EFECTOS DE LAS RADIACIONES

EFECTOS BIOLOGICOS DE LAS RADIACIONES IONIZANTES

Introducción

El proceso de ionización causado por la radiación cambia átomos y moléculas, por lo menos transitoriamente, y puede dañar células de este modo. Si ocurre un daño celular y este no se repara adecuadamente, entonces puede ocurrir que la célula muera o sea impedida de reproducirse, o puede resultar que la célula quede viva pero modificada. Estos resultados tienen implicaciones profundamente diferentes para todo el organismo. Los efectos deletéreos y el grado del efecto varía con la radio sensitividad del órgano o tejido dado.

Con el propósito de aplicación de las medidas de protección radiológica, los efectos de las radiaciones se denominan en general como determinísticos.

Relaciones dosis – respuesta

La Radiobiología es una ciencia que busca establecer las relaciones entre la dosis de radiación y la respuesta del organismo. Una relación dosis – respuesta es simplemente una relación matemática o gráfica entre niveles graduales de dosis de radiación y la magnitud de la respuesta observada. En medicina, las relaciones de dosis – respuesta tienen dos aplicaciones importantes. Primeramente, las relaciones determinadas experimentalmente son usadas para diseñar los tratamientos rutinarios con fines de terapia para pacientes que sufren de enfermedades malignas. En segundo lugar, los estudios de radiobiología han sido diseñados para proporcionar información sobre os efectos de irradiación a bajas dosis. Estos estudios y las relaciones de respuesta – dosis son la base para las actividades reguladoras y son de particular significado en la radiología diagnóstica.

Cada relación de dosis – respuesta tiene dos características: es lineal o no lineal y tiene umbral o no tiene umbral. La relación más simple es la relación dosis – respuesta de tipo lineal, donde la respuesta es directamente proporcional a la dosis. Cuando la dosis de radiación se duplica. La respuesta se duplica del mismo modo. Esta relación es denominada de tipo lineal sin umbral, es decir que siempre se esperará una respuesta ante cualquier dosis por pequeña que esta sea. (Fig. 15)

Las otras relaciones de dosis – repuesta son de tipo no lineal con umbral. En general, a bajas dosis no se medirá ninguna respuesta, pero conforme esta se incremente sobre un umbral la respuesta crecerá hasta un punto donde esta respuesta será la misma para cualquier dosis. (Fig. 16)

La radiología diagnóstica está casi exclusivamente interesada con los efectos tardíos de la radiación y en consecuencia con las relaciones dosis – respuesta de tipo lineal sin umbral.

Concepto de daño y riesgo

Cuando se recibe una determinada dosis de radiación, la respuesta del organismo dependerá de la cantidad de radiación recibida por éste. Con el fin de establecer diferencias cualitativas asociadas a esta respuesta, se puede utilizar los conceptos de daño y riesgo.

El concepto de daño asocia el cambio negativo que causan las radiaciones en el organismo, que pueden ser perjudiciales, y que se manifiestan clínicamente.

El riesgo significa la posibilidad de que el organismo sufra un daño al cabo de un tiempo indeterminado. Es decir, no es cierto que se producirá un efecto sino que existirá una posibilidad de que ocurra.

En este punto podría afirmarse, sin mayor problema, que las dosis altas producirán daño al organismo en tanto que las bajas dosis provocarían un riesgo a la salud.

En radiodiagnóstico, por las dosis bajas que se presentan, se estaría tratando básicamente de riesgo sanitario.

Respuesta

Respuesta

Dosis

Fig. 15 Relación dosis - respueta de tipo lineal sin umbral

Dosis

Fig. 16 Relación dosis – respuesta de tipo no lineal con umbral

Efecto directo e indirecto

Cuando se irradia u material biológico, los efectos perjudiciales de la radiación ocurren por el daño a una estructura molecular particularmente sensitiva tal como el ADN. Si el evento inicial ionizante ocurre en esta molécula se dice que el efecto es directo. En este caso el efecto es producido por la ionización de la molécula blanco.

De otra parte, si el evento inicial de ionización ocurre en una molécula distante que no es crítica o fundamental, la cual transfiere luego su energía de ionización a la molécula blanco, entonces se tienen que el efecto es ocasionado por un efecto indirecto. Las moléculas intermedias son los radicales libres que se forman por acción de la radiación (por ejemplo, por descomposición radiolítica del agua), las cuales se trasladan hasta la molécula blanco y le transfieren su energía de ionización, provocándole daño.

No es posible identificar si el daño en la molécula blanco es resultado del efecto directo o indirecto. Sin embargo, dado que el cuerpo humano está formado por un 80% de agua, se puede decir que la principal acción de la radiación en un individuo es indirecta.

Efecto determinísticos

Los efectos determinísticos son aquellos para los que la severidad de la respuesta crece conforme aumenta la dosis y para los que existe un nivel de dosis umbral. Las relaciones dosis – respuesta son de tipo no lineal con umbral y están determinadas generalmente para dosis agudas. Una dosis aguda es una alta dosis de radiación recibida en muy corto tiempo. Los umbrales de dosis sobre los cuales aparecen estos efectos están generalmente por encima de los 500 mGy, excepto para la esterilidad temporal donde el umbral es 150 mGy. Si las dosis son menores a estos umbrales, entonces no se presentaran efectos determísticos.

En la siguiente tabla se muestra los niveles umbrales para efectos determinísticos en adultos, para dosis agudas. Una característica importante de este tipo de efectos es que se manifiestan luego de un tiempo relativamente corto, del orden de horas a solo semanas, luego de recibida la dosis de radiación.

Niveles umbrales aproximados de dosis para efectos determinísticos en adultos para exposición aguda y crónica

Órgano Tejido

Efecto Umbral para

Dosis Aguda

(Gy) Umbral para Exposición Crónica (Gy/a)

Cuerpo entero Muerte temprana

Síndrome prodromal

(p. ej. Anorexia, nauseas) 1,5

0,5

Médula ósea Muerte temprana

Depresión de la hematopoiesis 1,5

0,5 > 0,4

Pulmones Muerte temprana

Neumonitis 6

3 – 5

Piel Eritema

Descamación seca

Descamación húmeda

Necrosis

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