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Dosimetría citogenética en trabajadores de la salud ocupacionalmente expuestos a radiaciones ionizantes.
Física nuclear
Integrantes: Isidora Ramos
Ignacia Rosas
Docente. Carlos Meza
Fecha: 12 de abril del 2019
Introducción
Con el incremento de la utilización de fuentes radiactivas en los campos de salud, la industria, la investigación y la enseñanza, ha aumentado el número de personas que se ven expuestas por la radiación y que pueden ser afectadas debido a no emplear los procedimientos, blindajes y recomendaciones adecuadas.
Las aplicaciones de las radiaciones ionizantes se basan en la interacción de la radiación con la materia y su comportamiento en ella. Los materiales radiactivos y las radiaciones ionizantes se utilizan ampliamente en medicina (radiodiagnóstico, medicina nuclear, radioterapia, etc.), por ende, los que están constantemente expuestos se sitúa principalmente en el personal médico, como cardiólogos, radiólogos, tecnólogos médicos, médicos nucleares, enfermeros, tens etc.
Por esto se ha despertado un especial interés en el efecto de las radiaciones ionizantes y la necesidad del empleo de métodos eficientes para la medición del riesgo laboral y del manejo médico del trabajador ocupacionalmente expuesto, más allá de la adecuación de las instalaciones, calibración de los equipos, adopción de procedimientos seguros y de la dosimetría física. Ya que el uso incorrecto de radiaciones ionizantes puede causar posibles efectos negativos en el organismo, que inducen a la generación de enfermedades agudas, crónicas e incluso la muerte. (Cecilia Crane, Héctor H. Zamora, Antonio J. Bermúdez. Héctor G. Barreto, Campo Elias, 1994).
En el año 2002 el OIEA[endnoteRef:1] celebró en suiza la primera conferencia internacional sobre radioprotección, donde participaron, la organización internacional del trabajo (OIT)[endnoteRef:2], la organización mundial de la salud (OMS)[endnoteRef:3], la agencia de energía nuclear (NEA)[endnoteRef:4], la organización para la cooperación y el desarrollo económico (OCDE)[endnoteRef:5], el comité científico de las naciones unidas sobre los efectos de las radiaciones atómicas (UNCEAR)[endnoteRef:6], la comisión internacional de protección radiológica (ICRP)[endnoteRef:7], la comisión internacional de unidades y medidas radiológicas (ICRU)[endnoteRef:8], la comisión electrotécnica internacional (IEC)[endnoteRef:9], la asociación internacional de protección radiológica (IRPA[endnoteRef:10]) y la sociedad internacional de radiología (ISR)[endnoteRef:11], con el fin de establecer un plan de acción internacional que permita reforzar la protección radiológica ocupacional en campos requeridos. [1: (OIEA): Establece las normas internacionales de seguridad radiológica.] [2: (OIT):] [3: (OMS):] [4: (NEA):] [5: (OCDE):] [6: (UNCEAR): Estudia los efectos biológicos de las radiaciones ionizantes.] [7: (ICRP): Emite recomendaciones sobre protección radiológica, que sirven como base para que cada estado formule sus propias reglas o normas.] [8: (ICRU): Desarrolla definiciones formales de cantidades y unidades de radiación y radioactividad que tienen aceptación internacional.] [9: (IEC):] [10: (IRPA):] [11: (ISR):
1.] 
En el año 2014 (Viena, Austria), se realizó una nueva conferencia internacional para revisar los avances y retos propuestos en la conferencia anterior, donde se intercambiaron experiencias e información sobre protección radiológica ocupacional y mujeres embarazadas para formular conclusiones y recomendaciones.
Así han pasado los años y se han realizado un montón de conferencias en distintos países para ponerse al tanto sobre nuevos métodos de protección radiológica. La última conferencia se data en el año 2017 (Viena), en donde no solo entregaron información en mujeres embarazadas o en trabajadores expuestos, sino que también en pacientes pediátricos, se insertó principios de la protección radiológica como, justificación, optimización y límites. También hablaron de protección en otros ámbitos como fluoroscopia, tomografía computada, radioterapia, sistemas híbridos de imagen entre otros.
