Bioelettromagnetismo

uomoIl dibattito circa l’influenza delle onde elettromagnetiche sulla nostra salute è sempre vivace e controverso e provoca ricorrenti allarmismi nell’opinione pubblica, preoccupata per i presunti rischi cancerogeni nei pressi di una linea elettrica, di una stazione radiotelevisiva, di una stazione radio-base e del telefono cellulare. D’altro canto le interazioni dei campi elettromagnetici con i sistemi biologici vengono sfruttate in ambito clinico e biomedicale. Dunque, qual è l’impatto delle onde elettromagnetiche sulla salute dell’uomo? E inoltre possono i campi elettromagnetici essere utili per nuove applicazioni cliniche in condizioni di assenza di danno alla salute? Queste sono alcune delle domande a cui i ricercatori dell’IREA cercano di dare risposta attraverso attività sperimentali in cui sono impegnati da anni.

L’attenzione è rivolta alla porzione dello spettro elettromagnetico che comprende le radiazioni non ionizzanti, i cui effetti sanitari e le applicazioni cliniche sono tuttora fonte di interesse scientifico.

Le radiazioni non ionizzanti non hanno energia sufficiente a rompere i legami chimici e provocare ionizzazione della materia, e la risposta dell’organismo umano a tali radiazioni dipende strettamente dalla frequenza. I campi elettrici e magnetici di bassa frequenza (ELF), ad esempio, originano nel corpo umano correnti elettriche che possono stimolare tessuti elettricamente eccitabili quali quelli del sistema nervoso e muscolare. L’energia elettromagnetica associata ai campi a radiofrequenza e microonde viene invece assorbita dai tessuti corporei e trasformata in calore provocando un aumento di temperatura dell’intero corpo o di parti di esso che è funzione delle modalità di esposizione. Tali effetti acuti sono comunemente indicati come effetti termici, essendo legati all’aumento di temperatura piuttosto che all’azione dei campi elettromagnetici di per sé, e sono osservabili solo se l’aumento di temperatura è superiore alle variazioni normalmente provocate dai processi fisiologici.

L’attività dei ricercatori dell’IREA è tesa a valutare la possibile insorgenza di effetti a lungo termine in seguito a esposizioni di intensità inferiore alle soglie per l’insorgenza di effetti termici. Attraverso sperimentazioni in vitr, in colture cellulari di mammifero vengono studiati i possibili effetti su parametri cellulari strettamente correlati al processo di cancerogenesi, al fine di individuare se esposizioni croniche ai CEM possono determinare o contribuire allo sviluppo del cancro. Inoltre, considerato l’elevato grado di inquinamento ambientale e la larga diffusione di sorgenti di CEM vengono anche valutati gli effetti di esposizioni combinate a CEM e inquinanti ambientali o sostanze chimiche dal noto meccanismo di azione al fine di valutare l’insorgenza di effetti cooperativi e studiare i meccanismi di azione. I modelli cellulari vengono opportunamente selezionati sulla base dei parametri biologici in esame. Per le esposizioni vengono impiegati sistemi progettati e realizzati al fine di consentire il controllo della temperatura dei campioni biologici e della dose assorbita durante l’esposizione. A valle delle esposizioni, i campioni cellulari vengono processati per l’analisi degli effetti mediante l’applicazione di tecniche sensibili opportunamente messe a punto sui campioni cellulari in esame.

A queste attività storica dell’IREA più recentemente si è affiancata un’altra con lo scopo di esplorare la possibilità di impiegare i CEM per nuove applicazioni cliniche. A tal fine vengono caratterizzati gli effetti di intensi campi elettrici pulsati di durate dell’ordine dei nanosecondi, i nsPEF, la cui capacità di interagire con le membrane e le strutture sub-cellulari, attivando risposte multiple in cellule di mammifero, è stata già dimostrata. Nonostante non siano pienamente conosciuti i meccanismi e le dinamiche dei nsPEF, essi sono attivamente studiati per le possibili applicazioni nella terapia del cancro e nell’ingegneria genetica. Inoltre vengono studiate le interazioni tra nanoparticelle e CEM in colture cellulari al fine di migliorare le prestazioni di tecniche diagnostiche e terapeutiche quali l’ imaging e l’ipertermia a microonde. In vista delle possibili applicazioni un aspetto fondamentale dal quale non si può prescindere è ovviamente la biocompatibilità delle nanoparticelle.


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