Come i sopravvissuti alla bomba atomica hanno trasformato la nostra comprensione dell’impatto delle radiazioni

Una nuvola a forma di fungo incombe su Hiroshima il 6 agosto 1945. Si stima che da 90.000 a 120.000 persone morirono quel giorno o subito dopo; molti altri svilupparono il cancro in seguito.

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HIROSHIMA-Kunihiko Iida vuole che il mondo sappia che le bombe atomiche che gli Stati Uniti hanno sganciato su Hiroshima e Nagasaki 75 anni fa il prossimo mese continuano a mietere vittime e a causare sofferenza.

Iida aveva 3 anni nell’agosto 1945. Suo padre era morto in battaglia; viveva con sua madre e i suoi genitori in una casa a 900 metri dall’ipocentro di Hiroshima, il punto proprio sotto la detonazione. L’esplosione ha accartocciato la casa. La famiglia fuggì dalla città, ma la madre e la sorella maggiore di Iida morirono presto per le ferite riportate, un fatto che il bambino non capì. “Fino a quando non sono entrato nella scuola elementare, ho pensato che fossero vive e che un giorno ci saremmo incontrate”, dice.

Le sue ferite lo hanno costretto a letto per anni e da allora ha sofferto di malattie debilitanti. L’anemia infantile gli ha causato un collasso a scuola. Ha avuto ulcere e asma, ha subito due interventi chirurgici per rimuovere tumori al cervello e ora ha una crescita della tiroide. “Non c’è mai stata una pausa in queste malattie”, dice.

Tuttavia Iida è sopravvissuto. Migliaia di altri sono morti prematuramente nel corso degli anni a causa del cancro indotto dalle radiazioni, un numero che sta ancora crescendo. Collettivamente, hanno lasciato un’eredità importante. La maggior parte di ciò che si sa oggi sugli effetti a lungo termine delle radiazioni sulla salute è venuto fuori dalla ricerca con quei sopravvissuti. Il lavoro, ora gestito dalla Radiation Effects Research Foundation (RERF), sta dando “importanti contributi alla nostra comprensione degli effetti delle radiazioni”, anche oggi, dice Richard Wakeford, un epidemiologo delle radiazioni all’Università di Manchester. Gli studi della RERF sono anche alla base dei limiti che i paesi hanno fissato per l’esposizione professionale e medica alle radiazioni.

Iida ha partecipato agli studi dalla fine degli anni ’50, perché, dice, “Stanno cercando di cogliere con precisione la miseria della bomba atomica”, cosa che spera possa promuovere la pace. La gente non capisce l’impatto unico delle armi nucleari, dice Iida. Lui e gli altri partecipanti “hanno aiutato il mondo intero”, dice Ohtsura Niwa, presidente della RERF.

Le gravi ustioni hanno lasciato alcuni sopravvissuti di Hiroshima con cicatrici invalidanti, ma i danni da radiazioni spesso hanno impiegato anni o decenni per manifestarsi.

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Le file dei superstiti si stanno rapidamente assottigliando. Circa il 70% degli originali 120.000 partecipanti arruolati nel Life Span Study (LSS) della RERF sono morti; la maggior parte di quelli rimasti sono ottantenni e novantenni. “Abbiamo l’obbligo etico” di seguire la coorte fino all’ultimo membro sopravvissuto, dice Niwa, ma allo stesso tempo “dobbiamo espandere la nostra missione”.

I ricercatori del RERF credono di poter continuare a raccogliere risultati epidemiologici dalla vita esistente e dalle storie di salute dei partecipanti al LSS, ma stanno anche iniziando studi completamente nuovi, per esempio sui meccanismi molecolari con cui l’esposizione alle radiazioni porta al cancro. E i campioni biologici di 30.000 partecipanti allo studio, raccolti nel corso di 7 decenni, attendono l’analisi genomica.

