Dr. Fiorenzo Marinelli (CNR Bologna)

Dicembre 1999 - Convegno di Trento

La medicina e la biologia studiano da parecchi anni le interazioni tra campi elettromagnetici e gli organismi viventi, tuttavia, nonostante le migliori conoscenze attuali, non e' ancora possibile delimitare con certezza la loro pericolosita' per la salute. Cio' nonostante, in relazione alle oltre 10.000 pubblicazioni scientifiche di questi anni sull’argomento, si possono fare alcune considerazioni:
La soglia di rischio a cui gli effetti biologici sono stati documentati e' andata progressivamente diminuendo: in particolare, per i campi magnetici, si e' passati da una prima affermazione di "nessun effetto", alla evidenziazione di effetti per esposizioni dell’ordine dei milliTesla e in tempi piu' recenti fino a qualche decimo di microTesla.
Si e' invertita la proporzione tra i lavori scientifici che assolvono i campi elettromagnetici e quelli che ammettono invece la loro influenza sulla salute.
E’ progressivamente aumentato il numero dei lavori scientifici che documenta la promozione di patologie reversibili riguardanti il comportamento, sindromi nervose, il rendimento sul lavoro.
Gli effetti biologici dei Campi Elettromagnetici Pulsati (CEMP) controllati in frequenza e potenza, vengono usati con successo nella terapia clinica di affezioni dell’apparato locomotore (Congresso Internazionale Effetti terapeutici dei CEMP - Ferrara 1995).
METODI DI INDAGINE
Nella ricerca scientifica i ricercatori hanno utilizzato differenti approcci ognuno dei quali ha contribuito a chiarire le problematiche legate agli effetti biologici dei campi elettromagnetici:
Sperimentazione sull’uomo e su animali (esperimenti in vivo).
Nella sperimentazione sull’uomo i volontari si sottopongono a campi (limitati in quantita' e potenza per ovvi motivi etici), per stabilire gli effetti sui parametri fisiologici e psicologici. Generalmente si tratta di soggetti giovani e sani e percio' si possono perdere alcuni effetti su bambini, anziani e malati.
Sperimentazione su cellule (esperimenti in vitro e in vivo).
Colture cellulari di tessuti umani o animali, sono sottoposte a campi per analizzare le alterazioni fisiologiche della concentrazione di ioni, passaggio di segnali nel nucleo, modificazioni dell’informazione genetica, ecc.
Il trasferimento dei risultati all’uomo e' difficile e non sono valutabili gli effetti che i campi producono sugli organi interi ad es. l’occhio o l’apparato genitale, non di meno la ricerca su colture ha portato la maggior parte delle conoscenze sul campo.
Studi epidemiologici.
Gli studi epidemiologici hanno lo scopo di stabilire a posteriori il collegamento causale tra le patologie (p. es. la leucemia nei bambini) e l’esposizione cronica abitativa a campi elettromagnetici per verificare la differenza che esiste con gruppi di controllo. Il peso delle valutazioni epidemiologiche dipende dal numero dei casi analizzati. E’ necessario identificare e isolare bene la causa primaria della patologia in quanto possono esservi co-fattori che agiscono senza essere valutabili e possono diminuire la significativita' dello studio: ad es. nella relazione tra campi magnetici e leucemia possono agire da co-fattori la radioattivita' e il benzolo.
I risultati sono espressi in "fattori di rischio" OR (Odds Ratio), secondo cui un valore uguale ad 1 si ha se non c’e' differenza tra il gruppo di pazienti esposti e quello dei controlli, un valore 2 significa che gli esposti raddoppiano la probabilita' di ammalarsi e cosi' via.
Il grande valore degli studi epidemiologici sta nel fatto che si tratta di studi sull’uomo esposto per lunghi intervalli di tempo a sollecitazioni di campo note (ad esempio 0,3 microTesla) e sono gli unici studi che permettono di rendere visibili sull’organismo influenze di lunga durata. D’altra parte una correlazione trovata in uno studio epidemiologico puo' solo fornire indicazioni sulle relazioni di causa ma non puo' escludere con certezza l’intervento di fattori concausali, quindi sono necessari anche metodi sperimentali. Gli sforzi di diversi gruppi di ricerca internazionali che ottengono risultati analoghi fanno pensare che relazioni causa-effetto, sebbene non definitivamente provate, esistano.

