ALCUNE CONSIDERAZIONI SUGLI EFFETTI BIOLOGICI DEI CAMPI ELETTROMAGNETICI

In generale, un tessuto biologico è da considerarsi un dielettrico non perfetto caratterizzato dai seguenti “parametri materiali”:

• permeabilità magnetica, espressa in H/m (Henry su metro);

• conducibilità elettrica, espressa in S/m (Siemens su metro);

• costante dielettrica, espressa in F/m (Farad su metro).

  Si accenna soltanto che tali parametri, in taluni casi, potrebbero assumere il carattere di quantità tensoriali. Tuttavia nei modelli biofisici è possibile attribuire agli stessi un carattere scalare senza che ciò determini apprezzabili scostamenti nell’aderenza dei modelli assunti nella realtà fenomenologica.

  I valori di costante dielettrica e conducibilità elettrica dipendono dalla frequenza f del campo elettromagnetico e dalle caratteristiche locali  del tessuto:

   

  Nello spettro di definizione delle radiazioni non ionizzanti, la permeabilità magnetica  può considerarsi costante e uguale a quella del vuoto

   

  La variabilità della costante dielettrica e della conducibilità elettrica determina la diversificazione dei meccanismi d’interazione delle radiazioni con i tessuti biologici.

  Un’altra causa risiede nelle diverse modalità con le quali i campi si accoppiano con il mezzo biologico, nelle diverse porzioni dello spettro.

  Alle basse frequenze l’accoppiamento è essenzialmente basato sui meccanismi d’induzione elettrica e magnetica, mentre alle alte frequenze prevalgono i meccanismi energetici. Va inoltre precisato che i meccanismi che intervengono nei processi d’interazione sono ulteriormente differenziabili in relazione al livello d’organizzazione delle strutture biologiche. Tale differenziazione si riflette sui diversi approcci di studio teorici e di tecniche sperimentali.

  L’approccio macroscopico considera i tessuti come mezzi viscosi e densi a contenuto variabile d’acqua, dotati di capacità di termoregolazione nei quali sono sospesi aggregati elettricamente carichi, tipicamente ionici e molecolari.

  Tali aggregati interagiscono con il campo elettrico indotto dai campi esterni con due diverse classi di fenomeni:

• correnti di conduzione, tanto più intense quanto maggiore è la conducibilità dei tessuti;

• effetti di polarizzazione che dipendono in modo non semplice dalla costante dielettrica locale.

  Le strutture biologiche, in relazione al loro contenuto d’acqua, sono altresì suddivisibili:

• ad alto contenuto d’acqua (> 90%): sangue, liquido cerebro spinale ed altri liquidi organici;

• a medio contenuto d’acqua (> 80%): pelle, muscolo, cervello, organi interni;

• a basso contenuto d’acqua (< 50%): grasso, tendini e ossa.

  I valori della costante dielettrica e della conducibilità determinati sperimentalmente per diversi tessuti al variare della frequenza, applicati a modelli ingegneristici, consentono di calcolare il campo interno ai tessuti.

   

  MECCANISMI D’INTERAZIONE ALLE BASSE FREQUENZE

  L’interazione dei campi elettrici e magnetici alle basse frequenze, in particolare alla frequenza di 50 Hz, è caratterizzata dai seguenti aspetti fondamentali:

• l’induzione magnetica B interna ai tessuti è uguale a quella esterna poiché m non varia rispetto allo spazio;

• il campo magnetico esterno d’induzione B0 alla frequenza f, genera un campo elettrico interno ai tessuti, alla stessa frequenza f;

• il campo elettrico esterno E0 alla frequenza f, genera un campo elettrico interno ai tessuti alla stessa frequenza f;

• i due campi elettrici interni danno luogo a densità di corrente J.

   

   

  MECCANISMI D’INTERAZIONE ALLE ALTE FREQUENZE

  Quando il campo elettromagnetico incide sul mezzo biologico, parte di esso è riflesso, parte è trasmesso attraverso il mezzo stesso.

  La quota parte trasmessa dipende dai parametri del campo (frequenza e polarizzazione) e dalle caratteristiche elettriche del mezzo (s,e,m), che anch’esse dipendono dalla frequenza.

