EFECTOS BIOLÓGICOS Y RIESGOS ASOCIADOS CON LOS RAYOS X

1. TEMA 4:
EFECTOS BIOLÓGICOS Y RIESGOS
ASOCIADOS CON LOS RAYOS X
C.D. JESICA ROCÍO CALLE MOROCHO
C.D. ANTONY MEJÍA MANRIQUE
RADIOLOGÍA ODONTOLÓGICA
CONTEMPORÁNEA

2. La biología de la radiación se centra en el estudio de los efectos de la radiación ionizante sobre
los sistemas vivos.
Esta disciplina requiere estudiar muchos niveles de organización dentro de los sistemas
biológicos.
La interacción inicial entre la radiación ionizante y la materia ocurre a nivel del electrón, dentro de
la primera fracción de segundo después de la exposición.
Esos cambios conducen a la modificación de las moléculas biológicas dentro de los segundos a
horas siguientes.
A su vez, las alteraciones moleculares pueden conducir a cambios en las células y los
microorganismos, que persisten durante horas, décadas y posiblemente e incluso generaciones.
Tales cambios pueden provocar la muerte de la célula o el organismo.
BIOLOGÍA DE LA RADIACIÓN

3. QUÍMICA DE LA RADIACIÓN
Las acciones primarias de la
radiación sobre los sistemas vivos
ocurren a través de efectos directos
e indirectos.
Cuando la energía de un fotón o
electrón secundario es transferida
directamente a macromoléculas
biológicas, el efecto es directo.
Cuando el fotón es absorbido por
agua en un sistema biológico, las
moléculas de agua serán ionizadas.
Estos iones forman radicales libres
(radiolisis del agua), que
interaccionan a su vez con las
moléculas biológicas e inducen
cambios. Esa serie de eventos en la
que participan moléculas de agua es
un efecto indirecto.

4. EFECTO DIRECTO
La alteración directa de las moléculas biológicas por la radiación ionizante envuelve tres pasos:
Absorción de energía por la molécula.
Transferencia de energía entre moléculas intermedias inestables.
Formación de moléculas dañadas estables.
Puesto que las moléculas resultantes difieren estructural y funcionalmente de las originales, la
consecuencia es un cambio biológico en el organismo irradiado.
Aproximadamente 1/3 de los efectos biológicos de la exposición a los rayos X procede de los
efectos directos.

5. EFECTO INDIRECTO
RADIÓLISIS DEL AGUA
El agua interpreta un papel importante en la transferencia de energía desde
los fotones hasta las moléculas biológicas por el efecto indirecto.
Puesto que el agua es la molécula predominante en los sistemas biológicos
(alrededor del 70%), participan en el mayor número de interacciones entre
los fotones de rayos X y las moléculas constituyentes del sistema
En los sistemas biológicos ocurren una serie compleja de cambios químicos
del agua después de la exposición a la radiación ionizante.
El conjunto de esas reacciones se conoce como radiolisis del agua.

6. RADIÓLISIS
DEL AGUA

7. QUÍMICA DE LA RADIACIÓN
• EFECTO DIRECTO • EFECTO INDIRECTO

9. EFECTO PROBABLE DE
ACUERDO A LA DOSIS

10. CLASIFICACIÓN DE LOS EFECTOS
BIOLÓGICOS
EFECTOSDETERMINISTAS
Son los efectos perjudiciales para la
persona expuesta que se producirán
sin duda a partir de una alta dosis de
radiación especifica.
Ej. Rubefacción cutánea y cataratas.
La gravedad del efecto es proporcional
a la dosis recibida, y en la mayoría de
los casos existe una dosis umbral por
debajo de la cual no se producen
efectos.
EFECTOSESTOCÁSTICOS
Su desarrollo es aleatorio y depende
de las leyes de probabilidad.
Ej. Leucemia y ciertos tumores.
Los efectos dañinos pueden inducirse
cuando el cuerpo se expone a
cualquier dosis de radiación.
No ha sido posible establecer una
dosis segura, es decir, una dosis
debajo de la cual los efectos
estocásticos no se desarrollan, no
existe umbral de dosis.
Toda exposición a radiación ionizante
conlleva la posibilidad de inducir un
efecto estocástico.
Cuanto menor es la dosis de radiación,
más baja resulta la probabilidad de
daño celular.