1.- INFLUENZE SULLA SALUTE NEL CAMPO DELLE BASSE FREQUENZE (50 - 300Hz)
1.1 - MECCANISMI DI INFLUENZA
1.1.1 - BILANCIO ORMONALE
Nell’ambito dello studio degli effetti dei campi elettromagnetici si e' data recentemente molta enfasi all’influenza sul ciclo ormonale.
"Molti enzimi, ormoni, e neuro-trasmettitori che si presentano in quantita' elevate in relazione a situazioni di stress e che agiscono poi sulle membrane cellulari o sul signalling nucleare sono influenzati dalla radiazione elettromagnetica" (BOIKAT 1993).
1.1.2 - MELATONINA, SEROTONINA e GHIANDOLA PINEALE.
I primi studi furono impostati all’universita' di Mainz in Germania per verificare l’influsso dei campi elettromagnetici sulle cellule della ghiandola pineale (SEMM 198 1). Molti altri studi sono stati da allora portati a termine. Il normale rialzo di melatonina durante la notte e' ridotto dalla presenza di campi elettromagnetici di un fattore 5-15 volte (WILSON 1981). Nella sperimentazione su animali sono state trovate decisive trasformazioni delle cellule della ghiandola pineale da parte di campi di 5 µT (GIMENEZ e GONZALEZ 1991). Secondo LERCHL 1991 e REITER 1991 sono le modificazioni temporali dei campi a causare le modificazioni nel controllo ormonale della epifisi, (l’illuminazione artificiale domestica e' dell’ordine di 20 mW/cm² ed e' sufficiente a inibire la secrezione di melatonina nel ratto, nell’Hamster Syriano l’annullamento completo della concentrazione di melatonina avviene a 0,1 mW/cm²) REITER 1992. WILSON nel 1992 ha potuto verificare anche l’influenza dell’uso di coperte elettriche sulla quantita' di secrezione della melatonina. Le conseguenze della ridotta produzione di melatonina durante la notte vengono messe in relazione con manifestazioni psicologiche e forme depressive (SHAFII 1991), modificazioni del ritmo sonno-veglia (SITTL 1989 - ARENDT 1987), modificazioni della secrezione endocrina ( REITER 1992) alterazioni recettoriali Beta della epifisi (ADEY 1988).
1.1.3 - BIORITMO
Il bioritmo naturale dell’uomo vede ripetersi fenomeni fisiologici ogni 24 ore circa per interazione con l’ambiente. Alterazioni del ritmo notte-giorno, dovute a campi elettromagnetici, sono state documentate da WEVER nel 1967. Ulteriori studi di KOENIG 1981 e REITER del 1992 dimostrano che le frequenze dell’ordine degli "Spherics" intervengono nella modificazione del bioritmo.
1.1.4 COMPORTAMENTO
Esperimenti sulla modificazione del comportamento sono ancora in fase d’analisi poiche' le alterazioni del comportamento sembrano dipendere dalla quantita' e qualita' d’esposizione, cosi' come, d’altra parte, le alterazioni dei parametri fisiologici della capacita' di rendimento e le influenze sulla psiche. Effetti comportamentali sono stati studiati da: KRITZINGER 1957 - DANIEL 1965 - VARGA 1968 - GRAHAM 1990 - BECKER 1993 - ASBERG 1986.
1.1.5 - CORRENTI CORPOREE INDOTTE
Sono stati compiuti alcuni studi sulla densita' di corrente indotta negli organismi dai campi elettrici e magnetici. Oltre a misurare le correnti indotte sono stati osservati fenomeni di impressioni ottiche (elettrofosfeni e magnetofosfeni) provocate da campi piuttosto forti. Da questi studi sono derivate alcune indicazioni sulla presenza degli effetti "finestra" che si manifestano a determinati valori di frequenza e ampiezza delle radiazioni elettromagnetiche. (BERNHARDT 1991 - LEITGEB 1991)
1.2 - INFLUENZA SUL METABOLISMO DEL CALCIO
Il metabolismo del calcio intracellulare e' una spia efficiente degli effetti elettromagnetici informativi. Il calcio, infatti, ha importanti compiti nella contrazione muscolare, nell’invio di stimoli alle cellule nervose e nel metabolismo osseo, nel signalling della informazione attraverso la membrana cellulare. Gli studi su animali e cellule in coltura dimostrano un alterato metabolismo del calcio alla presenza di campi elettromagnetici, con possibili interazioni con promotori chimici del cancro. (BAWIN/ADEY 1976- BLACKMAN 1990 - LIBURDY 1990 - GOODMAN 1989 - ANDERSON 1990 - ADEY 1990 - POUNDS 1990).
1.2.1 - MEMBRANA CELLULARE
Secondo Adey la membrana cellulare e' uno dei luoghi decisivi delle interazioni tra i sistemi viventi e i campi elettromagnetici esterni. (ADEY 1988 TENFORDE / KAUNE 1992 - LAWRENCE/ADEY 1982 - ADEY 1990).
1.2.2 - RISONANZA CICLOTRONICA
L’aspetto riguardante la risonanza, e' oggetto di studio da pochi anni e riguardava all’inizio principalmente l’approccio teorico degli effetti dei campi sulle strutture biologiche (Froelich, C.W. Smith, E. Del Giudice, Preparata). L’ipotesi di base e' fondata sul fatto che gran parte delle molecole biologiche, oltre l’acqua, sono dipoli elettrici con una polarita' modulabile dal campo elettromagnetico esterno. La risonanza consiste nel trasferimento di energia oscillante ai sistemi biologici, quest’energia si esprime poi come modificazione delle reazioni biochimiche all’interno della cellula. Questo modello e' stato utile per spiegare gli effetti finestra osservati e per quale motivo avvengano azioni biologiche diverse quando cambia la forma delle cellule o degli organismi o la loro dimensione. (PARKINSON 1989 - SCHAEFER 1991 - BLACKMAN 1988 - 1989 -1990 - REITER 1991- LERCHL 1991).
1.2.3 - EFFETTI NEURONALI
Effetti diretti sul sistema nervoso si ritengono possibili: le attivita' oscillatorie cerebrali, infatti, possono essere modificate fino al punto da influenzare l’elettroencefalogramma. (ECKHORN 1988 - WARNKE 1993 - ADEY 1988).
1.2.4 CANCRO
Per gli effetti cancerogenetici e mutageni vedi capitolo specifico in Grilli.

