EFFETTO delle RADIAZIONI sul CONTROLLO DELLA CRESCITA MICROBICA

1. EFFETTO delle RADIAZIONI sul CONTROLLO DELLA CRESCITA MICROBICA Delle radiazioni appartenenti allo spettro elettromagnetico, quelle con energia sufficiente per un efficace effetto microbicida sono le radiazioni con lunghezza d’onda inferiore a 300nm. Queste comprendono parte delle radiazioni ultraviolette e le radiazioni ionizzanti, tra cui i raggi X e i raggi gamma.

2. COSA si può dire a proposito delle microonde ? Lunghezza d’onda delle microoonde: 106- 109nm Le microonde riscaldano in pochi minuti gli alimenti e le sostanze organiche irradiate. Più alto è il contenuto di acqua, più rapido è il riscaldamento: ciò è dovuto al fatto che le microonde sono in grado di far vibrare le molecole di acqua contenute all’interno del materiale trattato. Il riscaldamento prodotto dalle microonde è conseguente all’intensa vibrazione delle molecole di acqua. Le micoonde non scaldano il legno, la porcellana, i materiali plastici, la carta, l’aria, il legno. Gli alimenti esposti subiscono un rapido riscaldamento, che è omogeneo in tutta la massa e provoca la morte dei microrganismi e l’inattivazione degli enzimi. E’stato, comunque, evidenziato che la cottura dei cibi con le microonde, a differenza di quello tradizionale, presenta un’inferiore capacità microbicida.

3. In generale, c’è da dire che per le radiazioni vale il principio per cui operando a dosi elevate , si ottiene un effetto letale sui microrganismi, mentre a basse dosi alcune cellule possono sopravvivere e dare origine anche a ceppi mutanti. In poche parole, dosi appropriate di radiazioni elettromagnetiche limitano in maniera efficace la crescita microbica.

4. Le radiazioni ultraviolette (UV) hanno una lunghezza d’onda immediatamente inferiore alla luce visibile dall'occhio umano, e immediatamente superiore a quella dei raggi X. Il nome significa "oltre il violetto" perché il violetto è l'ultimo colore ad alta frequenza visibile dello spettro percepito dall'uomo, cioè quello con la lunghezza d'onda più corta. L'UV può essere suddiviso in UV vicino (380-200 nm) e UV estremo (200-10 nm). Quando si considera l'effetto dei raggi UV sulla salute umana, la gamma delle lunghezze d'onda UV è in genere suddivisa in: • UV-A (400-315 nm),  • UV-B (315-280 nm)   • UV-C (280-100 nm).

5. UV-A (400-315 nm),  UV-B (315-280 nm)   UV-C (280-100 nm). Di queste le radiazioni UV con maggiore efficacia germicida sono quelle UVC, con lunghezza d’onda intorno a 260 nm… …..E’ infatti in tale regione dello spettro elettromagnetico che si ha il massimo assorbimento da parte del DNA. L’energia delle radiazioni UV, assorbita in particolare dalle basi pirimidiniche (T e C), induce la formazione di legami covalenti tra basi pirimidiniche adiacenti, sulla stessa elica. Se tali legami non vengono corretti da opportuni sistemi di riparazione, presenti nelle cellule eucariotiche e procariotiche, le funzioni del DNA (soprattutto la duplicazione) sono notevolmente compromesse.

6. Quando la radiazione UV colpisce un filamento di DNA, è possibile che due timine consecutive ne assorbano l´energia per formare un legame covalente. Si ha quindi la formazione di un dimero della timina, una lesione grave del DNA che altera l´informazione genetica.  

7. I segreti dell'enzima che ripara i danni da UV 19 sett 2005 http://www.lescienze.it/

8. Per resistere all'azione dei raggi ultravioletti molte specie animali (dai batteri e dai lieviti agli insetti, dai pesci fino ai marsupiali) possiedono un enzima, la FOTOLIASI, che interviene non appena la radiazione UV ha danneggiato il DNA per ricostituirne la forma integra. Questo enzima è però assente nei mammiferi placentati e in particolare nell'uomo; ciò spiega la facilità con cui nella nostra specie si presentano tumori della pelle come il melanoma, favoriti dall'esposizione protratta al sole.Ora un gruppo di ricercatori della Ohio State University è riuscito a identificare i dettagli del meccanismo d'azione della fotoliasi, che vengono descritti in un articolo pubblicato su Nature.

9. Esiste in natura un enzima "chiave", in grado di riparare i danni prodotti dai raggi solari sul DNA delle cellule: gli scienziati hanno ora scoperto come funziona, aprendo la strada alla creazione di futuri rimedi contro le scottature e soprattutto a nuove terapie per la prevenzione del cancro della pelle. Lo studio, pubblicato sulla rivista "Nature" è stato realizzato dall'équipe della Ohio State University (Usa) sotto la direzione di Dongping Zhong, e descrive come è stato possibile osservare "dal vivo" il comportamento dell'enzima, chiamato fotoliasi.