Dentro de todos lo avances que se han producido, salen a la luz nuevos métodos eficientes para la medición de la dosis, fundamentales para ver el daño biológico que provocan las radiaciones ionizantes a trabajadores de la salud ocupacionalmente expuestos. Dentro de este ámbito se encuentran los dominados dosímetros tanto físicos como biológicos, que no solo nos ayuda a medir la dosis, sino que también a prevenir y poder tomar cartas en el asunto tras algún accidente radiológico. La dosimetría citogenética, es el indicador biológico mejor desarrollado actualmente en la determinación de la dosis por exposición a las radiaciones, ya que permite la determinación de la frecuencia de aberraciones cromosómicas en linfocitos de sangre periférica, y nos permite estimar la dosis en todo el cuerpo.
Los objetivos principales del informe se basan en conocer y entender el funcionamiento de la dosimetría citogenética y bajo qué circunstancias se basa su utilización. También ver diferentes técnicas utilizadas para medir y determinar daño biológico de la radiación ionizante.
Contexto físico.
La radiación ionizante puede desplazar un electrón de un átomo y altera la estructura electrónica de la materia y por tanto sus propiedades y en los tejidos vivos la ionización produce cambios biológicos que derivan del daño que éstas producen en la estructura química de las células que es el ADN.
La radiación ionizante es un aspecto muy estudiado de la física, el cual es un tipo de energía liberada por los átomos en forma de ondas electromagnéticas o partículas. Estos átomos también pueden ser radioactivos, que es la desintegración espontánea porque los isótopos radioactivos tienden a la estabilidad mediante la emisión espontánea de partículas. Existen elementos naturalmente radioactivos (desde el número atómico 83, que es el Bismuto) y otros que son artificiales, los cuales son bombardeados con neutrones para lograr esta radioactividad.
A diario las personas estamos expuestas a diferentes tipos de radiaciones, donde el 80% de la dosis anual de radiación de fondo que recibe una persona proviene de fuentes de radiación naturales, terrestres y cósmicas. Por otro lado, las personas también están expuestas a radiaciones de tipo artificial que pueden provenir de fuentes de energía nuclear o de usos médicos con fines diagnósticos y terapéuticos.
Sin embargo, existen efectos negativos por las radiaciones ionizantes en la salud de las personas. Estos efectos negativos o daños producidos van a depender de la dosis recibida o dosis absorbida (el cual se mide en Gray), estos a su vez dependen del tipo de radiación y sensibilidad del órgano o tejido de cada persona. Existe otra manera de medición que es la dosis efectiva que explica el potencial daño que puede producir la radiación ionizante, el cual se mide en Sievert (Sv).
Las personas expuestas a grandes dosis de radiación pueden verse afectados en el funcionamiento de sus órganos y tejidos. Por otro lado, si la dosis es baja, pero en tiempo prolongando, el riesgo de sufrir daño es menor porque hay mayor tasa de reparación, sin dejar de lado que a largo plazo sigue existiendo un riesgo de producir algún daño, que pueden aparecer años más tarde o quizás nunca aparecer. 
El riesgo es mayor para los niños y adolescentes, pues son mucho más sensibles a la radiación que los adultos. Estudios epidemiológicos más recientes efectuados en pacientes expuestos por motivos médicos durante la infancia (TC pediátrica) indican que el riesgo de cáncer puede aumentar incluso con dosis más bajas (entre 50 y 100 mSv).
Las mujeres que se encuentran embarazadas también son más propensas a los daños de la radiación, donde él que recibe todo el daño es el feto. Donde unas altas dosis de radiación pueden producir daño cerebral en el feto. Los estudios epidemiológicos indican que el riesgo de cáncer tras la exposición fetal a la radiación es similar al riesgotras la exposición en la primera infancia.