2 - INFLUENZE SULLA SALUTE NEL CAMPO DELLE ALTE FREQUENZE (30OKHz- 300 GHz)
2.1 SOLLECITAZIONI DELLE ALTE FREQUENZE DI ORIGINE NATURALE E ARTIFICIALE.
Poiche' alte frequenze sono in gioco anche nella trasmissione delle informazioni fisiologiche del vivente, deve ritenersi che le corrispondenti alte frequenze specifiche naturali, nei limiti di intensita' propri dell’esposizione filogenetica, possano esercitare un ruolo stabilizzante sui processi omeostatici biologici, per contro sono noti da tempo effetti dannosi delle alte frequenze genericamente distinti in termici e non termici.
Nell’esposizione ad alte frequenze si usa il concetto di densita' di flusso, misurata in mW/cm², che ci dice quanta energia per unita' di tempo e di superficie la radiazione trasporta. Il SAR (dose assorbita) misurata in W/Kg ci dice il tasso di assorbimento della radiazione in un corpo. Il fondo naturale per tutto lo spettro delle Alte Frequenze ha un valore di 0,00007 mW/cm² (LEITGEB 1991). Accanto ad impianti di trasmissione vengono misurati valori tra 1 e 10 mW/cm² (TELL 1980). Durante l’uso di un telefono cellulare la densita' di flusso puo' essere anche oltre 1 mW/cm² in prossimita' della testa.
2.2.1 - EFFETTI TERMICI
Al di sopra di 100 kHz l’azione del campo elettromagnetico provoca il riscaldamento del corpo. Il riscaldamento avviene per mezzo della trasformazione in calore dell’energia radiante mediante tre principi fisici. La radiazione alta frequenza induce correnti ad alta frequenza nei tessuti, modifica l’orientamento dei dipoli molecolari e causa la rotazione nelle molecole. L’energia radiante si trasforma in energia cinetica che si misura come innalzamento della temperatura. Riguardo alle azioni termiche della radiazione alta frequenza esiste un vasto pensiero unanime: il metodo di misura di probabili danni biologici dipende da quanta energia ad alta frequenza sia assorbita e le azioni termiche sono ormai ben documentate, ben conosciute e inconfutabili in particolare sui testicoli e sul cristallino. (HENDLER 1968 - LEITGEB 1991 - WHO 1993).
2.2.2 - SOGLIA TERMICA
La maggior parte dei lavori scientifici pone la soglia degli effetti termici a circa 10 mW/cm² : al di sopra di questi valori sono stati osservati in molti esperimenti modificazioni dei riflessi condizionati e con microonde ad alta densita' di potenza sono state osservate mutazioni cromosomiche e mitotiche. In altri esperimenti comportamentali la fuga dalle zone irradiate e' stata osservata a densita' di flusso tra 18 e 22 mW/cm² (gli animali rifuggono le zone irradiate) (INT. LAB. 1985).
2.2.3 - I DANNI ALLA SALUTE,
che possono essere causati dalla radiazione alta frequenza al di sopra di 10 mW/cm² sono molteplici (SSK 1992, BERNHARDT /MATTHES 1992) alterazioni della permeabilita' di membrana, della funzione ghiandolare, del sistema emopoietico, immunitario e nervoso e dei riflessi comportamentali. A densita' di potenza piu' elevate si trovano influenze sulla crescita cellulare, malformazione embrionale, offuscamento del cristallino, e ustioni interne fino ad arresto cardiaco. Per densita' di flusso di piu' di 50 mW/cm² (incidenti di esposizione a radar) sono stati descritti mal di testa, stanchezza, letargia, paura, capogiri, nausea e vomito. In particolare, aumento della coagulazione spontanea del sangue collegato ad infarto. (LEITGEB 1991).
2.3 - EFFETTI NON TERMICI