11. CLASIFICACIÓN DE LOS EFECTOS
BIOLÓGICOS

12. COMPARACIÓN DE EFECTOS
DETERMINISTAS Y ESTOCÁSTICOS

13. CAMBIOS EN MOLÉCULAS BIOLÓGICASÁCIDOSNUCLEICOS
La radiación produce diferentes tipos
de alteraciones en el ADN:
Cambio o pérdida de una base.
Disrupción de los enlaces hidrógeno
entre cadenas de ADN.
Rotura de una o más cadenas de
ADN.
Entrecruzamiento de las cadenas de
ADN dentro de la hélice, con otras
cadenas de ADN o con proteínas.

14. CAMBIOS EN MOLÉCULAS BIOLÓGICAS
•La irradiación de proteínas suele provocar cambios de sus estructuras
secundaria y terciaria, a través de la alteración de cadenas laterales o
de la rotura de los enlaces hidrógeno o disulfuro.
•Tales cambios conducen a la desnaturalización.
•La irradiación puede inducir también el entrecruzamiento inter e intra
molecular.
•Cuando una enzima es irradiada se puede amplificar el efecto
biológico de la radiación. Ej. La inactivación de una molécula
enzimática conducirá a la no conversión de muchos sustratos en los
productos correspondientes. De ese modo se pueden afectar
secundariamente muchas moléculas, aunque solo un pequeño
número experimenten daño inicial.
PROTEÍNAS

15. EFECTOS DE LA RADIACIÓN
A NIVEL CELULAR
NÚCLEO
Datos radiobiológicos indican
que el núcleo es más radio
sensible (en términos de
letalidad) que el citoplasma,
sobre todo en poblaciones de
células bajo división.
La irradiación del núcleo causa
también inhibición de la
división celular.
El sitio sensible en el núcleo es
el ADN dentro de los
cromosomas.

16. EFECTOS DE LA RADIACIÓN
A NIVEL CELULAR
ALTERACIONES CROMOSÓMICAS
Los cromosomas
sirven como
marcadores útiles
de lesión por
radiación.
Se pueden
visualizar y
cuantificar con
relativa sencillez,
y la extensión de
su daño guarda
relación con la
supervivencia
celular.
Las aberraciones
cromosómicas se
observan durante
la mitosis, cuando
el ADN se
condensa para
formar
cromosomas.
El tipo de daño
depende de la
fase del ciclo
celular en el
momento de la
irradiación.

17. EFECTOS DE LA RADIACIÓN
A NIVEL CELULAR
•La irradiación de las membranas
plasmáticas aumenta la
permeabilidad a los iones de sodio
y potasio, y causa cambios en los
mecanismos de transporte activo.
•Las mitocondrias pueden mostrar
tumefacción y desorganización de
las crestas internas.
CITOPLASMA

18. EFECTOS SOBRE LA
CINÉTICA CELULAR
RETRASO
MITÓTICO
RECUPERACIÓN
MUERTE
CELULAR

19. EFECTOS SOBRE LA
CINÉTICA CELULAR
RETRASO
MITÓTICO
Ocurre luego de la irradiación de
una población de células en
división.
Aunque la radiación retrasa la
progresión de las células a la
fase G2 al deprimir la síntesis de
ADN, las células ya en G2 son las
mas afectadas.
El grado de retraso en una
población celular depende de la
cantidad de exposición.
Una dosis más grande deprime
mucho las mitosis y prolonga la
recuperación.
MUERTE
CELULAR
Pérdida de la capacidad para la
división mitótica ilimitada,
debido a que no se completan
las primeras mitosis después de
la radiación.
La G2 y las mitosis son las fases
más sensibles, y el final de la S
es la menos sensible.
RECUPERACIÓN
La recuperación celular envuelve
recuperación enzimática de las
roturas de las cadenas únicas de
ADN.

20. RADIOSENSIBILIDAD Y
TIPO CELULAR

21. RADIOSENSIBILIDAD Y TIPO CELULAR
Las diferentes células de varios órganos del mismo individuo
pueden responder a la radiación de modo muy distinto.
Las células más radio sensibles son las que:
Las células pueden ser divididas en cinco categorías de radio
sensibilidad.
•Tienen una alta tasa mitótica.
•Experimentarán muchas mitosis futuras.
•Son más primitivas en su diferenciación.

