Efectos de la Radiación

Vista previa del material en texto

Radiobiología 
La radiobiología es la ciencia que estudia los fenómenos que se producen en los seres 
vivos tras la absorción de energía procedente de las radiaciones ionizantes. 
Las dos grandes razones que han impulsado la investigación de los efectos biológicos de 
las radiaciones ionizantes son: 
1. Protección Radiológica: Poder utilizar esas radiaciones de forma segura en todas 
las aplicaciones médicas o industriales que las requieran. 
2. Radioterapia: Utilización de las radiaciones ionizantes principalmente en 
neoplasias, preservando al máximo los órganos críticos (tejido humano sano). 
Características de los efectos biológicos de las 
radiaciones ionizantes 
1. Aleatoriedad: La interacción de la radiación con las células es una función de 
probabilidad y tiene lugar al azar. Un fotón o partícula puede alcanzar a una 
célula o a otra, dañarla o no dañarla y si la daña puede ser en el núcleo o en el 
citoplasma. 
2. Rápido depósito de energía: El depósito de energía a la célula ocurre en un 
tiempo muy corto, en fracciones de millonésimas de segundo. 
3. No selectividad: La radiación no muestra predilección por ninguna parte o 
biomolécula, es decir, la interacción no es selectiva. 
4. Inespecificidad lesiva: Las lesiones de las radiaciones ionizantes es siempre 
inespecífica o lo que es lo mismo esa lesión puede ser producida por otras 
causas físicas. 
5. Latencia: Las alteraciones biológicas en una célula que resultan por la radiación 
no son inmediatas, tardan tiempo en hacerse visibles a esto se le llama "tiempo 
de latencia" y puede ser desde unos pocos minutos o muchos años, dependiendo 
de la dosis y tiempo de exposición. 
Tipos de efectos de la radiación sobre los seres vivos 
Los efectos de las radiaciones ionizantes sobre los seres vivos se pueden clasificar desde 
distintos puntos de vista: 
Según el tiempo de aparición 
• Precoces: Aparecen en minutos u horas después de haberse expuesto a la 
radiación, por ejemplo eritema cutáneo, náuseas. 
• Tardíos: Aparecen meses u años después de la exposición, por ejemplo cáncer 
radioinducido, radiodermitis crónica, mutaciones genéticas. 
 
 
http://es.wikipedia.org/wiki/Ciencia
http://es.wikipedia.org/wiki/Ser_vivo
http://es.wikipedia.org/wiki/Ser_vivo
http://es.wikipedia.org/wiki/Ser_vivo
http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa
http://es.wikipedia.org/wiki/Radiaci%C3%B3n_ionizante
http://es.wikipedia.org/wiki/Investigaci%C3%B3n
http://es.wikipedia.org/wiki/Protecci%C3%B3n_radiol%C3%B3gica
http://es.wikipedia.org/wiki/Radioterapia
http://es.wikipedia.org/wiki/Neoplasia
http://es.wikipedia.org/wiki/Tejido_biol%C3%B3gico
http://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A9lula
http://es.wikipedia.org/wiki/Azar
http://es.wikipedia.org/wiki/Fot%C3%B3n
http://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAcleo_celular
http://es.wikipedia.org/wiki/Citoplasma
http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa
http://es.wikipedia.org/wiki/Biomol%C3%A9cula
http://es.wikipedia.org/wiki/Lesi%C3%B3n
http://es.wikipedia.org/wiki/Eritema
http://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%A1usea
http://es.wikipedia.org/wiki/Mutaci%C3%B3n
Desde el punto de vista biológico 
• Efectos somáticos: Sólo se manifiestan en el individuo que ha sido sometido a 
la exposición de radiaciones ionizantes por ejemplo el eritema. 
• Efecto hereditario: No se manifiestan en el individuo que ha sido expuesto a la 
radiación, sino en su descendencia, ya que lesionan las células germinales del 
individuo expuesto, por ejemplo las mutaciones genéticas. 
Según la dependencia de la dosis 
• Efecto estocástico: Son efectos absolutamente aleatorios, probabilísticos; 
pudiendo aparecer tras la exposición a pequeñas dosis de radiación ionizante. No 
necesitan una dosis umbral determinada para producirse; si bien al aumentar la 
dosis aumenta la probabilidad de aparición de estos efectos, que suelen ser de 
tipo tardío. Se cree que el único efecto estocástico es el cáncer radioinducido y 
las mutaciones genéticas. 
• Efecto no estocásticas: Se necesita una dosis umbral para producirlos, por 
debajo de la cual, la probabilidad de aparición de los mismos es muy baja. 
Suelen ser efectos precoces, por ejemplo el eritema cutáneo. 
Etapas de la acción biológica de la radiación 
Los efectos de las radiaciones ionizantes sobre la materia viva son el resultado final de 
las interacciones físicas (ionización) y (excitación) de los fotones o partículas con los 
átomos que la componen. 
Los efectos de la radiación sobre los seres vivos pasan por sucesivas etapas que se 
ordenan aquí según su escala de tiempo, de menor a mayor. 
Etapa Física 
Es una respuesta inmediata que ocurre entre billonésimas y millonésimas de segundo. 
En esta etapa se produce la interacción de los electrones corticales con los fotones o 
partículas que constituyen el haz de radiación. Los electrones secundarios originados en 
la interacción, excitan e ionizan a otros átomos provocando una cascada de 
ionizaciones. Se estima que un Gray de dosis absorbida produce 100000 ionizaciones en 
un volumen de 10 micras cúbicas. 
• La acción directa de la radiación es consecuencia de ionizaciones que se 
producen en los átomos que forman la molécula del ADN, fenómeno dominante 
en radiaciones con alta transferencia lineal de energía (LET) como las partículas 
alfa, beta y protones, que inciden directamente sobre los átomos de las 
moléculas. 
• La acción indirecta de la radiación es la interacción del haz de radiación con 
otros átomos y moléculas de la célula como el agua, produciéndose radicales 
libres que al difundir hasta la molécula de ADN, la dañan de manera indirecta. 
 