Per lungo tempo si e' ritenuto che la radiazione alta frequenza, sotto la soglia che puo' causare innalzamento termico, non avesse effetto sugli organismi biologici. Oggi si sa che questo era errato. Per densita' di flusso largamente al di sotto della soglia termica, sono stati osservati una molteplicita' di effetti. Spesso gli effetti si presentano solo con radiazione modulata e con determinate finestre di frequenza ed ampiezza. Attualmente, gli effetti non termici in ambienti cellulari sono largamente accettati, mentre sussistono incertezze su come gli effetti riscontrati a livello cellulare possano causare danni alla salute dell’intero organismo. Nell’organismo intero, infatti, ci sono sistemi metastabili di regolazione e controllo che riescono a contenere molti degli eventuali danni che si possono verificare a livello cellulare. Alcune delle ricerche che riportano tali danni, inoltre, non sono definitivamente accettate da tutti i ricercatori. D’altra parte e' vero che con il passare del tempo e lo sviluppo della ricerca sono evidenziati effetti sempre piu' sottili. Ad esempio sono stati accertati effetti sulla permeabilita' di membrana con radiazioni alta frequenza modulate in ampiezza, e modificazioni della diffusione del calcio dal 10 al 20 per cento con radiazione alta frequenza a 147 MHz modulata con frequenze di 6-20 Hz., e sempre piu' diventano evidenti delle discontinuita' nel rapporto dose-effetto che risulta essere non lineare e si presenta a finestre di frequenza maggiormente efficaci. Da notare che si tratta in ogni caso di valori di esposizione piu' piccoli di 10 mW/Kg e che percio' sono ampiamente al di sotto delle intensita' termicamente rilevanti. L’importanza fisiologica degli effetti modulati in ampiezza e' a tutt’oggi oscuro, ma dato che alcuni sistemi di telefonia cellulare emettono alta frequenza pulsata sono in corso ulteriori studi per la valutazione del rischio.
2.4 RISONANZA
Recenti studi hanno verificato la presenza di risonanza cellulare in risposta a campi elettromagnetici alta frequenza (50-200 MHz) per cui in alcune strutture si ha un elevato assorbimento di radiazione alta frequenza come ad esempio la retina a 21 GHz, il cristallino a 9 GHz, gli aminoacidi 12,5 GHz (PETHIG 1988). A causa di riflessione della radiazione sulla superficie di confine di organi, starti muscolari e adiposi, strutture corporee piegate, si puo' giungere a picchi di assorbimento definiti "macchie calde". Nell’intervallo 300-2000 MHz vi sarebbe al centro del cranio una zona ove l’assorbimento delle alte frequenze e' alcune volte piu' alto del valore medio. (SSK Commissione per la protezione delle radiazioni 1992).
2.5 - INFLUENZE SULL’ATTIVITA’ CEREBRALE
Sono state rilevate modifiche all’elettroencefalogramma di gatto (ADEY, MEDICI-GAVALAS, BAWIN 1970; BRODEUR 1989), alterazione di flussi di calcio (ADEY 1981), modificazione dell’elettroencefalogramma umano con radiazione alta frequenza pulsata a 217 Hz (KLITZING 1993) presenza di finestre di frequenza maggiormente efficaci (KLITZING 1993, ADEY 1981).
2.6 COMPORTAMENTO
La letteratura riporta effetti delle microonde pulsate sul comportamento di fuga negli animali a 0,2 mW/ cm², effetti sul comportamento sessuale dei ratti, riduzione dell’attivita' motoria e dell’apprendimento a 0,2 - 0,7 mW/cm² (FREY 1988 - HUNT 1975 - SEAMAN 1981 - BARANSKI 1976 - REITER 1960).
2.7 - ALTRE EVIDENZE NON TERMICHE
Mal di testa, irritabilita', stimoli agli occhi sono stati dimostrati per esposizione a microonde (KUHENE 1989 - KEILMANN 1985) mentre sono state dimostrate malformazioni negli embrioni di pollo sottoposte a 1,5 GHz e da 0,1 a 3 mW/cm² (VARGA 1989). Alcuni scienziati hanno dimostrato una anormale intensa reazione (una vera e propria allergia nel senso piu' ampio del termine) a deboli campi elettrici e magnetici. (SMITH - REA - WENNBERG 1992). Smith ha rilevato la comparsa di reazioni di ipersensibilita' a campi magnetici anche ad un ordine di grandezza di 30 T. (SMITH et al. 1989, 1990).
2.8 MODELLI
Modelli di influenza biologica sono stati studiati per spiegare gli effetti delle alte frequenze (ADEY 1981 - LEITGEB 1991 - BERNHARDT 1992 - FROEHLICH 1985 - KEILMANN 1985 - MARINO 1988 - TAYLOR - COST 1994).