 
1.1 Protección radiológica
Con el tiempo se ha demostrado que la radiación tiene un efecto negativo en los seres vivos, generando un daño biológico, una manera de evitar esto es mediante la protección radiológica, donde la ICRP (Comisión Internacional de Protección Radiológica) desarrolla manuales sobre cómo proteger a los pacientes, trabajadores y al ambiente contra las radiaciones. Cada gobierno de cada país es responsable de hacer cumplir lo interpuesto en estos manuales, también en las leyes que se basan en la protección radiológica, de la misma manera los trabajadores y empleadores son responsables de seguir con las indicaciones.
Los principios de la protección radiológica son la justificación, optimización y límites. La justificación se basa en que el uso de radiaciones ionizantes debe ser justificada con la compensación del beneficio (costo/beneficio). La optimización es reducir la cantidad de radiación cumpliendo con el principio ALARA (tan bajo como sea razonablemente alcanzable). Por último, están los límites donde su objetivo es mantener las dosis lo más bajo que sea razonable.
También existen los principios básicos de los límites de exposición, que son la distancia, tiempo y blindaje. La distancia es mantener la máxima separación entre la fuente y el trabajador; el tiempo consta de exponerse a la radiación en el menor tiempo posible y por último está el blindaje, el cual es el más importante debido a que es una barrera entre la fuente y el operador para poder disminuir la dosis. Este blindaje va a depender del tipo de radiación y de su número atómico.
1.2. Dosimetría 
Los trabajadores ocupacionalmente expuestos necesitan un sistema de medición y el registro de sus dosis absorbidas. Para el sistema de medición existen los dosímetros físicos que sirve para el control personal de las dosis, los cuales están compuestos por sustancias (dependiendo del tipo de dosímetro que sea) que se pueden transformar en presencia de la radiación para estimar los valores de la exposición. 
Estos dosímetros físicos deben cumplir ciertas características tales como rapidez de lectura, bajo costo, bajo peso, debe ser capaz de evaluar dosis provenientes de radiación beta, gamma, rayos x y neutrones, entre otras. 
Dentro de los tipos dosímetros físicos están los activos y pasivos, donde los activos son los que registran la dosis a la que están siendo expuestos en tiempo real y los pasivos, son los más usados y los que son aceptados por la ICRP. Estos dosímetros pasivos son los que almacenan la dosis mediante cambios en su estado que deben ser leídos posteriormente mediante métodos apropiados.
Los principales tipos de dosímetros físicos pasivos son el fílmico o película, el cual abarca mediciones desde 100µSv hasta 30 Sv. Su principio físico es la formación de pares de Plata al incidir la radiación sobre una emulsión de cristales de Bromuro de Plata suspendidos en un medio gelatinoso y para su resultado se mide la densidad óptica (que se refiere al ennegrecimiento) que se relaciona con la dosis equivalente personal mediante la calibración adecuada. Siguiendo con los tipos de dosímetros están los termoluminiscente, su principio físico es la termoluminiscencia donde hay una emisión de luz cuando un material ha sido expuesto a radiación ionizante cuando se le aplica calor; la luz que es emitida va a ser proporcional a la dosis absorbida en la exposición. Por otro lado, están los dosímetros OSL (Optically Stimulated Luminescence) donde su principio físico es similar al termoluminiscente, pero se liberan electrones de las trampas excitando con una luz láser emitiendo luz visible. 
 
Existe también la dosimetría biológica que es una medida indirecta de la radiación absorbida por un individuo, mediante la valoración de los efectos biológicos que producen las radiaciones ionizantes. En ciertos casos permite estimaciones complementarias a la dosimetría física. En otras ocasiones representa el único método disponible para determinar las dosis de radiación absorbida por individuos que no portaban dosímetros físicos. Asimismo, tiene interés cuando se sospecha que ha podido producirse una sobreexposición del dosímetro y no del individuo que lo lleva. Está especialmente Indicada en casos de irradiación accidental de grupos de población en los que la determinación de la dosis absorbida es importante con vistas a planificar la terapia.