http://es.wikipedia.org/wiki/Eritema
http://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A9lula_germinal
http://es.wikipedia.org/wiki/Mutaciones
http://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3n
http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Haz_de_radiaci%C3%B3n&action=edit&redlink=1
http://es.wikipedia.org/wiki/Ionizaci%C3%B3n
http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81tomo
http://es.wikipedia.org/wiki/Gray
http://es.wikipedia.org/wiki/ADN
http://es.wikipedia.org/wiki/Transferencia_lineal_de_energ%C3%ADa
http://es.wikipedia.org/wiki/Part%C3%ADcula_alfa
http://es.wikipedia.org/wiki/Part%C3%ADcula_beta
http://es.wikipedia.org/wiki/Prot%C3%B3n
http://es.wikipedia.org/wiki/Agua
http://es.wikipedia.org/wiki/Radical_libre
http://es.wikipedia.org/wiki/Radical_libre
http://es.wikipedia.org/wiki/Radical_libre
http://es.wikipedia.org/wiki/ADN
Etapa Química 
Esta etapa es de un orden ligeramente mayor estando en una escala de entre una 
millonésima de segundo y un segundo. Es el proceso de la interacción de los radicales 
libres resultantes de la radiolisis del agua, que originan una serie de reacciones químicas 
con moléculas de solutos presentes en el medio irradiado y que producirán la inducción 
de un cierto grado de lesión biológica. Cuando las radiaciones interaccionan con la 
materia viva se producen fenómenos fisicoquímicos, pues la ionización y excitación 
suponen un incremento de energía para las moléculas, lo que compromete su 
estabilidad; dependiendo de la importancia de la molécula afectada, la lesión biológica 
será más o menos importante. 
Radiólisis del agua 
Los efectos biológicos se deben en gran parte a la acción de las radiaciones sobre el 
agua, esto se debe por un lado a la elevada presencia de las moléculas de agua en los 
seres vivos y por otro al hecho de que ejerce como disolvente de otras moléculas y en el 
que tienen lugar importantes reacciones químicas. Aunque la acción de las radiaciones 
sobre el agua o radiolisis del agua es una suma de procesos complejos, puede 
simplificarse resumiéndose en dos casos: 
La descomposición molecular del agua y la formación de radicales libres. 
Efecto oxígeno 
El oxígeno es un potente radiosensibilizante, es decir, aumenta el efecto de la 
irradiación. Cuando la TLE (LET en inglés) (Transferencia Lineal de Energía) es baja, 
es necesario en ausencia de oxígeno (anoxia) multiplicar la dosis por un factor de 2,5 a 
3 para obtenerel mismo efecto que en presencia de oxígeno. Se llama OER (del inglés 
Oxigen Enhancement Ratio) o razón de aumento de oxígeno, al número de dosis 
necesaria para obtener el mismo efecto según condiciones de anoxia o de oxigenación 
normal. El oxígeno, al combinarse con los radicales libres, produce un aumento de la 
vida media de éstos y la fijación del daño radioinducido. 
Moléculas donadores de H 
Las moléculas donadores de H, como las que contienen grupo sulfhidrilo (-SH), pueden 
neutralizar los radicales libres, teniendo un papel protector, ya que se ha demostrado 
que el aumento o disminución en los niveles intracelulares de grupos -SH, origina 
cambios paralelos en la supervivencia celular. 
Etapa biológica 
La etapa biológica se inicia con la activación de reacciones enzimáticas para reparar el 
daño producido por las radiaciones. Algunas de estas lesiones serán reparadas y no 
influyen en la viabilidad celular y otras no serán reparadas con lo que se producirá la 
muerte celular en interfase, mitosis o incluso después de varias divisiones celulares tras 
la exposición a la radiación. 
http://es.wikipedia.org/wiki/Ox%C3%ADgeno
http://es.wikipedia.org/wiki/Radical_libre
Ciclo celular: la situación de la célula en el momento en que se produce la 
irradiación, es un factor biológico que influye notablemente en la 
radiosensibilidad, así las células durante la fase de mitosis son más 
radiosensibles que durante la fase de intermitosis. 
Las consecuencias biológicas de la irradiación celular se manifiestan mucho tiempo 
después como: 
1. La respuesta de los tumores a la radioterapia. 
2. Los efectos secundarios agudos y tardíos asociados a la radioterapia. 
3. Desarrollo de neoplasias radioinducidas a largo plazo por mutaciones en células 
somáticas. 
4. Desarrollo de malformaciones genéticas en la descendencia por mutaciones en 
células germinales. 
Radiosensibilidad 
La radiosensibilidad es la magnitud de respuesta de las estructuras biológicas, 
provocada por las radiaciones ionizantes. Un elemento biológico es más sensible cuanto 
mayor es su respuesta a una dosis determinada de radiación. El elemento biológico es 
más radiosensible cuando necesita menos dosis de radiación para alcanzar un efecto 
determinado. El concepto opuesto a radiosensibilidad, es radioresistencia. No existe 
célula ni tejido normal o patológico radioresistente de forma absoluta; pues si se 
aumenta ilimitadamente la dosis, siempre se puede alcanzar su destrucción. 
Administrando dosis mínimas en órganos o tejidos, se observaran diferentes grados de 
alteraciones morfológicas o funcionales, según las líneas celulares de que se trate. 
Escala de radiosensibilidad 
Las células presentan diferente grado de sensibilidad a la radiación, según la estirpe o 
línea celular. Tomando como punto de referencia, la muerte celular, pueden clasificarse 
en cinco grupos de mayor a menor sensibilidad: 
1. Muy radiosensibles: leucocitos, eritroblastos, espermatogonias. 
2. Relativamente radiosensibles: mielocitos, células de las criptas intestinales, 
células basales de la epidermis. 
3. Sensibilidad intermedia: células endoteliales, células de las glándulas gástricas, 
osteoblastos, condroblastos, espermatocitos, etc. 
4. Relativamente radioresistentes: granulocitos, osteocitos, espermatozoides, 
eritrocitos. 
5. Muy radioresistentes: fibrocitos, condrocitos, células musculares y nerviosas. 
 