Una domanda senza risposta è se l’esposizione di un individuo alle radiazioni può danneggiare geneticamente la sua prole. “Nessuno può dire che non ci siano effetti sulla seconda generazione”, dice Katsuhiro Hirano, un insegnante della zona di Hiroshima la cui madre fu irradiata; ora dirige un’associazione di sopravvissuti alla seconda generazione della bomba che sta spingendo per un maggiore riconoscimento delle loro preoccupazioni per la salute. Finora, non ci sono prove che i danni da radiazioni possano essere trasmessi, ma Hirano dice che le preoccupazioni dei sopravvissuti risuonano tra gli altri esposti alle radiazioni, comprese le vittime di incidenti nucleari, i lavoratori delle centrali elettriche e i minatori di uranio. “Questa campagna non riguarda solo noi stessi”, dice. “Vogliamo lavorare con le vittime delle radiazioni di tutto il mondo.”

Il bombardamento di Hiroshima del 6 agosto 1945 uccise circa 90.000-120.000 persone, che morirono istantaneamente o nelle settimane e nei mesi successivi per ferite o per malattia acuta da radiazioni, il risultato di danni al midollo osseo e al tratto intestinale. La bomba che rase al suolo Nagasaki 3 giorni dopo fece altre 60.000-70.000 vittime. Le stime sono approssimative perché “non c’erano più corpi da contare vicino all’ipocentro: Il calore e l’energia hanno letteralmente vaporizzato le persone più vicine. E molti corpi furono spazzati via in mare con le maree, dopo che gli ustionati morenti avevano cercato sollievo nei numerosi fiumi di Hiroshima”, ha scritto la sociologa della scienza Susan Lindee dell’Università della Pennsylvania nel suo libro del 1994 Suffering Made Real: American Science and the Survivors at Hiroshima.

Entro 6 settimane dai bombardamenti, tre squadre di esperti americani e due giapponesi erano al lavoro in entrambe le città per studiare l’impatto biologico della radiazione. I loro obiettivi erano diversi. I giapponesi cercavano soprattutto di capire gli effetti medici sui sopravvissuti. Gli americani volevano sapere come e perché le persone morivano a causa delle radiazioni dell’esplosione atomica. Questo potrebbe aiutare il triage delle vittime – separando quelli che potrebbero essere salvati da quelli condannati a morire – durante le future guerre nucleari.

I primi team statunitensi raccolsero le informazioni che potevano e lasciarono il Giappone entro pochi mesi. Ma nel novembre 1946, il presidente americano Harry Truman approvò la creazione di uno sforzo di ricerca più ampio. Sotto l’ombrello del National Research Council, una nuova Atomic Bomb Casualty Commission (ABCC) – il predecessore della RERF – avrebbe colto “l’opportunità unica per lo studio degli effetti medici e biologici delle radiazioni”, scrive Lindee, citando una proposta della Marina degli Stati Uniti. I risultati sarebbero stati utili non solo durante la guerra, ma anche per gli usi pacifici dell’energia atomica. L’ABCC crebbe rapidamente. Nel 1951, impiegava 143 persone alleate e 920 giapponesi a Hiroshima e Nagasaki.

La Hiroshima Prefectural Industrial Promotion Hall, l’unico edificio vicino all’ipocentro parzialmente sopravvissuto, fa oggi parte del Peace Memorial Park di Hiroshima.

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Una delle preoccupazioni più immediate dell’ABCC era il possibile impatto delle radiazioni sui figli dei superstiti. Era chiaro che i bombardamenti avevano colpito i bambini già concepiti nell’agosto 1945, con un conseguente aumento del numero di bambini nati con la testa piccola. E gli studi sui moscerini della frutta, che mostrano che l’irradiazione degli adulti causa cambiamenti genetici ereditari e difetti di nascita nella prole, suggeriscono che ci potrebbero essere effetti a lungo termine.

Per controllare i difetti di nascita tra i bambini nati negli anni successivi, l’ABCC ha arruolato le donne in attesa e ha fatto raccogliere informazioni su quanto vicino all’ipocentro loro e i loro mariti erano stati e dettagli sulle gravidanze precedenti. Dopo che le donne hanno partorito, hanno registrato tutti i difetti e il sesso, il peso, la lunghezza e la circonferenza della testa di ogni bambino.