RIASSUMENDO si possono usare le seguenti conoscenze guida per valutare la possibilita' di rischio:
- Effetti non termici in ambienti cellulari sono stati piu' volte trovati e scientificamente riconosciuti. Gli effetti di radiazioni ad alta frequenza modulate si presentano a intervalli con marcato effetto finestra .
- Gli effetti non termici si presentano per intensita' di radiazioni molto al di sotto della soglia di rilevabilita' termica (0,5 W/Kg) e molto piu' bassi dei valori limite legali di esposizione. E’ stata recentemente evidenziata la presenza di alta frequenza di 150-400 MHz nelle linee ad alta tensione a 50 Hz. (ISPELS - Congresso Int.le Campi Elettromagnetici - Bologna 1997). Tale alta frequenza viene utilizzata per la trasmissione dati e telefonia dalle compagnie elettriche. Alla radiazione a 50 Hz si aggiunge quindi quella ad alta frequenza con possibili effetti sulle persone esposte ancora da studiare.
Importanti studi epidemiologici sul rischio di cancro causati dai tralicci dell’alta tensione

In conclusione:
VALORI LIMITE
il fondo naturale per il campo elettrico statico e' di circa 130 V/m.

Per quanto riguarda la distribuzione elettrica alternata a BASSA FREQUENZA (50-300Hz) i valori efficaci a cui la ricerca sperimentale in vivo e in vitro ha correlato il minimo valore di esposizione ad un maggior rischio di ammalarsi e' di una decina di microTesla di campo magnetico. La ricerca epidemiologica ha correlato un possibile rischio di ammalarsi a valori attorno a 0,2 microTesla di campo magnetico. Pertanto utilizzando un criterio cautelativo per la salute pubblica si consiglia di porre la soglia massima di esposizione per la popolazione a 0,1 microTesla di campo magnetico.

Per le ALTE FREQUENZE sono documentati gli effetti termici e non ancora chiariti completamente i meccanismi degli effetti non termici alcuni dei quali sono pero' documentati a bassi valori di esposizione. Considerando che il fondo naturale per le alte frequenze e' : 0,0005-0,01 nW/cm² (0,5-10 picoWatt/cm², cioe' 0,001-0,0061 V/m) e che l’esposizione minima efficace trovata per effetti termici e' 0,4 mW/cm² (400 microWatt/cm², cioe' 39 V/m) e per effetti non termici e' 0,1 mW/cm² (100 microWatt/cm², cioe' 20 V/m) si consiglia di porre la soglia massima di esposizione a 0,003 mW/cm² (3 microWatt/cm², cioe' 3,3 V/m).
Tre lavori epidemiologici condotti su popolazioni esposte a radiofrequenza di 13 e 57 mW/cm² (1,3 e 5,7 microWatt/cm²), (DOLK et. al. 1997, e Honolulu COUNCIL 1986) indicano una possibile parziale correlazione per alcune stazioni trasmittenti con il rischio di leucemia. Sebbene almeno in due casi si tratti di lavori da confermare con altre ricerche, la tendenza a trovare effetti dannosi nella popolazione e' in aumento ed e' dunque probabile che le soglie consigliate oggi dovranno ancora scendere alla luce di piu' approfonditi studi.
Il valore limite provvisorio di esposizione per i telefoni cellulari proposto secondo le norme di "PRUDENT AVOIDANCE": (EVITARE PRUDENTEMENTE L’ESPOSIZIONE) in attesa di ulteriori conferme dei dati scientifici dovrebbe garantire una esposizione massima di 0,003 mW/cm² (3 microWatt/cm²) accanto all’apparecchio.

Raccomandazioni commissione comunale Bologna:

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