22. CLASIFICACIÓN 1. CÉLULAS VEGETATIVAS
INTERMITÓTICAS
2. CÉLULAS DE
DIFERENCIACIÓN
INTERMITÓTICAS
3. CÉLULAS
MULTIPOTENCIALES DEL
TEJIDO CONECTIVO
4. CÉLULAS DE INVERSIÓN
POSMITÓTICA
5. CÉLULAS POSMITÓTICAS
FIJAS

23. RADIOSENSIBILIDAD RELATIVA
DE VARIAS CÉLULAS

24. RADIOSENSIBILIDAD RELATIVA
DE VARIAS CÉLULAS

25. EFECTOS DE LA RADIACIÓN A NIVELES
TISULAR Y ORGÁNICO
• EFECTOS A CORTO PLAZO • EFECTOS A LARGO PLAZO
INMEDIATAMENTE
DEPUÉS DE LA
EXPOSICIÓN.
DETERMINADOS
POR LA
RADIOSENSIBILID
AD.
LA EXTENSIÓN DE
LA PÉRDIDA
CELULAR
DEPENDE DE LA
LESIÓN.
DEPENDE DE LA LESIÓN
EN LA VASCULARIZACIÓN.
ATROFIA FIBRÓTICA
DEL TEJIDO
IRRADIADO.
PÉRDIDA DE LA
FUNCIÓN CELULAR Y
MENOR RESISTENCIA
A INFECCIONES Y
TRAUMATISMOS.

26. EFECTOS DE LA RADIACIÓN
SOBRE LOS TEJIDOS ORALES

27. BASE RACIONAL DE LA RADIOTERAPIA
La cavidad oral es irradiada durante el
tratamiento de tumores malignos radio
sensibles de la boca, en general
carcinomas de células escamosas.
El tratamiento de elección para una lesión
especifica dependerá de muchas variables
del tumor, como radio sensibilidad,
histología, tamaño, localización, invasión
de estructuras adyacentes y duración de la
sintomatología.
La radioterapia para lesiones malignas de
la cavidad oral suele estar indicada
cuando la neoplasia es radio sensible,
avanzada o invasiva en profundidad, y no
se puede extirpar quirúrgicamente.
Debido a que no se han reportado, en la literatura, efectos
de la radiación en odontología estudiaremos dichos
en base a la radioterapia.

28. MUCOSA ORAL
Al final de la segunda
semana de radioterapia, las
membranas mucosas
comienzan a mostrar áreas
de enrojecimiento e
inflamación (mucositis).
Conforme continúa la
terapia la mucosa irradiada
comienza a desprenderse,
con formación de una
pseudomembrana blanca o
amarillenta.
La mucositis suele ser mas
severa al final de la terapia,
con molestia máxima y
dificultad para la ingesta
de alimentos.
La mucosa comienza a
cicatrizar después de la
irradiación, la misma que
suele ser completa hacia
los dos meses.

29. PAPILAS
GUSTATIVAS
Al cabo de la segunda o tercera semana de
radioterapia los pacientes notan con frecuencia
la perdida de la agudez gustativa.
Los sabores amargos y ácidos se afectan más
cuando se irradian los 2/3 posteriores de la
lengua, y los salados y dulces en caso de
irradiarse el 1/3 anterior.
La agudeza gustativa suele disminuir por un
factor de 1.000 a 10.000 durante el curso de la
radioterapia.

30. GLÁNDULAS
SALIVALES
Una respuesta inflamatoria aguda se muestra poco después de iniciar la terapia.
Durante los meses siguientes, la inflamación se vuelve crónica y las glándulas muestran fibrosis
progresiva, adiposis, pérdida de vascularización fina y degeneración parenquimatosa.
Una semana luego de iniciar la terapia se suele producir una pérdida marcada y progresiva de la
secreción salivar.
La disminución del flujo depende de la dosis, y la producción de saliva se hace prácticamente nula
con 60Gy.
A la xerostomía acompaña sensibilidad, deglución difícil y dolorosa.

31. DIENTES
La irradiación de los dientes
en desarrollo retrasa el
crecimiento,
Si precede a la calcificación
puede destruir la yema dental,
Si es posterior a la
calcificación puede inhibir la
diferenciación celular, con
malformaciones y detención
del crecimiento general.

33. CARIES POR RADIACIÓN
Se presenta en una forma rampante
de destrucción dental y suele ocurrir
en individuos sometidos a un curso
de radioterapia con inclusión de las
glándulas salivales.
Las caries se deben a los cambios de
las glándulas y la saliva, que incluyen
flujo reducido, disminución del pH,
menor capacidad tampón y aumento
de viscosidad.
Los detritos se acumulan con rapidez,
debido a la disminución o ausencia
de la acción limpiadora de la saliva
normal.
La irradiación de los dientes no
modifica por si misma el curso de las
caries por radiación.
Clínicamente existen tres tipos de
caries por radiación:
Lesiones superficiales difusas.
Lesiones que envuelven en modo
primario al cemento y la dentina en la
región del cuello.
Lesiones que adoptan la forma de
pigmentación oscura de toda la
corona.