I risultati erano “rassicuranti”, dice Wakeford. In un articolo del 1953 su Science, i ricercatori dell’ABCC hanno riferito che tra più di 60.000 gravidanze tra il 1948 e il 1952, non hanno trovato alcuna correlazione tra l’esposizione dei genitori e la frequenza di malformazioni e nati morti o differenze di peso alla nascita. Hanno visto dei suggerimenti che l’irradiazione delle madri può aver portato alla nascita di più ragazze, mentre l’esposizione dei padri tendeva ad aumentare il numero di bambini maschi.

Il pubblico giapponese non era convinto. I sopravvissuti alla bomba atomica, hibakusha in giapponese, hanno a lungo sofferto di discriminazione per il timore che potessero essere fisicamente o psicologicamente menomati e che i loro figli potessero ereditare difetti genetici. Lo stigma ha colpito le donne sopravvissute più degli uomini.

Nessuno può dire che non ci siano effetti sulla seconda generazione.

Una di loro è Michiko Kodama, che aveva 7 anni e si trovava in una scuola di legno alla periferia di Hiroshima il giorno della bomba. Se l’è cavata senza gravi ferite, ma nelle settimane successive ha perso molti parenti per malattia acuta da radiazioni, tra cui un’amata cugina che le è morta tra le braccia, implorando l’acqua che non poteva inghiottire. Kodama ha avuto difficoltà a trovare un lavoro quando ha finito la scuola, fino a quando un insegnante l’ha aiutata a trovare un posto in un’azienda locale. Lì, a vent’anni, ha incontrato un uomo che l’ha portata a conoscere la sua famiglia. Sua madre disse a Kodama che non c’erano problemi con il suo background e il suo carattere. “Ma non puoi sposare mio figlio perché sei una hibakusha”, ricorda Kodama che le disse la donna. “La gente diceva che gli hibakusha avevano il sangue del diavolo.”

Diversi anni dopo, un’amica ha presentato Kodama a un uomo che ha guardato oltre il suo status. Si sono sposati e hanno avuto due figlie. Ma il pregiudizio persiste: Anni dopo, la madre del fidanzato di una delle due figlie si oppose al loro matrimonio a causa delle origini hibakusha della ragazza. Il figlio sfidò la madre e la giovane coppia si sposò.

Le buone notizie sui difetti di nascita furono controbilanciate nei primi anni ’50 da risultati scoraggianti su un altro fronte. “La leucemia è una malattia molto rara, ma i medici si resero conto che stava comparendo spesso tra i sopravvissuti”, dice Kotaro Ozasa, un epidemiologo della RERF. L’ABCC ha mostrato che la malattia era particolarmente diffusa tra le persone più vicine all’ipocentro. Studi precedenti tra le persone esposte alle radiazioni in un contesto medico avevano accennato al collegamento, dice Wakeford, ma “i risultati dal Giappone hanno fornito prove convincenti.”

A quel punto, l’ABCC aveva intenzione di seguire i sopravvissuti per altri decenni. Un censimento del 1950 aveva aiutato a identificare 280.000 hibakusha in tutto il Giappone. Tra quelli che ancora vivevano a Hiroshima e Nagasaki, l’ABCC ne reclutò circa 75.000 per la sua LSS, insieme a 25.000 controlli non esposti. La coorte comprendeva uomini e donne di tutte le età, che erano stati a varie distanze dalle esplosioni. “Quel censimento del 1950 ha creato l’intero fondamento” delle coorti dell’ABCC, dice l’epidemiologo della RERF Eric Grant, anche se altre 20.000 persone sono state aggiunte in seguito.

Come l’esposizione alle radiazioni ha influenzato la salute

Gli studi di Hiroshima (mostrati nella mappa qui sotto) e Nagasaki, condotti negli ultimi 75 anni, hanno fornito importanti informazioni sugli effetti delle radiazioni sulla salute. I ricercatori si sono impegnati a fondo per determinare l’esposizione dei sopravvissuti, che dipendeva in parte dalla loro distanza dall’ipocentro dei bombardamenti.