11. Gli organismi viventi hanno tuttavia un meccanismo naturale di difesa, la fotoriparazione enzimatica. L´enzima DNA polimerasi scopre la lesione, l´enzima DNA fotoliasi si porta sul dimero, assorbe un fotone di luce blu e usa la sua energia per sciogliere il legame covalente.

12. Gli scienziati ritengono che tutti i mammiferi placentati abbiano perso la capacità di produrre l’enzima fotoliasi circa 170 milioni di anni fa. Per questo motivo, l’uomo e altri mammiferi sono particolarmente vulnerabili ai tumori provocati dai raggi UV del Sole, mentre il resto del regno animale - insetti, pesci, uccelli, anfibi, marsupiali e persino batteri, e i lieviti - hanno mantenuto la capacità di riparare questi danni. l melanoma è un tumore maligno che origina dal melanocita, cellula della cute che è preposta alla sintesi della melanina.

13. Radiazioni UV: hanno effetto germicida dovuto alla capacità del DNA di assorbire a 260 nm. Utilizzati per sterilizzare l’aria in ambienti confinati. In realtà sono disinfettanti in quanto alcune spore resistono agli UV. Inoltre hanno un potere di penetrazione modesto. Non passano attraverso il vetro, la plastica, le soluzioni dense, pochi cm di acqua (15 cm!). Per questo motivo i raggi UV sono applicati a distanza limitata, ricorrendo anche ad esposizioni piuttosto lunghe.

14. Cappa ai vapori di mercurio utilizzata per la decontaminazione di superfici interne. Lampada germicida UV Lampade germicide UV: sono lampade formate da un tubo di quarzo, riempito con vapori di mercurio, alla cui estremità sono presenti due elettrodi che determinano il passaggio di corrente all' interno del vapore. Vengono emesse radiazioni a bassa lunghezza d'onda in grado di danneggiare gli acidi nucleici delle cellule. Essendo poco penetranti, tali radiazioni vengono utilizzate per il trattamento dell'aria (aria di ambienti come sale operatorie) e delle superfici, dove i microrganismi sono direttamente esposti alla loro azione. È importante non esporre mucose o parti di cute a questi raggi UV.

15. La maggior sensibilità dei batteri ai raggi UV si ha durante la fase di crescita esponenziale. Le forme vegetative sono più sensibili delle spore. In genere, lieviti e muffe hanno una resistenza agli UV superiore a quella dei batteri. Tra i virus, quelli a DNA sono più sensibili a radiazioni a 260nm, mentre quelli ad RNA a radiazioni di 230 nm. In natura i raggi UV più pericolosi per gli organismi viventi, normalmente presenti nelle emissioni solari, non raggiungono la Terra, in quanto assorbiti dallo strato di ozono dell’atmosfera.

16. Le radiazioni ionizzanti Le radiazioni ionizzanti (raggi X e raggi gamma) sono caratterizzate da bassa lunghezza d’onda e da alto contenuto energetico. A causa di questa quantità di energia e del notevole potere di penetrazione, la loro azione è non solo letale sui microrganismi ma molto pericolosa anche per le forme di vita superiore. Esse provocano l’espulsione di elettroni e di protoni dalle molecole con formazione di ioni e radicali liberi (specie chimiche con elettroni spaiati nello strato esterno). Pertanto, la loro azione può avere come bersaglio diretto le macromolecole cellulari ed, in particolare, il DNA. Lunghezza d’onda raggi X: 20-10-3 nm Lunghezza d’onda raggi gamma: 10-3 10-5nm)

17. La dose minima di radiazione microbicida varia a seconda della specie e delle condizioni del mezzo in cui i microrganismi si trovano. Le cellule batteriche vegetative sono uccise da dosi di radiazioni inferiori a quelle che occorrono rispettivamente per lieviti, muffe, virus, spore batteriche. Come mezzi di sterilizzazione vengono soprattutto usati i raggi gamma che vengono emessi durante la disintegrazione nucleare di elementi radioattivi (quali il cobalto 60 ed il cesio 137). I raggi X sono prodotti dalla collisione tra un corpo solido e degli elettroni dotati, tramite accelerazione ad alta velocità, di elevata energia.

18. Producendo poco calore, la sterilizzazione con radiazioni ionizzanti è detta “a freddo”. Le radiazioni ionizzanti sono applicate solo per mezzo d’impianti industriali per sterilizzare materiali termolabili d’uso diagnostico e medico, come anse, piastre di petri, strumentazione chirurgica. Sono usate anche per alcuni farmaci e prodotti alimentari. In Italia, il trattamento degli alimenti con radiazioni ionizzanti è un dibattito ancora aperto.