La dosimetría biológica engloba al conjunto de análisis de laboratorio que pueden proporcionar datos para evaluar la dosis de radiación recibida por un individuo irradiado, su distribución en el cuerpo, la duración de la irradiación y la calidad de la misma. Los requisitos para que un determinado parámetro biológico pueda ser considerado como dosímetro son: fácil cuantificación, mostrar relación dosis-efecto, reproducibilidad, elevada sensibilidad, especificidad y persistencia del efecto con el tiempo.
1.3. Dosimetría citogenética
Las pruebas citogenéticas de utilidad en dosimetría biológica son múltiples, puesto que ninguna es por sí sola suficientemente robusta para abarcar todos los posibles escenarios radiológicos, incluidas las exposiciones agudas de la fase temprana, las exposiciones parciales del cuerpo, las exposiciones retrospectivas o pretéritas (es decir, la obtención de muestras biológicas años después de la exposición) o las aplicaciones en que interviene la citogenética de triaje en los sucesos radiológicos que provocan víctimas en gran escala.
Existen diferentes parámetros biológicos que sirven como indicador de los posibles daños que causa la radiación ionizante en el ADN; a continuación, se indican algunas de las técnicas que permiten analizar estas alteraciones.
Aberraciones cromosómicas: como método dosimétrico se efectúa en linfocitos de sangre periférica. La mayoría de los linfocitos periféricos se hallan normalmente en estado de reposo del ciclo celular (Go). Estas células se pueden inducir a la división mitótica "in vitro" mediante estimulación con fitohemaglutinina. La célula recibe la irradiación cuando se encuentra en la fase Go del ciclo celular, momento en que aún no se ha duplicado el material genético (cromosomas en estado de una sola cromátida). Posteriormente, en fase S, el material hereditario se replica, con lo cual la aberración involucrará a las dos cromátidas del cromosoma. Se habla así de aberraciones de tipo cromosómico, que son las propias de la irradiación; tales son deleciones, inversiones, translocaciones, anillos céntricos y cromosomas dicéntricos. 
· Las deleciones consisten en la pérdida de una parte de la información genética contenida en el cromosoma. La pérdida del segmento cromosómico puede ser intercalar o terminal. 5
· Las inversiones se originan por un cambio de ordenación de las secuencias génicas contenidas en un segmento cromosómico.
· Las translocaciones se caracterizan por el cambio de posición de los segmentos cromosómicos, y de las secuencias génicas que contienen, dentro del complemento, ya sea dentro del mismo cromosoma o de un cromosoma a otro.
· Los anillos céntricos se producen por rotura y pérdida de secuencias terminales del cromosoma (telómeros) y fusión de los nuevos extremos para dar una estructura circular.
· Los cromosomas dicéntricos tienen dos centrómeros y derivan de cromosomas originalmente monocéntricos que han sufrido translocaciones recíprocas antes de la replicación de los cromosomas en el núcleo interfásico.
· Los dicéntricos son las aberraciones cuyas frecuencias se utilizan normalmente para la determinación de la dosis ya que son causados por la radiación casi exclusivamente; tienen una baja incidencia de fondo en la población (1/2.000). Son fáciles de observar sin técnicas citogenéticas especiales y permanecen prácticamente constantes incluso semanas o meses después de la irradiación.
Micronúcleos: Durante la división celular el material genético (ADN) contenido en el núcleo celular se replica y divide equitativamente dando lugara dos células hijas idénticas; este proceso puede producirse de manera errónea debido a errores durante la replicación y posterior división del ADN, a roturas cromosómicas y al efecto de la radiación y de sustancias genotóxicas, produciéndose pérdida cromosómica y haciendo que el reparto del material genético no sea equitativo. Cuando esto ocurre, el material genético que se desprende y que, por tanto, queda excluido y no se incorpora correctamente al núcleo de la célula hija, origina un nuevo núcleo de menor tamaño que el primario denominado micronúcleo (MN), visible fácilmente al microscopio óptico. El material genético desprendido puede derivar de cromosomas enteros o, más frecuentemente, de fragmentos cromosómicos acéntricos que quedan excluidos de los núcleos de las nuevas células durante anafase mitótica. Se frena el proceso de división celular cuando la célula sólo a sufrido una división mitótica, para ello desarrollaron la técnica del bloqueo de la citocinesis (CBMN: cytokinesis-block micronucleus) cuyo fundamento es la utilización de un agente químico denominado citocalasina-B cuya función es impedir la citocinesis celular.