Hiroshima BayOta RiverHypocenter01kmDose (grigio)Età raggiunta01020304050600.005-0.10.1-0.20.2-0.50.5-11-2>2Dose (grigio)Rischio relativo in eccessoFrazione attribuibile in eccesso (%)Età al momento dell’esposizioneHiroshima Peace Memorial Park1.510.504304050607080900.511.522.533210103050>21-20.5-10.2-0.50.1-0.20.005-0.1Esposizione alle radiazioni (grigio)TotalePartialDestructionHiroshimaNagasakiJAPANY più giovane e più vulnerabileIl più giovane un individuo era al momento dei bombardamenti, maggiore era il rischio di sviluppare il cancro. Ma il rischio è diminuito nel corso della vita di un sopravvissuto.Dose e cancroLa percentuale di morti per cancro dovute alle radiazioni – la frazione attribuibile – aumentava con la dose. Le donne hanno affrontato un rischio più elevatoLe donne erano a più alto rischio di sviluppare il cancro associato alle radiazioni, in gran parte a causa di ulteriori casi di cancro al seno.FemminaUomo

(GRAFICO) X. LIU/SCIENCE; (MAPPA) U.S. ARMY MAP SERVICE VIA UNIVERSITY OF TEXAS LIBRARIES; (DATI) OZASA ET AL., RADIATION RESEARCH, 177, P. 229 (2012); RADIATION EFFECTS RESEARCH FOUNDATION

Stimare l’esposizione combinata di radiazioni gamma e neutroni per ogni individuo è stata una sfida. Gli scienziati hanno iniziato calcolando le radiazioni previste a varie distanze dall’ipocentro, poi hanno verificato questi numeri in diversi modi. Hanno tagliato dei campioni dagli ornamenti di rame dei tetti dei templi, per esempio, e hanno usato la spettrometria di massa per verificare la presenza di un isotopo di nichel creato dal bombardamento di neutroni delle bombe. Per studiare il grado in cui gli edifici avrebbero potuto schermare le vittime, l’Oak Ridge National Laboratory ha costruito diverse tipiche case giapponesi presso il Nevada Test Site e ha misurato i livelli di radiazione all’interno e all’esterno durante i test della bomba atomica nel 1957 e 1958.

Negli anni ’60, l’ABCC ha anche intervistato 28.000 sopravvissuti, chiedendo dettagli sulla loro esatta posizione al momento dell’esplosione, in che tipo di edificio erano e su quale piano, e anche da che parte erano rivolti e se erano seduti o in piedi. Gli investigatori usavano questi dettagli per assegnare una dose ad ogni persona nell’LSS. (Negli anni ’80, hanno raffinato il loro lavoro fino al livello dei singoli organi.)

Anno dopo anno, i ricercatori hanno monitorato l’incidenza di più di una dozzina di tipi diversi di cancro nei sopravvissuti, insieme alla mortalità. “Il rischio di radiazioni è molto complesso”, dice l’epidemiologa della RERF Alina Brenner. Dipende dal sesso e dall’età al momento dell’esposizione e può essere influenzato dalla suscettibilità genetica e da fattori di stile di vita come il fumo. E i rischi “cambiano nel tempo con l’invecchiamento della popolazione”, dice. Ma le dimensioni e la durata dell’LSS, insieme ai suoi dati dettagliati sull’esposizione, l’età e il sesso, hanno permesso ai ricercatori di trarre molte conclusioni con il passare dei decenni.

La dose era chiaramente molto importante. Tra coloro che si trovavano a circa 900 metri dall’ipocentro e che hanno ricevuto più di 2 grigi di radiazioni, 124 sono morti di cancro. (Quella dose è circa 1000 volte la dose media annuale di radiazioni da fonti naturali, mediche e professionali messe insieme). Nel suo ultimo aggiornamento LSS, gli scienziati della RERF concludono, basandosi sul confronto delle morti per cancro tra il gruppo esposto e i controlli non esposti, che le radiazioni sono state responsabili di 70 di quelle morti (vedi grafico sopra). Gli scienziati chiamano questo numero, 56,5%, la frazione attribuibile. Il numero di morti è basso perché pochi che erano vicini a ground zero sono sopravvissuti all’esplosione, spiega Dale Preston, un biostatistico di Hirosoft International che ha lavorato in precedenza alla RERF. Ma tra queste persone, “la maggior parte dei tumori sono dovuti alle radiazioni”, dice Preston.

