EFECTOS BIOLÓGICOS DE LAS RADIACIONES IONIZANTES

EFECTOS BIOLÓGICOS DE LAS RADIACIONES IONIZANTES

Las radiaciones ionizantes provocan en la materia viva cambios químicos pudiendo afectar cualquier tipo de molécula de una célula.

La célula

Todos los seres vivos están constituidos por células.

La célula es considerada la unidad:

a. morfológica,

b. fisiológica y

c. genética de todos los seres vivos.

- La célula es la unidad morfológica pues es el bloque básico de construcción de los seres vivos. Todas las células tienen diferentes apariencias y forman los diferentes tipos de tejidos vivos que conforman a un ser.

- Es la unidad fisiológica, puesto que es en el interior de la célula donde se realizan todas las funciones que sustentan la vida.

- Es la unidad genética. Toda célula proviene de otra célula. Todo ser vivo viene de otro ser vivo. Se considera que toda la información que se transmite de una célula a la generación siguiente (de un ser a su descendencia) está contenida en la célula.

Las células se clasifican, dependiendo de si tienen núcleo o no, en:

o Procariota: no tienen núcleos; y

o Eucariota: tiene uno o más núcleos.

Toda célula eucariota está conformada por:

o Membrana plasmática;

o citoplasma;

o Núcleo. Una célula puede contener uno o varios núcleos.

Ambos componentes, el citoplasma y el núcleo, contienen protoplasma el cual contiene entre un 75 a 95% de agua. El citoplasma, adicional al agua, contiene:

• Proteínas;

• Ácidos nucleicos: ADN y ARN;

• Grasa;

• Carbohidratos; y

• Minerales.

El núcleo es la estructura celular más sensible.

Existen tres procesos de división celular:

• Fisión binaria: se da en las células procariotas;

• Mitosis: se presenta en las células eucariotas; en este proceso se duplica el número de cromosomas de las células;

• Meiosis: se presenta en los organismos multicelulares, ocurre en las gónadas. El número de cromosomas es reducido a la mitad.

Recordemos que la mitosis consta de 4 fases, que en orden cronológico son: profase, metafase, anafase y telofase. En una de las fases de la mitosis, la metafase, ocurre el mayor daño producido por la radiación en la célula . Las siguientes figuras nos permiten conocer más detalles de las fases de la mitosis.

El daño molecular producido en el ADN es el que tiene mayor transcendencia biológica.

La radiación ionizante puede interaccionar con el ADN (en las células) a través de dos mecanismos:

• Directo; e

• Indirecto.

En el mecanismo directo la primera molécula que absorbe la radiación es el ADN.

En el mecanismo indirecto, es el agua. El agua, al ser el componente más abundante en la célula, es cuantitativamente más importante que el directo.

RADIÓLISIS DEL AGUA

Ya que la célula contiene un porcentaje grande de agua, es importante conocer la radiólisis del agua y su posible efecto en el organismo, ya que será ésta una de las moléculas afectadas por la radiación.

Al interactuar las radiaciones con el agua se presentan varias reacciones:

1. Efecto primario:

2. Formación de radicales:

a). Recombinación de radicales:

, reacción poco probable;

,

Nota: A esta sustancia, el peróxido de hidrógeno, se atribuyen los efectos tóxicos manifestado por las personas irradiadas: mareos, náuseas, vómitos...

b). Captura por otras moléculas: las biomoléculas son las más afectadas.

LESIONES EN EL ADN

En el ADN se pueden dar las siguientes lesiones, debidos a la radiación:

• Alteración de las bases nitrogenadas;

• Ruptura de los puentes de hidrógeno entre las bases complementarias;

• Rupturas simples de cadenas del ADN(de una de las dos hebras de la cadena);

• Rupturas dobles del ADN (de las dos hebras de la cadena), las más difíciles de reparar.

• Oxidación de azúcares;

• Formación de dímeros entre dos bases;

• Formación de puentes entre dos cadenas del ADN (Cross links).

La mayoría de las lesiones que afectan a las bases nitrogenadas, los puentes de hidrógeno y las roturas simples del ADN son reparadas.

El efecto biológico de las radiaciones depende de:

a) El tipo de radiación (calidad de la radiación): , - , + , X, , n, p.

b) Magnitud de la dosis;

c) Tipo de exposición:

o Interna, y

o Externa.

d) Tiempo de exposición;

e) Tamaño del campo: cuerpo completo o parcial

f) Región anatómica radiada;

g) Distribución de la exposición:

o Grupo crítico;

o Dosis colectiva.

Características de las lesiones inducidas por la radiación:

• Polimorfismo. Muchos tipos diferentes de efectos biológicos los cuales son clasificados en dos categorías:

o Efectos somáticos: daños en células y tejidos en la persona irradiada (sobre estos efectos se amplía más adelante);

o Efectos genéticos o hereditarios: daños en las células germinales (de las gónadas) las cuales son responsables de las generaciones futuras (sobre estos efectos se amplía más adelante).

• No específicas: los daños debidos a la radiación también pueden ser producidos o debidos a otras causas físicas o químicas.

Ejemplo: el cáncer puede ser producido por el benceno, yperita, dimetilnitrosamina, entre otras sustancias.

• Latencia. Los síntomas de la irradiación pueden aparecer pocos minutos o varios años después, dependiendo de la dosis recibida.

Ejemplo:

Eritema de piel: A las 3 semanas si recibió varios gray (Gy);

Pocos días después si recibió 10 Gy.

• Reversibilidad. Las células del cuerpo tienen la capacidad de recuperarse a si misma o renovarse.

Efectos somáticos

Los efectos somáticos pueden ser:

• Tempranos: el efecto aparece poco tiempo después de irradiada la persona. Dependen de:

o Tipo de radiación;

o Dosis absorbida;

o Distribución de la dosis.

Ejemplos:

o Piel: enrojecimiento (eritema) a necrosis;

o Ojos: cataratas.

• Tardíos: el efecto aparece varios años después.

Ejemplos:

o Leucemia

o Cáncer. Tiroides, pulmón, hueso, hígado, piel.

Efectos genéticos

Los efectos genéticos pueden ocurrir por:

• Mutaciones en los genes: alteraciones en las unidades elementales (dentro del cromosoma). Las mutaciones

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