RADIOBIOLOGÍA: Generalidades

RADIOBIOLOGÍA: Generalidades

1. Radiobiología

   • ciencia que estudia los efectos biológicos de las radiaciones sobre los seres vivos. Si este estudio se refiere en concreto a las personas
   • Niveles de estudio
     • bioquímico
     • celular
     • tejidos y órganos
     • organismo total

2. Características generales

   • inespecificidad
     • Los daños biológicos producidos por las radiaciones en las células, tejidos y órganos como resultado de la interacción con radiaciones ionizantes no son específicos de la misma y, por ello, son indistinguibles de los daños producidos por otros agentes físicos, químicos o biológicos, de ahí la dificultad de discernir los efectos causados por las radiaciones ionizantes frente a otras causas.
   • Instantaneidad
     • La absorción inicial de energía ocurre muy rápidamente, tarda del orden de 10-17s, aunque el posible efecto biológico puede aparecer después de un período de latencia que puede ser de varios años.
   • Aletoriedad-Probabilidad
     • Algunos efectos debidos a la interacción de la radiación ionizante con un ser vivo (o una célula) son aleatorios, es decir, son una función de probabilidad "de daño o no", es decir, que cuando incide la radiación sobre una célula puede interaccionar o no con ella y, si se produce la interacción, puede o no producir daños o lesiones en éstas. Sin duda podrá aumentarse la probabilidad de contraer una enfermedad debida a los efectos ionizantes de una radiación por una mayor exposición a la misma.
   • No selectividad
     • La radiación no escoge una célula u otra, ni un órgano u otro, sino que interacciona al azar con todas las partes de la célula u órgano, aunque esto no quita decir que unas zonas son más sensibles que otras a los efectos de la radiación.
   • Periodo de latencia
     • El tiempo transcurrido entre la irradiación de un ser vivo y la aparición de los primeros trastornos ocasionados por la radiación se denomina periodo de latencia, de modo que el individuo permanece asintomático durante el mismo. Puede ir desde horas o días, en exposiciones a dosis muy altas, hasta años, cuando éstas son muy pequeñas.
   • Acción lesiva
     • Si se produce una alteración en la célula, ésta siempre es de tipo lesivo, siempre se produce un daño a la célula y nunca un beneficio. En determinadas circunstancias se busca dañar cierto tipo de células, como es el caso de la radioterapia antitumoral que persigue la destrucción de las células de los tumores malignos, por su mayor radiosensibilidad frente a las células sanas.

3. Clasificación de los efectos ocasionados por las radiaciones ionizantes

   • en función de la dosis umbral
     • dosis umbral
       • el límite de dosis radiactiva absorbida a partir del cuál comienzan a producirse los efectos biológicos.
     • aleatorios, probabilísticos o estocásticos
       • son aquellos en los que la manifestación NO depende de una dosis umbral, dado que a nivel celular pueden ocurrir efectos importantes incluso a dosis bajas como por ejemplo una mutación.
     • no estocásticos o deterministas
       • son aquellos que dependen de la dosis o de la intensidad de la radiación ionizante, existiendo en este caso un umbral. Por debajo de la dosis umbral no se manifiestan.
   • según tipo de célula afectada
     • somáticos
       • son los que se producen cuando se afectan las células somáticas. Estos cambios aparecen en el propio sujeto o individuo.
     • genéticos
       • son los que ocurren cuando se afectan las células sexuales o genéticas (óvulos o/y espermatozoides) y los daños aparecen en la descendencia (se transmiten de generación en generación y suceden por mutación sobre el ADN).
   • dependiendo del tiempo de aparición (radiopatocronia)
     • inmediatos
       • en los que el tiempo de latencia es mínimo. Suele darse más frecuentemente por efectos deterministas.
     • diferidos
       • en los que existe un período más o menos largo entre la irradiación y la aparición del efecto. Suele darse más frecuentemente por efectos estocásticos.
   • Según el nivel estructural en el que se ha producido
     • bioquímicos (moleculares)
     • celulares
     • tisulares
     • orgánicos
     • sistemáticos
     • individuales
     • específicos (de especie)

4. Esquema general de actuación de las radiaciones ionizantes

   • tipo de radiaciones ionizantes
     • no corpusculares
       • son las radiaciones electromagnéticas X y g. En general, se caracterizan por su bajo gradiente de transferencia energética
         • Producen pocos iones a lo largo de su trayecto por la materia viva.
         • Penetran profundamente en los tejidos.
     • corpusculares
       • son radiaciones ionizantes asociadas a masa (a, b-, protones, etc.). Se caracterizan fundamentalmente por su alto gradiente de transferencia de energía,
         • Produciendo muchos iones (pares iónicos) a su paso por la materia viva.
         • Penetrando menos profundamente en los tejidos.
   • fases en la interacción de la radiación con la materia viva
     • física
       • Es aquella en la que se produce la ionización de la materia por efecto de la radiación (generándose pares iónicos). Los efectos físicos se producen de modo instantáneo (del orden de los nanosegundos) por la interacción de la radiación con los átomos del tejido. Los electrones secundarios producen más ionizaciones hasta que son frenados y pasan a formar parte de la materia. Una dosis de 1Gy produce 105 ionizaciones en un volumen celular de 10μm de diámetro.
     • química
       • Es la etapa en la cual se producen reacciones moleculares en cadena por efecto de la ionización. Los efectos químicos suelen ser rápidos (del orden de los milisegundos). Se producen ionizaciones en las moléculas, se rompen enlaces químicos y se liberan radicales libres altamente reactivos.
     • biológica
       • Es la fase en la que transcurren los cambios biológicos, como consecuencia de los cambios moleculares. Muchos de los daños químicos (incluso el ADN) son reparados posteriormente mediante reacciones enzimáticas. Algunas lesiones no son reparadas y pueden conducir a la muerte celular bien por su gravedad o por su número. Los efectos biológicos radioinducidos suelen tardar semanas o meses en aparecer. Los efectos como carcinogénesis pueden tardar varios años tras la exposición a la radiación.