 
http://es.wikipedia.org/wiki/Ciclo_celular
http://es.wikipedia.org/wiki/Mitosis
http://es.wikipedia.org/wiki/Tumor
http://es.wikipedia.org/wiki/Radioterapia
http://es.wikipedia.org/wiki/Neoplasia
http://es.wikipedia.org/wiki/Mutaci%C3%B3n
http://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A9lula_som%C3%A1tica
http://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A9lula_som%C3%A1tica
http://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A9lula_som%C3%A1tica
http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Malformaci%C3%B3n_gen%C3%A9tica&action=edit&redlink=1
http://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A9lula_germinal
http://es.wikipedia.org/wiki/Radioresistencia
http://es.wikipedia.org/wiki/Leucocito
http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Eritroblasto&action=edit&redlink=1
http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Espermatogonia&action=edit&redlink=1
http://es.wikipedia.org/wiki/Epidermis
http://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A9lula_endotelial
http://es.wikipedia.org/wiki/Granulocito
http://es.wikipedia.org/wiki/Osteocito
http://es.wikipedia.org/wiki/Espermatozoide
http://es.wikipedia.org/wiki/Eritrocito
http://es.wikipedia.org/wiki/Fibrocito
	Radiobiología
	Características de los efectos biológicos de las radiaciones ionizantes
	Tipos de efectos de la radiación sobre los seres vivos
	Según el tiempo de aparición
	Desde el punto de vista biológico
	Según la dependencia de la dosis
	Etapas de la acción biológica de la radiación
	Etapa Física
	Etapa Química
	Radiólisis del agua
	Efecto oxígeno
	Moléculas donadores de H
	Etapa biológica
	Radiosensibilidad
	Escala de radiosensibilidad