situazione immediata di shock primario, che a volte è seguito da eventi tardivi conseguenti all’aumentata permeabilità capillare e perdita di liquidi.
Altre lesioni: cataratta nei soffiatori di vetro. Opacizzazione del cristallino per azione della radiazione infrarossa.
Tommaso Hinna Danesi
Condizioni patologiche Per basse temperature:
Assideramento congelamento
effetti sistemici; effetti locali
meccanismi per il mantenimento dell’omeostasi: 1. aumento attività muscolare; 2. reazione simpatica da freddo (vasocostrizione superficiale, orripilazione, aumento attività metaboliche producenti calore) se non sono efficaci: intervengono meccanismi a livello sistemico e locali ( il metabolismo può rallentar sino ad arrestarsi) a livello dei centri corticali: 32 °C narcosi da freddo; 28 °C paralisi vasomotoria; 27 °C fibrillazione ventricolare Danni cellulari da basse temperature: cristallizzazione dell’H2O danno alle membrane concentrazione del citosol alterazioni del pH alterazione delle proteine. S il congelamento avviene lentamente i cristalli di H2O sono piccoli e non daneggiano le membrane. Alle basse temperature si riduce l’attività del sistema immunitario (per ridotta motilità), vi sono degli anticorpi la cui affinità per l’antigene invece aumenta con l’abbassamento di temperatura.
Effetti locali del congelamento: 1 ° grado 2 ° grado
3 ° grado 4 ° grado
Gelone lesione ischemica da vasocostrizione cui segue floglosi. Cianosi da stasi venosa Piede da trincea trombosi e proliferazione dell’intima con difetti di circolazione, ipossia, flogosi essudativa, bolle. Necrosi dei tessuti non solo superficiali Come 3 ° grado + gangrena
20-20000 Hz, pressioni percepibili 10-12 W/mq – 1 W/mq. Effetti Suoni ed ultrasuoni: suoni percepibili patologici sono da ricondursi agli effetti pressori: ES rumore continuoa sordità parziale per brevi periodi di esposizione; danni irreversibili e sordità completa per lunghi periodi di esposizione
Tommaso Hinna Danesi
Effetti aptologici gravi ultrasuoni 100000 Hz effetti meccanici (pressionedecompressione delle strutture cellulari e compara di fenomeni di cavitazione –formazione di bolle di gas- e formazione di radicali liberi dell’O2; effetti termici (denaturazione delle proteine per accelerazione delle proteine enzimatiche)
varie sindromi da movimento. In seguito a modificazioni della orza di Gravità: modificazioni della gravità gravità (spesso dovute ad accelerazioni) si può avere ipossia (i GR rallentano la loro velocità perhè compressi sulla parete dei vasi dall’accelerazione tangenziale; possono anche ostruirli parzialmente). -
in accelerazione positiva (dalla testa ai piedi )
6 g ----------morte 2.5 g-------- primi segni di ipossia; 3-4 g--------sofferenza retinica; 5.5 g -------perdita di coscienza
-
in accelerazione negativa (dai piedi alla testa)
-
-
in accelerazione trasversale
-
Congestione polmonare; Ipossia cerebrale; Peita di coscienza
Sono tollerate sino a 12 g se la posizione è supina sino a 18 g
l’organismo reagisce a variazioni di accelerazione con tipiche risposte vegetative cinetiche: - nausea; - ipotensione; - iperpnea in caso di assenza di gravità si ha una diversa coordinazione dei movimenti per il periodo di assestamento.
Pressione atmosferica: aumento di p o diminuzione di p
portano alla stessa patologia.
Qualsiasi alterazione di pressione sulla superficie corporea si riflette in un’analoga variazione nei tessuti e negli spazi corporei pieni d’aria. I primi danni da pressione si osservano a carico dell’orecchio medio più comune conseguente ad una discesa è la parotite media.
effetto meccanico
Per variazioni di 60-100 mmHg si osservano danni alla membrana timpanica (iperemia, emorragia, rottura) per riequilibrare la p nell’orecchio medio. Variazioni di p atm comportano indirettamente altre anomalie: - dissoluzione di gas che si trono a conato con soluzioni; - dal sistema respiratorio i gas diffondono ai tessuti in proporzione alla pressione parziale e al gradiente di concentrazione: se cala la pressione parziale di O2 si ha ipossia da latitudine ( i sintomo si instaurano più rapidamente egli individui non acclimatati). Cause climatiche di malattia: generalmente meteropatie (disturbi funzionali di origine neurodegenerativa). - Nevralgia; - Forme depressive in presenza di temporali; - Irritabilità prima dei terremoti
Tommaso Hinna Danesi
Probabili cause: variazioni nella quantità di radiazioni nell’atmosfera. Le condizioni climatiche sono causa predisponente delle malattie stagionali (infezioni virali e batteriche).