A 1 grigio di esposizione, la dose di circa 1100 metri dall’ipocentro, la frazione attribuibile è del 34,8%, e diminuisce linearmente per dosi inferiori. Le donne hanno subito più cancri associati alle radiazioni rispetto agli uomini, in gran parte a causa dei casi di cancro al seno. Sia gli uomini che le donne esposti in giovane età erano più a rischio con l’età: “Si pensa che le cellule che si dividono attivamente siano più suscettibili agli effetti delle radiazioni, quindi i giovani sono più sensibili”, dice Ozasa. Le radiazioni hanno aumentato maggiormente il rischio di leucemia tra i sopravvissuti, seguito dal cancro allo stomaco, ai polmoni, al fegato e al seno. C’è stato poco impatto sui tumori del retto, della prostata e del rene. L’esposizione ha anche aumentato il rischio di insufficienza cardiaca e ictus, asma, bronchite e condizioni gastrointestinali, ma in misura minore; per quelli con un’esposizione di 2 gradi, il 16% delle morti non tumorali è stato ritenuto attribuibile alle radiazioni.

Katsuhiro Hirano, un insegnante della zona di Hiroshima, è a capo di un’associazione di sopravvissuti alla seconda generazione della bomba che sta spingendo per un maggiore riconoscimento dei loro problemi di salute.

TORIN BOYD

Le scoperte hanno avuto una “grande influenza” sulle politiche e le pratiche per rendere l’uso delle radiazioni ionizzanti più sicuro, dice Kimberly Applegate, un esperto di salute delle radiazioni in pensione dall’Università del Kentucky e un membro della Commissione internazionale per la protezione radiologica (ICRP). Le stanze schermate ora di routine per le procedure a raggi X e i badge dosimetrici che tracciano l’esposizione accumulata dei lavoratori dell’assistenza sanitaria e delle centrali nucleari si basano in parte sui dati RERF. L’ICRP sta anche usando i dati per sviluppare raccomandazioni per i turisti spaziali e gli astronauti che viaggiano su Marte.

Se i risultati del RERF, basati sull’esposizione una tantum, possano far luce sui rischi per coloro che sono esposti a basse dosi per lunghi periodi di tempo, è ancora un argomento di dibattito. “Nessuno sa veramente” cosa succede a basse dosi, dice Robert Ullrich, capo della ricerca della RERF. Ma finora, le conclusioni della RERF sono coerenti con gli studi di quelli esposti a basse dosi al lavoro, dice.

I partecipanti stessi non hanno tratto benefici dagli studi, almeno all’inizio. Molti hanno aderito aspettandosi un trattamento per i loro mali, dice Iida. Ma l’ABCC non ha offerto il trattamento perché potrebbe essere visto come un’ammissione di responsabilità per la loro sofferenza da parte degli Stati Uniti. “L’ABCC non aveva una buona reputazione tra gli hibakusha”, dice Iida. Le sue posizioni di vertice erano detenute da scienziati statunitensi, aggiungendo tensioni che portarono ad una riorganizzazione dell’ABCC in RERF nel 1975. Il Giappone e gli Stati Uniti ora hanno la stessa rappresentanza nel Consiglio dei Consiglieri, le posizioni chiave sono divise, ed entrambi i paesi contribuiscono approssimativamente alla metà del suo budget annuale, ora 31 milioni di dollari.

RERF ora condivide i risultati dei test e altri dati individuali con i partecipanti allo studio e fornisce loro consulenza e riferimenti; il governo giapponese sovvenziona l’assistenza sanitaria per la maggior parte degli hibakusha. Nel 2017, in una cerimonia per il 70° anniversario della fondazione della commissione, Niwa ha espresso il suo rammarico per il fatto che l’ABCC abbia studiato le vittime dei bombardamenti senza curarle. “I sopravvissuti sentono ancora che c’è un rapporto asimmetrico” con la RERF, dice Akiko Naono, una sociologa dell’Università di Kyoto che studia i problemi degli hibakusha. Sono la fonte dei dati ma vedono ancora poco in cambio.

I ricercatori statunitensi che studiano le vittime dei bombardamenti di Hiroshima e Nagasaki nel 1945 inizialmente lavoravano dai vagoni del treno. La ricerca continua ancora oggi.