  La parte della radiazione che si trasmette, subisce un’attenuazione che dipende dalla conducibilità e dalla costante dielettrica dovuta alla cessione d’energia del campo elettromagnetico alle strutture dissipative costituenti il mezzo.

  Per la classe degli effetti d’interesse sanitario è necessario esaminare i meccanismi d’interazione dei campi elettromagnetici alle alte frequenze anche dal punto di vista energetico.

   

   

  EFFETTI BIOLOGICI

  L’uomo può essere considerato un sistema fortemente suscettibile alle radiazioni elettromagnetiche e se esposto a lungo in ambienti con elevato rischio (per esempio da radar o trasmettitori a microonde), può riportare seri danni biologici.

  L’entità d’assorbimento è anche funzione d’altri parametri quali le dimensioni del corpo, geometria e orientamento del corpo, vascolarizzazione tessutale.

   

  Effetti di natura non termica.

  Sono quelli attribuiti a campi a basse frequenze e/o a campi deboli, in base a quanto emerso da numerosi studi, essi determinano un aumento dell’efflusso di ioni calcio dalle membrane cellulari e la creazione di correnti indotte in grado di attraversare le membrane cellulari. Per tali danni si ritiene che gli effetti si verifichino solo per esposizioni prolungate nel tempo (anni) ad elevata intensità.

  Il loro frequente riscontro nella popolazione generale suggerisce però l’opportunità di vagliare il ruolo causale o concausale d’altri eventi.

  Sono stati descritti, soprattutto da autori sovietici, polacchi e cecoslovacchi, disturbi a carico del sistema nervoso centrale, del sistema neurovegetativo, del sistema neuroendocrino e cardiocircolatorio (astenia, linfocitosi):

• cuore e circolazione: bradicardia, ipotensione, labilità pressoria, labilità del ritmo cardiaco, alterazione dei test funzionali, alterazioni ECG;

• sangue: linfocitosi assoluta, labilità leucocitaria, monocitosi, modificazione delle proteine plamatiche, riduzione dell’istaminemia;

• sistema nervoso: alterazioni ECG, onde lente e diminuita ampiezza onde alfa, diminuita risposta alla fotostimolazione, vagotonia, tremori alle estremità e palpebre, innalzamento della soglia uditiva, visiva (notturna), tattile;

• sintomi soggettivi: cefalea, nausea, vertigini, insonnia, irritabilità stancabilità, debolezza, diminuzione della libido, dolori toracici, senso di malessere, disturbi della memoria, riduzione dell’ideazione;

• sindromi complesse: sindrome astenica, sindrome da microonde;

• varie: iperattività tiroidea, aumentata iodiocaptazione, diminuzione della portata lattea, rush cutanei, iperidrosi, sudorazione notturna, caduta dei capelli, fragilità ungueale, diminuita risposta chetosteroidi dopo stimolazione di ACTH.

   

  Effetti di natura termica.

  Sono quelli dovuti ad un innalzamento disomogeneo della temperatura all’interno dell’organismo umano in grado di determinare, per esposizioni prolungate o elevate, danni localizzati agli organi più sensibili al calore. Perché si verifichino tali danni è necessario superare nell’organo bersagliato densità di potenza di almeno 500-600 W/m2 per tempi di esposizione prolungati. Sono state documentate le seguenti patologie:

• occhio: opacità del cristallino, opacità corneale, lesioni retiniche, aumento della pressione endoculare;

• gonadi maschili: atrofia, necrosi e fibrosi testicolare per dosi superiori a 0,5 kW/m2, con riduzione del tasso di testosterone nel sangue, oligo-azospermia e riduzione della libido;

• effetti generici: aberrazioni mitotiche e cromosomiche, descritte da numerosi autori, indotte in via sperimentale da onde EM ad alta frequenza su culture cellulari e su cellule di midollo osseo in vivo. Aberrazioni nello sviluppo di embrioni di pollo e feti di mammiferi.

   

  Un cenno particolare merita infine la possibile associazione, riferita da alcuni studi ma, di fatto, mai validamente confermata in sede sperimentale ed epidemiologica, tra esposizione a campi elettromagnetici ed insorgenza di tumori, in particolare leucemie e neoplasie cerebrali.

  La scarsità dei risultati e la presenza d’altri possibili cancerogeni nell’ambiente non consentono di fornire ipotesi probanti in tal senso.