Cause chimiche di malattia: le sostanze chimiche possono essere causa diretta di malattia. Le sostanze chimiche sono di origine sia endogena che esogena. effetto delle variazioni di pH: 1. acidosi gli enzimi diventano inattivi con denaturazione delle proteine a pH 5, compaiono fenomeni autolitici per attivazione degli enzimi lisosomiale; 2. alcalosi rigonfiameno cellulare, rigonfiamento di mitocondri cui segue aumento delle ossidazioni e dissociazione dalle fosforilazione si rigonfia tutta le cell e alla fine muore. Effetto degli acidi e delle basi forti: 1. acidi forti: denaturazione ( superficie corporea necrosi coagulativa – causticazione da acido-), acidi forti diluiti producono calore (sono in grado di carbonizzare i tessuti) e hanno effetto disidratante. 2. basi forti: causticazione della superficie corporea con escare molle (non disidratano la cute). Gli alcali idrolizzano la cheratina, il collageno etc. effetto dei solventi: 1. solventi dei lipidi acetone cloroformio, alterazioni della permeabilità delle membrane con perdita di omeotasi. 2. solventi acquosi soluzioni iper-ipo toniche lisi cellulare. Sostanze ad azione denaturante delle proteine: modificano la struttura secondaria, terziaria, quaternaria delle proteine, non interessano i legami covalenti della proteina. -
Acidi Solventi Tensioattivi Alcuni ioni bivalenti
Pneumoconiosi: reazione non neoplastica del polmone all’inalazione di polveri minerali. 1. 2. 3.
antracosi (polvere di carbone) silicosi (polvere di silicio); asbestosi (polvere di aminato)
meno frequenti: 1. stannosi; 2. siderosi; 3. berillosi 4. baritoni oggi il termine pneumoconiosi è esteso a malattie provocate da particelle inorganiche e organiche e vapori e fumi.
Tommaso Hinna Danesi
Patogenesi generale: determinanti per lo sviluppo i pneumoconiosi: -
quantità di polveri ritenute nel polmone e nelle vie aeree; dimensioni e foma del articolato (pericolose 1-5 µm) solubilità e reattività fisiochimica del articolato; effetti cumulativi da agenti irritanti concomitanti.
Se il articolato è reattivo può danneggiare la membrana cellulare e portare a morte le cell. Antracosi: semplice – complicata (FMP = fibrosi massiva progressiva): quadri patologici: - antracosi asintomatica ----il pigmento si deposita senza alcun sintomo; - PLC (pneumoconiosi semplice) ---- si ha formazione di cumuli di macrofagi il cui effetto è scarso o nullo sulla funzionalità polmonare; - FMP -------fibrosi massiva progressiva: la funzione polmonare è compromessa e causa una fibrosi estesa, è una reazione sclerosante del polmone, è nel 10 % dei casi conseguente alla PLC e alla silicosi. Morfologia: i pigmenti sono fagocitati dai macrofai alveolari e intersettali. Questi si accumulano nel tessuto connettivo attorno ai vasi linfatici e nel tessuto linfoide associato alla mucosa bronchiale o nell’io polmonare. PLC: macchie da carbone 1-2 mm e noduli da carbone (di dimensioni maggiori); macchie aggregati di macrofagi; noduli macrofagi + piccole quantità di fibre collageno; FMP: si instaura dopo anni di PLC; le lesioni sono del tipo cicatriziale di dimensioni >2 cm fino a 10 cm. Le lesioni sono formate da collageno, il centro è spesso necrotico a causa di un’ischemia. S. di Caplan: caratterizzata dall’associazione dell’artrite reumatoide all’antracosi. Lesioni nodulari a rapida evoluzione, sindrome associata anche a silicosi e asbestosi. Decorso clinico: PCL malattia benigna; FMP tende ad aumentare anche se cessa l’esposizione alle polveri, aumenta il rischio di sviluppare tubercolosi clinicamente espresse e bronchiti croniche ed enfisema. In soggetti non fumatori non è stato dimostrato se è una condizione predisponente per il tumore