RADIATION EFFECTS RESEARCH ORGANIZATION

Nuovi dati stanno ancora arrivando. In documenti pubblicati nel 2018 e 2019, ad esempio, gli scienziati della RERF hanno riferito che le donne esposte alle radiazioni della bomba all’età del menarca, la prima comparsa delle mestruazioni, erano a un rischio maggiore di sviluppare il cancro al seno o all’utero più tardi nella vita rispetto a quelle esposte prima o dopo la pubertà. La proliferazione del tessuto del seno e dell’utero durante la pubertà fornisce “un sacco di potenziale per i danni al DNA indotti dalle radiazioni”, dice Brenner.

Lo studio sul cancro al seno dà anche un assaggio dell’agenda futura del RERF. La prima analisi non ha cercato di distinguere tra i diversi sottotipi principali di cancro al seno, che variano nei loro meccanismi biologici e prognosi, dice Brenner. Il RERF sta ora analizzando il tessuto canceroso raccolto dai pazienti per determinare se uno di questi sottotipi si verifica più frequentemente nelle vittime delle radiazioni. Se è così, questo potrebbe fornire suggerimenti su come le radiazioni danneggiano i tessuti e aumentano il rischio di cancro.

I campioni sono una risorsa che il RERF ha in abbondanza. Durante i dettagliati esami biennali della salute di più di 23.000 sopravvissuti (compresi alcuni esposti in utero), i ricercatori hanno raccolto e conservato campioni di sangue e urina, alcuni risalenti alla fine degli anni ’50. La RERF ha anche raccolto linee cellulari congelate da genitori e figli di 500 famiglie in cui almeno un genitore è stato esposto alle radiazioni, più un numero uguale di famiglie di controllo.

Il DNA in questi campioni – che finora non è stato sequenziato – potrebbe fornire un controllo sui primi dati sulla salute della prole dei sopravvissuti. Nonostante i risultati rassicuranti sui difetti di nascita, alcuni ricercatori temono che le radiazioni possano aver causato mutazioni nei testicoli e nelle ovaie che i bambini nati anni dopo potrebbero aver ereditato. I ricercatori intendono confrontare il numero e i tipi di mutazioni trovate nelle famiglie per vedere se sono più comuni nei figli di genitori esposti alle radiazioni, dice Ullrich.

Per stimare l’esposizione dei superstiti, gli scienziati americani hanno misurato le radiazioni all’interno e all’esterno delle case in stile giapponese durante i test della bomba atomica nel deserto del Nevada negli anni ’50.

DEPARTMENT OF ENERGY

RERF non ha ancora visto alcuna prova di effetti sulla salute legati alle radiazioni in uno studio su 77.000 figli di sopravvissuti. Questo potrebbe essere “perché potremmo non avere la potenza statistica per essere in grado di vedere” un impatto, dice Ullrich. Sulla base dei risultati, il governo giapponese ha rifiutato di fornire assistenza sanitaria o screening alla seconda generazione.

Ma la possibilità di danni continua a perseguitare i figli dei sopravvissuti, compreso Hirano. Sua madre, allora ventenne, andò alla ricerca di parenti a Hiroshima 2 giorni dopo il bombardamento, esponendosi alle radiazioni residue. Hirano non ha problemi di salute, ma come molti figli di sopravvissuti, ha storie di problemi di salute nella sua famiglia. Sua madre ha avuto due nati morti prima che lui nascesse, e un cugino, anche lui sopravvissuto di seconda generazione, è morto di leucemia a 30 anni. “Molti sopravvissuti di seconda generazione alla bomba atomica hanno una grande ansia per la loro salute”, dice. E quelli direttamente esposti alla bomba sono spesso distrutti dal senso di colpa se i loro figli si ammalano o muoiono, dice. Kodama è un esempio. La sua figlia più giovane è morta di cancro al canale uditivo all’età di 45 anni nel 2011. Da allora, si è chiesta: “

L’associazione dei figli dei sopravvissuti di Hirano sta ora portando la questione in tribunale, chiedendo il riconoscimento come hibakusha e l’assistenza sanitaria che ne consegue. “Ma la speranza più grande del nostro movimento”, dice, “è che non ci siano mai più vittime di seconda generazione” delle bombe atomiche.

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