1.3.1. Metodología del estudio de aberraciones cromosómicas
· Selección de toe para el estudio: Serán 40 personas voluntarias, 20 trabajadores de la salud en riesgo de exposición a radiaciones ionizantes y los demás son público en general.
· Formato de encuesta: Esta encuesta que se le realizará a cada voluntario es para conocer los antecedentes profesionales, hábitos e historias clínicas.
· Toma de muestra de sangre periférica: Se recogen muestras de sangre periférica procedentes de los voluntarios, en tubos estériles que contienen heparina litio como anticoagulante. A cada persona se le extraen 40 mL de sangre. La sangre se reparte en tubos de plástico y se irradia a distintas dosis de rayos X, conservándose un tubo sin irradiar para ser utilizado como control.
· Cultivo: Para cada muestra, se añadieron 4 mL de medio cultivo MEN, 1 mL de suero fetal de ternera, 0,8 de sangre periférica y 0,1 mL de fitohemaglutinina P, todo se incubó por 69 horas a 37ºC. Posteriormente se adicionaron 0,1 mL de colchicina para interrumpir la división celular en metafase, transcurridos 20 minutos a 37ºC se centrifugaron a 1200 rpm por 10 minutos y se eliminará el sobrenadante. Con el fin de aislar las metafases, se agrega la solución hipotónica de KCl y se dejará en incubadora a 37º durante 4 minutos, a continuación, se lavará por tricíclico con solución fijadora Carnoy, se centrifugaron durante 10 minutos a 1200 rpm y se eliminará el sobrenadante. Finalmente, para el goteo, con una pipeta Pasteur se tomará el sedimento celular, con una pinza se sostendrá la lámina y se dispensará de 6-8 gotas de dicho sedimento, las láminas goteadas se colocarán sobre un mechero prendido para eliminar la humedad.
· Coloración de láminas (tinción): La tinción de los cromosomas se realizará con una solución de Giemsa al 5%, ésta se adicionará sobre las láminas durante 5 minutos, posteriormente se lavarán con agua de la llave y se realizará el montaje para analizar las metafases en el microscopio.
· Análisis de metafases: Se identificará en microscopio a bajo aumento las metafases con 46 cromosomas bien separados, a continuación, con mayor aumento se analizará el daño cromosómico representado por dicéntricos y sus correspondientes fragmentos, Para determinar si existe daño se analizarán 1000 metafases, se cuentan las lesiones y se interpolan en curva dosis-respuesta. 
· Descripción y observación citogenética: Las lesiones encontradas se clasificaron como cromosomas dicéntricos y en anillo, los fragmentos acéntricos, no se tendrán en cuenta. Otras anomalías cromosómicas como translocaciones e inversiones, solo se contarán cuando la morfología del cromosoma es indicativa de este tipo de reordenamiento. en el caso de roturas de cromátidas y “gaps” se cuantifican por separado.
1.3.2. Metodología del estudio de micronúcleos
el método de cultivo y teñido es similar al descrito anteriormente para obtener metafases, sin embargo, las principales diferencias están en que se agregara citocalacina B(Cyt-B) a los cultivos después de 24 horas, el tiempo de cultivo se prolonga a 72 horas y el tratamiento con solución hipotónica, fijación y centrifugación variarán con el fin de conservar el citoplasma para identificar las células binucleadas. 