Tommaso Hinna Danesi
Silicosi: inalazione di biossido di silice. Si manifesta dopo decenni come pneumoconiosi sclerosante nodulare a lenta progressione. Patogenesi: il quarzo (come forma cristallina) tende a causare pneumoconiosi da silice a causa della reattività di superficie dei cristalli che sono in brado di legare le membrane cellulari. Polveri di silice: attivazione e rilascio di mediatori da parte dei macrofagi rimasti vivi (IL1- TNF, fibronectina e citochine) nel topo anticorpi monoclinali anti TNF- impediscono la formazione di collagene nei polmoni. Le polveri di silice se mischiate con altri minerali hanno ridotta attività lesiva Morfologia: stadio precoce noduli minuscoli nei lobi polmonari superiori; stadio avanzato i noduli confluiscono a formare cisti di consistenza dura. La parte centrale dei noduli può andare in contro a necrosi o cavitazione per tubercolosi intercalante o ischemia. Le lesioni fibrose possono comparire anche nei linfonodi dell’ilo e nella pleura. Se la malattia progredisce porta a FMP le lesioni risultano di tipo concentrico da alternanza di tessuto collageno ialinizzato circondato da una capsula densa fibrosclerotica. Decorso clinico: la malattia viene di solito messa in evidenza da uno screening radiologico in pz spesso asintomatici. Stadio iniziale alterazioni delle funzionalità assenti o lievi; stadio avanzato comparsa di FMP, anche in assenza di esposizione alle polveri, compromissione della funzionalità respiratoria. Non è chiara la correlazione silicosi- Ca polmonare.
Asbestosi: conseguenza all’esposizione alle polveri di amianto. Amianto = cristalli di silicato idrati. Lesioni caratteristiche: -
Placche fibrose localizzate o raramente fibrosi pleurica diffusa; Versamenti pleurici; Fibrosi interstiziale parenchimali (asbestosi); CA broncogeno; Mesotelioma; Ca laringe e forse neoplasie extrapolmonari (K colon)
Patogenesi: lo sviluppo della malattia dipende dalla forma, dalla solubilità e concentrazione del articolato di amianto. Amianto : Serpentino (fibre morbide e flessibili) Cristolico (il più usato nell’industria)
Anfibolo (fibre rigide e sottili) Crocidolite Inosite Termolite Entofillite Actinolite
Asbestosi conseguenza dell’interazione di fibre d’amianto-macrofagi polmonari- cell del parenchima. Le lesioni hanno inizio alla biforcazione delle piccole vie aeree, dove i macrofagi interstiziali e alveolari cominciano a fagocitare. liberazione di mediatori chimici dell’infiammazione fibrosi interstiziale diffusa.
Tommaso Hinna Danesi
Morfologia: alterazioni distinguibili per la presenza i corpuscoli dell’asbesto. Esordio fibrosi peribronchiolare che si estende ai tessuti che circondano i dotti alveolari, poi ai sacchi alveolari e ali alveoli adiacenti. Si distorce l’architettura primitiva si vengono a formare spazi aerei dilatati circondati da pareti fibrose. Termine le regioni colpite assumono l’aspetto a favo d’ape. A differenza di antracosi e silicosi l’asbestosi interessa prima il polo inferiore del polmone, poi si estende a tutto il parenchima, il processo fibrotico può coinvolgere le aa polmonari e le arteriose stenosandole causando ipertensione e cuore polmonare. Placche pleuriche sono la manifestazione più caratteristica dell’asbestosi. Sono aree di tessuto denso spesso. I sviluppano sulla pleura parietale e sulla cupola diaframmatica. Non presentano tracce di asbesto. Decorso clinico: sintomi simili a qualsiasi malattia polmonare interstiziale (frequente dispnea). L’asbestosi complicata da Ca polmonare o pleurico ha una prognosi particolarmente severa.
Tommaso Hinna Danesi