34. HUESO
El daño primario en el hueso se debe a la alteración de la vascularización fina inducida por la radiación.
El tejido medular se convierte en hipovascular, hipóxico e hipoceluar.
Después de la irradiación se puede producir una sustitución de la medula normal por medula grasa y tejido conectivo fibroso.
El endostio se vuelve atrófico, con falta de actividad osteoblástica y osteoclástica, y algunas lagunas vacías lo que indica necrosis.
La necrosis acompañada de infección conduce a una osteo radionecrosis.
CLASIFICACIÓN DE LA OSTEO RADIONECROSIS

35. HUESO
Los eventos más comunes que precipitan la osteo
radionecrosis son las extracciones antes y después de la
irradiación, y la enfermedad periodontal.
Cuanto mayor es la dosis de radiación absorbida por el hueso,
más alto es el riesgo de necrosis.

36. COMPLICACIONES EN TEJIDOS ORALES
DURANTE Y DESPUÉS DE LA RADIOTERAPIA

37. SECUENCIA DE ATENCIÓN SUGERIDA PARA
PACIENTES BAJO TTO DE RADIOTERAPIA

38. EFECTOS DE LA RADIACIÓN EN TODO EL
CUERPO
• PERÍODO PRODRÓMICO • PERÍODO LATENTE
EN LOS PRIMEROS MINUTOS A
HORAS SIGUIENTES.
SE DESARROLLAN: NÁUSEAS,
VÓMITO, DIARREA, DEBILIDAD
Y FATIGA
ORIGEN: PROBABLEMENTE AL
SN.
GRAVEDAD Y TIEMPO DE
APARICIÓN DEPENDE DE LA
DOSIS.
APARENTE
BIENESTAR.
DEPENDE
DE LA
DOSIS.
DE HORAS A DÍAS
(5GY).
POCAS
SEMANAS
(2GY).

39. EFECTOS DE LA RADIACIÓN
EN TODO EL CUERPO
SÍNDROME
HEMATOPOYÉTICO
Disminución rápida e intensa del
numero de granulocitos, plaquetas
y hematíes.
La consecuencia clínica de tal
disminución conlleva a
infecciones, hemorragia y anemia.
SÍNDROME GASTROINTESTINAL
Acompañado de hemorragia
intestinal, diarrea, deshidratación y
perdida de peso.
En casos graves, septicemia.
SÍNDROME CARDIOVASCULAR Y DEL
SISTEMA NERVIOSO CENTRAL
Incoordinación, desorientación y convulsiones.
Colapso del sistema circulatorio, con un descenso
precipitado en las horas previas a la muerte.
Daño extenso del sistema nervioso.

40. EFECTOS DE LA RADIACIÓN
EN TODO EL CUERPO

41. EFECTOS DE LA RADIACIÓN SOBRE
EMBRIONES Y FETOS

42. EFECTOS SOMÁTICOS TARDÍOS
CÁNCER DE
TIROIDES
CÁNCER DE
ESÓFAGO
TUMORES
CEREBRALES Y DEL
SISTEMA NERVIOSO
TUMORES DE
GLÁNDULAS
SALIVALES
TUMORES EN OTROS
ÓRGANOS
LEUCEMIA

43. OTROS EFECTOS SOMÁTICOS TARDÍOS
ALTERACIONES EN
EL CRECIMIENTO Y
DESARROLLO
RETRASO MENTAL CATARATAS

44. DOSIS EFECTIVA DE EXAMINACIONES
RADIOGRÁFICAS Y SU EQUILAVENCIA A LA
EXPOSICIÓN AL MEDIO AMBIENTE

46. FUENTES DE EXPOSICIÓN
RADIOGRÁFICA

48. BIBLIOGRAFÍA
 Haring JI, Jasen L. Radiología dental: Principios y técnicas. 2da ed. México, D.F.: McGras-Hill; 2002.
 Whaites E. Fundamentos de Radiología dental. Barcelona: Masson, 2008.
 White S, Pharoah M. Oral Radiology Principles and Interpretation. Canada Ed: Mosby; 2014.
 Ausbruch C. Manual práctico de tecnología radiológica dental y maxilofacial. Buenos Aires: Cadiex
International; 2009.
 Bushong SC: Radiologic science for technologists: physics, biology, and protection, ed 9, St Louis,
2008, Mosby.
 Joiner M, van der Kogel A: Basic clinical radiobilogy, ed 4, London, 2002, Hodder Arnold.
 United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radioation: Hereditary effects of
radiation (2001): http://unscear.org/unscear/en/publications/2001.html.

49. Radiología Odontológica
Contemporánea
GRACIAS
TEMA IV: EFECTOS BIOLÓGICOS Y
RIESGOS ASOCIADOS CON LOS
RAYOS X