1.3.3 determinación de la dosis
Análisis	
La dosimetría biológica, basada en el análisis de cromosomas dicéntricos teñidos, se utiliza desde mediados del decenio de 1960. Desde entonces, la técnica de análisis de dicéntricos ha registrado grandes mejoras, hasta el punto de que ha pasado a formar parte sistemáticamente de los programas de protección radiológica de muchos Estados. La experiencia adquirida en su aplicación en centenares de casos de sobreexposiciones, reales o presuntas ha demostrado la valía del método y ha contribuido a definir sus limitaciones. La importancia de la dosimetría biológica mediante biomarcadores de lesiones cromosómicas radica principalmente en que, a diferencia de la medición física de la dosis, tiene en cuenta la variación de la sensibilidad entre individuos.
ocurrido un accidente radiológico, la dosimetría biológica complementa las estimaciones dosimétricas realizadas por métodos físicos y en ciertos casos constituye la única evaluación, se evidencia que la cuantificación de aberraciones cromosómicas inestables (dicéntricos y anillos) es el método mas ampliamente utilizado en dosimetría biológica para la evaluación dosimétrica inmediata de situaciones de presunta o confirmada sobreexposición aguda a todo o gran parte del cuerpo, por irradiación externa y/o contaminación interna con radionucleidos de distribución uniforma en el organismo tales como 137Cs y 3H.
	
	
	
 El objetivo de la dosimetría es estimar la dosis absorbida por personas presunta o comprobadamente sobreexpuestas a radiaciones ionizantes, ya sean provenientes de fuentes naturales o producidas por el hombre, a partir de muestras biológicas.
La importancia de los métodos biológicos en la estimación dosimétrica, fue demostrada en dos accidentes radiológicos serios: chernobil y goiania. En ambos casos, los métodos físicos fueron de escasa utilidad para la dosimetría y el tratamiento de las victimas. La información esencial provino de datos biológicos. Por ello el objetivo de la dosimetría biológica es el desaroollo y aplicación de do…g
El blanco principal de las radiaciones ionizantes es la macromulecula de ADN (acido desoxirribonucleico) que constituye el material genético de todos los organismos vivos, contenido en el núcleo celular. El ADN esta organizado en paquetes discretos, denominados cromosomas, que pueden ser visualizados y estudiados solo durante la división celular(mitosis y meiosis). El paso de una traza ionizante, a través del núcleo, induce rupturas cromosómicas, mediante las enzimas de reparación celular, da origen a llamadas aberraciones cromosómicas y sus derivados citoplasmáticos, los micronúcleos. De acuerdo a su estabilidad a trabves de sucesivos ciclos de división celular, las aberraciones cromosómicas pueden clasificarse en 
Inestables: 
· Dicéntricos: resulta del intercambio entre dos cromosomas, conforrmado un cromosoma con dos centrómeros acompañado por un fragmentoacentrico.
· -aniñllos: intercambio intracromosomico acompañado por un fragmento acenrico.
· Estables
· -traslocaciones e inversiones, conformado cromosomas con un solo centromero en ambos casos, producto de un intercambio simetrico intercromosomico o intracromosomico respectivamente.
· La sobreexpocsisiones accidentales a las radiaciones ionizantes requieren una rápida y precisa reconstrucción de la dosis absorbida y de su distribución en el cuerpo, a fin de proveer información para una evaluación temprana de las consecuencias radiológicas, decisiones para el tratamiento medico inmediato y datos para el análisis de riego.
· La dosimetríacitogenetica, basada en la estimación de la frecuencia de aberraciones cromosómicas inestables radioinducidas a partir de cultivos de linfocitos de una muestra de sangre venosa, data de 1962, cuando vender y gooch realizaron las primeras estimaciones dosimétricas de tres hombres sobreexpuestos en el accidente de criticidad del nominado recuplex en hanford, USA. A partir de ese momento esta metodología ha sido mejorada y actualmente es ampliamente utilizada.
· Existen distintos escenarios de sobreexposicion, por lo que se requiere la aplicación de distintos tipos de dosímetros citogenéticos. En todos los
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Conclusiones 
Bibliografía
Bibliografía
Cecilia Crane, Héctor H. Zamora, Antonio J. Bermúdez. Héctor G. Barreto, Campo Elias. (1994). Análisis de aberraciones cromosómicas., (pág. 320). colombia.
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